摘要：本文介紹了一種利用DSP處理DM642、CPLD及USB芯片等器件構造的帶有USB接口的圖像采集和處理系統(tǒng)。設計了USB通信接口的硬件電路,在DSP/BIOS架構上編寫了USB的固件程序和主機端的設備驅動程序。該系統(tǒng)可用于香煙包裝流水線上的條包檢測等對生產速度要求較高的工業(yè)流程領域。

　　1 引言

　　目前國內各大煙草制造企業(yè)的香煙包裝都是在高速流水線上進行的，設備自動化程度 高，機械和電氣控制復雜，生產中經(jīng)常產生包裝不合格的產品。目前的解決方法主要是通過 采集卡將煙包圖像傳輸?shù)焦た貦C中，應用圖像處理技術[1]，檢測出不合格的產品。這是一種 PC-based 的檢測方法?，F(xiàn)有的采集卡一般不具備圖像處理的能力并且多是PCI 接口，存在 安裝和使用不方便，不支持熱插拔等問題。

　　本文提出了一種應用TI 公司高性能DSP 處理器TMS320DM642，視頻解碼器和Altera 新推出的CPLD EPM240 組成的嵌入式的具有初步圖像處理功能的采集系統(tǒng)[2]。應用USB 接口將檢測到的不合格產品圖像信息實時傳輸?shù)焦た貦C上，供生產人員做進一步分析和統(tǒng)計 包裝中出現(xiàn)的問題，以及時對生產設備進行維護，降低企業(yè)生產成本。

　　2 系統(tǒng)設計

　　DSP 處理器[3]的視頻口接收視頻解碼器輸出的視頻數(shù)據(jù)，采集一幀圖像，通過EDMA[4] 將緩存在視頻口FIFO 中的數(shù)據(jù)搬移到SDRAM 中。經(jīng)過圖像處理判定有無反包，拉線錯位 及破損等錯誤。若要剔除煙包，工控機發(fā)出讀請求喚醒USB 芯片EZ-USB SX2（CY7C68001） [5]，DSP 啟動EDMA 將SDRAM 中的圖像傳輸?shù)経SB 的FIFO（EP6）中。系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

　　圖1 系統(tǒng)結構圖

　　DM642 是TI 公司推出的一款面向多媒體應用的定點數(shù)字信號處理器，設計主頻為 500～ 720MHz，采用C64x 內核，2 級存儲器結構，同時片上還集成了視頻口(VP)，外部 存儲器接口（EMIF）等豐富的資源。DM642 特有的EDMA 負責片內L2 存儲器與其他外設 之間的數(shù)據(jù)傳輸。EPM240Z 是Altera 最新推出的MAX II Z 系列CPLD。該系列采用非易失 的嵌入Flash 工藝，以及創(chuàng)新的查找表(LUT)邏輯結構，突破了傳統(tǒng)宏單元器件的成本和功 耗限制。在MAX 系列基礎之上，功耗只有十分之一，而容量增加了四倍，性能提升了一倍。

　　EZ-USB SX2（CY7C68001）集成有USB2.0 收發(fā)器，串行接口引擎SIE，4KB 的FIFO， 可以選擇的8 位或16 位總線方式。片上SIE 能完成大部分的USB 協(xié)議操作，簡化了用戶設 置代碼，但由于其內部不含微處理器，應用層協(xié)議由DSP 編程實現(xiàn)。