基于DSP的USB20接口在自适应光学监控系统中的应用研究

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1、分类号密级UDC编号8015106S022中国科学院研究生院硕士学位论文基于DSP的USB2.0接口在自适应光学监控系统中的应用研究陈绿阳指导教师李梅研究员中国科学院光电技术研究所申请学位级别硕士学科专业名称信号与信息处理论文提交日期2006.05论文答辩日期2006.06培养单位中国科学院光电技术研究所答辩委员会主席摘要自适应光学在线监控系统的监控对象是高速实时波前处理机。监控计算机通过总线接口实时监控波前处理机的工作状态，并获取大量的图像数据和波前信息，用于自适应光学系统性能的分析。因此，监控计算机与波前处理机之间存在大量、频繁、形式多样的数据传输。而总线和接口的性能优劣直接影响了监控计算

2、机与波前处理机之间的数据交换，是快速、准确地获得监控信息的保障。所以,采用性能优良的总线接口对自适应光学监控系统具有重要意义。木文提出了一种新的总线接口设计方案，并通过实验平台来验证了该设计方案应用于自适应光学监控系统的可行性。本文简要介绍了自适应光学监控系统总线接口的功能，分析了监控对象的结构特点，传输数据的特性，以及监控系统对总线接口的要求。针对基于ISA总线、PCI总线和基于单片机控制的USB2.0接口所存在的问题，提出了基于DSP的USB2.0接口设计方案。详细分析了该接口与监控对象间的硕件连接方式，数据传输原理及接口控制软件的设计。阐明了在监控系统中采用该接口的可行性，并给出了实验结

3、果。采用Cpress公司的USB接口芯片EZ_USBSX2和TI公司的TMS320VC5402DSP,建立了基于DSP的USB2.0接口模拟实验平台。在该实验平台上，针对EZ_USBSX2芯片SLAVEFIFO接口，分别进行了控制传输和批量传输方式下的随机操作,接口与外设之间最大传输速度为200Mbpso同时进行了高帧频CCD数字相机的图像传输实验，对靶面为128X128,像素灰度值12位的CCD,最高采集速度为512F/So此外，还在该实验平台上模拟了多存储器的分时操作。实验表明，基于DSP的USB2.0总线接口在传输速度上优于ISA总线和基于单片机控制的USB2.0接口，解决了PCI总线传

4、输距离的问题，能满足自适应光学监控系统的要求，为今后将基于DSP的USB2.0接口应用于实际系统奠定了技术基础。关键词：自适应光学监控系统，总线接口，USB2.0,DSP作者签名:AbstractThetargetofAdaptiveopticsonlinemonitoringsystemishigh-speedreal-timewave-frontprocesso匚Computermonitorswave-frontprocessorworkstatusthroughbusinterface,andaccesstolargeimagedataandwave-frontinformationf

5、orthepurposeofopticssystem'sperformanceanalysis-Therefore,thereislarge,frequentanddiverseformsofdatatransmissionbetweenmonitoringcomputerandwave-frontprocesso匚TheperformanceofBusinterfacedirectlyaffectsdataexchangebetweenthewave-frontprocessorandthecomputer,anditistheguaranteetogetcontrolinformation

6、fastandaccurately・Therefore,theuseofhigh-performancebusinterfaceisofgreatsignificancetoadaptiveopticsmonitoringsystem.Thispaperproposedanewbusinterfacedesign,andtestifiedthefeasibilityofapplyingthedesigntoadaptiveopticsmonitoringsystemthroughexperimentalplatform・Thispaperbrieflyintroducedthefunction

7、sofbusandinterfaceinadaptiveopticsmonitoringsystem,analysedthestructuralcharacteristicsanddatatransmissioncharacteristicsofthemonitoringtargetandrequirementsofcontrolsystemtobusinterface.Aimattheprobl