CYPRESS2131 USB控制器芯片特点及功能解析方案

(2)串行接口引擎(SIE)

SIE通过包排序、信号产生/检测、CRC产生/校验、NRZI数据编码、位填充和包标识产生/解码来处理USB通信协议,并保证传送到USB电缆上的数据字节以LSB开头。

(3)微控制及片上RAM

CYPRESS2131使用增强型8051,具有以下特点：

(1)使用3.3V电源;

(2)24MHz晶振,一个总线周期仅用4个时钟周期;

(3)使用双数据指针;

(4)增加了异步串口UART2和16位定时器T2;

(5)高速内存接口及专用16位地址总线;

(6)增加了8个中断(INT2～INT5、PFI、T2及UART2);

(7)快速外部存储存取模式(使用AutoPoint);

(8)支持断点功能。

CYPRESS2131上用的片内内存(RAM)为8KB,但是为了便于外设固件的升级与更新,该8KB RAM既可用于传统意义上的ROM,又可用于RAM。其中的6KB用于程序存储与数据存储,其他2KB用于端点缓冲区。CYPRESS2131使用16个端：8个批量传输端点(IN、OUT各8个)、8个等时传输端点(IN、OUT各8个),每个端点的缓冲区为64Byte。每个端点均个有字节计数器及重新发送和接收当数据组的能力。该8KB RAM需通过命令MOVX进行访问。

另外,为了便于实现总线列举和国外部功能芯片相通信,CYPRESS2131还支持I2C总线。

三、CYPRESS2131在图像采集中的应用

1.图像采集系统的硬件实现

在图像采集系统中,使用OV6120作为图像采集芯片。OV6120是OmniVision公司开发的COMS黑白图像采集芯片。该芯片将COMS光感应核与外围支持电路集成在一起,输出的视频为黑白图像,与CCIR标准兼容;也可输出单帧图像,为YUV格式,从其D7：0输出Y信号。这里使用YUV方式。

在整个图像采集系统中,CYPRESS2131主要有三方面的作用：作为USB芯片与主机通信并传输数据;利用其片上增强型8051作为控制器使OV6120正常工作;

通过其I2C总线对OV6120的对比度、亮度、锐度等各项参数进行设置。其具体工作过程为：SUB芯片上电复位后,CYPRESS2131按照USB规范应答,提供设备标识,USB进行二次总线列举,加载对应驱动程序,并将控制权转交给8051。8051通过I2C总线对OV6120各项参数进行设置。8051发出帧采集指令(通过OV6120的FREX)后进行图像采集,并同数据转移信号PCLK、行频HSYNC及场频VSYNC(后两个信号,图3中未标出)一起传给8051。8051将所得的数据信号转储到SRAM中,当一帧数据采集完后,再将SRAM中数据通过USB总线传至PC。CYPRESS2131在访问外部RAM时,通过FWR与FRD使之成为快速读写模式。使用标准12MHz晶振的情况下,读或写外部RAM一个字节只需使用333ns。图像采集系统原理示意如图3所示。