基于MB90F462的智能家居數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)

 介紹了一種實(shí)用的基于USB 2.0協(xié)議的同步視頻輸出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用CYPRESS公司的FX2 USB控制器，采用GPIF模式，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，能依據(jù)PAL制電視標(biāo)準(zhǔn)與主機(jī)同步輸出視頻圖像。

在信息技術(shù)日新月異的今天，人們對(duì)視頻圖像傳輸?shù)男枨笤絹?lái)越迫切，要求越來(lái)越高，而整個(gè)圖像傳輸系統(tǒng)的瓶頸在于視頻圖像的信息量很大，而且傳輸?shù)倪^(guò)程中容易出現(xiàn)延時(shí)、抖動(dòng)、失真等現(xiàn)象，因此在選擇視頻圖像傳輸?shù)目偩€(xiàn)要求速度高，錯(cuò)誤率低的特點(diǎn)。目前視頻圖像實(shí)時(shí)傳輸采用的總線(xiàn)主要有PCI、1394以及USB。三者比較而言，USB 2.0高速傳輸協(xié)議，兼有快速、通用、可靠、省電、熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，比傳統(tǒng)基于PCI總線(xiàn)、1394總線(xiàn)的視頻輸出系統(tǒng)，具有更強(qiáng)大的通用性和靈活性。特別是在需要利用筆記本電腦等便攜設(shè)備進(jìn)行視頻輸出的場(chǎng)合 本文介紹的同步視頻輸出系統(tǒng)，由作為外設(shè)的視頻輸出接口卡和主機(jī)上的應(yīng)用軟件兩個(gè)部分組成，采用通用串行總線(xiàn)(USB)實(shí)現(xiàn)視頻圖像數(shù)據(jù)的傳輸，并依據(jù)PAL制電視標(biāo)準(zhǔn)與主機(jī)同步視頻顯示，畫(huà)面流暢清晰。 1.視頻輸出接口卡硬件結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 視頻輸出接口卡的硬件結(jié)構(gòu)

視頻輸出接口卡的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要由內(nèi)置MCU的USB接口芯片、圖像存儲(chǔ)SRAM、以及D/A圖像輸出三個(gè)部分。各部分的主要功能為：USB接口芯片和主機(jī)通信，將主機(jī)的視頻圖像數(shù)據(jù)按照一定時(shí)序通過(guò)USB電纜寫(xiě)入SRAM保存;SRAM芯片負(fù)責(zé)數(shù)字視頻信號(hào)的存儲(chǔ);D/A圖像輸出部分將數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號(hào)，按照PAL制式進(jìn)行輸出顯示。 1.2 視頻圖像傳輸和存儲(chǔ)顯示

本系統(tǒng)視頻圖像數(shù)據(jù)是通過(guò)USB電纜傳輸，USB電纜包含4根電線(xiàn)：Vbus，D+，D-和GND。數(shù)據(jù)以480M高速信號(hào)在D+和D-信號(hào)線(xiàn)上差分傳輸，而收發(fā)器在USB接口控制芯片上，不需要外部電路。 USB接口部分是本系統(tǒng)最為重要的通信部分。USB接口控制芯片采用的是CYPRESS公司的EZ USB FX2系列CY7C68013芯片。它內(nèi)部集成帶8KB片內(nèi)RAM的增強(qiáng)型51系列MCU、16位并行地址總線(xiàn)、8/16數(shù)據(jù)總線(xiàn)、IIC總線(xiàn)、4KB FIFO 存儲(chǔ)器以及通用可編程接口GPIF，串行接口引擎SIE和USB收發(fā)器，是USB 2.0的完整的解決方案。

4.結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)視頻圖像同步輸出實(shí)際需要，本系統(tǒng)采用USB 2.0的高速協(xié)議，CYPRESS公司的FX2 USB 控制器，使USB設(shè)備接口硬件簡(jiǎn)化，引入視頻顯示部分的場(chǎng)同步信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)流，視頻圖像的顯示結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)平滑。本系統(tǒng)視頻圖像的傳輸速度嚴(yán)格依據(jù)PAL制為50場(chǎng)/秒，GPIF的接口速度為24MB/s。此外本系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，方便實(shí)用，稍加改動(dòng)，可以將任何數(shù)據(jù)從主機(jī)高速導(dǎo)入外設(shè)，目前可以達(dá)到最大速度為23MB/s;如果加入視頻采集部分電路，就可成為一個(gè)實(shí)時(shí)采集視頻系統(tǒng)。