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资源说明：摘要：在空间飞行器的遥感过程中,测获的海量数据在实时压缩、硬盘存储的基础上,还要与PC机进行通信。为了解决数据压缩板在通用串行接口高速数据传输中双重角色(主机/外设)的矛盾,本文采用具有OTG功能的USB 芯片ISP1761实现了协议转换、主从自动切换控制以及上/下行高速数据传输。针对ISP1761支持微处理器接口的高速性能,采用Xilinx公司的Virtex4系列FPGA芯片,通过其内嵌的MicroBlaze软核处理器完成芯片初始化以及DMA数据传输控制,实现了对JPEG2000压缩后图像的45.8Mbps上/下行有效数据传输。
1.绪言
在空间飞行器的遥感测绘过程中，由于受到有
嵌入式系统在现代科技领域扮演着至关重要的角色，尤其在图像处理和高速数据传输方面。MicroBlaze，由Xilinx公司开发的嵌入式软核处理器，是这些系统中的关键组件，它允许用户在FPGA（现场可编程门阵列）内部构建定制化的处理器系统。在本文中，MicroBlaze被应用于解决图像高速双向USB传输的问题，特别是在空间飞行器的遥感测绘任务中。
在空间遥感应用中，由于数据量巨大，实时压缩和高效传输至关重要。传统的USB接口可能无法满足这种高速传输需求，尤其是在需要同时扮演主机和外设角色时。为了解决这一矛盾，文章提出采用具有OTG（On-the-Go）功能的USB芯片ISP1761。OTG技术允许设备在主机和外设角色之间无缝切换，这对于在没有PC机辅助的情况下，实现设备间的直接通信非常有用。
ISP1761芯片支持USB2.0协议，最高数据传输速率可达480Mbps，同时具备低功耗和小型化特点，适合嵌入式系统。它包含一个OTG接口和两个主机控制器接口，能灵活地在不同角色间转换。芯片内部的PLL确保了高速传输的稳定性，FIFO（先进先出）缓冲区用于数据管理，而DMA（直接内存访问）则加速了大量数据的传输。此外，ISP1761支持HNP和SRP协议，简化了设备间通信的协商过程。
MicroBlaze软核处理器与ISP1761的集成，使得在Xilinx的Virtex4 FPGA平台上，可以实现高效的芯片初始化和数据传输控制。MicroBlaze的RISC架构与ISP1761的处理器接口兼容，确保了两者之间的无缝协作。通过LMB或OPB总线，MicroBlaze可以访问FPGA内部资源，如存储器和外围设备，从而控制ISP1761进行高速数据传输，例如JPEG2000压缩图像的45.8Mbps上/下行传输。
此外，MicroBlaze还支持Xilinx的CacheLink技术，这允许它与外部高速缓存进行交互，进一步提升性能。通过这种方式，嵌入式系统可以在不依赖传统PC机的情况下，实现与外部设备如硬盘的高速数据交换，满足了遥感测绘对高带宽和灵活性的需求。
MicroBlaze在嵌入式系统中的应用，特别是在与ISP1761配合处理图像高速双向USB传输时，展示出了强大的灵活性和效率。这种解决方案不仅解决了角色切换问题，还优化了数据传输速率，对于空间遥感和其他需要高速数据处理和传输的领域具有重要意义。
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