基于TMS320C6000的DSP擴(kuò)展總線接口設(shè)計(jì)

摘要 設(shè)計(jì)了一種基于TI公司TMS320C6000系列DSP的擴(kuò)展總線接口。介紹了C6000 DSP的擴(kuò)展接口組成及其工作模式，給出了一種兩片DSP之間利用擴(kuò)展總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/設(shè)計(jì)">設(shè)計(jì)方案，以及軟件流程框圖。該接口電路設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)簡單，工作在異步L／O模式下，傳輸速率可達(dá)3．2 Gbit·s-1，可顯著提高DSP的數(shù)據(jù)吞吐量。
關(guān)鍵詞 TMS320C6000；DSP；擴(kuò)展總線；接口設(shè)計(jì)

隨著DSP性能的提高和成本的大幅下降，DSP應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，包括雷達(dá)信號(hào)處理、通信信號(hào)處理、語音識(shí)別和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，大運(yùn)算量和高吞吐量的需求對(duì)DSP的工作時(shí)鐘和外設(shè)接口的速率提出了更高的要求。為此，各DSP廠家都提供了大量的外設(shè)接口，以滿足用戶對(duì)接口的需求。文中針對(duì)TI公司的TMS320C6000系列DSP介紹了其擴(kuò)展總線的接口設(shè)計(jì)。介紹了擴(kuò)展總線基本組成及其工作模式，給出了一種擴(kuò)展總線的接口設(shè)計(jì)電路和軟件設(shè)計(jì)流程。

1 TMS320C6000擴(kuò)展總線簡介
TMS320C6000系列DSP最高可以單周期執(zhí)行8條32位指令，內(nèi)核CPU包括兩個(gè)32位通用寄存器組A和寄存器組B，8個(gè)功能單元。C6000系列DSP的主要外設(shè)接口包括DMA控制器、EDMA控制器(C64x)、主機(jī)口(HPI)、擴(kuò)展總線接口(XBUS)、外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)、多通道緩沖串口(McBSP)和定時(shí)器等。
其中擴(kuò)展總線寬度為32位，提供了與不同類型的異步外設(shè)、異步或同步FIFO、PCI橋接芯片和其他外部主機(jī)。圖1為擴(kuò)展總線(XBUS)的功能框圖。

擴(kuò)展總線(XBUS)提供了一種靈活的總線仲裁機(jī)制，用兩個(gè)信號(hào)來完成仲裁：XHOLD和XHOLDA。XBUS有兩個(gè)主要的工作模式：I／O口和主機(jī)接口。
I／O口模式下又分為異步I／O模式和同步FIFO模式。對(duì)XBUS的4個(gè)XCE空間來說，這些模式都是可選的。第一種模式(異步I／O模式)提供了輸出選通信號(hào)，在這種模式下可以進(jìn)行靈活地編程操作，和對(duì)外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)的異步信號(hào)操作類似。XBUS接口提供了4個(gè)輸出地址信號(hào)，通過譯碼操作以后，每個(gè)XCE空間最多可以連接16個(gè)外圍器件。在FIFO模式下，可對(duì)一個(gè)FIFO進(jìn)行同步讀操作，或者最多4個(gè)同步寫FIFO操作。XBUS I／O口和DSP存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)交互通過DMA控制器完成。
XBUS的第二種工作模式是主機(jī)口。這個(gè)接口也可以工作在兩種模式下：同步主機(jī)口模式和異步主機(jī)口模式。同步主機(jī)口模式支持主／從操作，并且還有復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)信號(hào)。異步主機(jī)口模式只支持從模式，與C6201／C6211／C6701／C6711的HPI口類似，但是數(shù)據(jù)寬度是32位。

2 電路設(shè)計(jì)
文中結(jié)合某項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了一個(gè)擴(kuò)展總線的實(shí)例，兩片C6000 DSP通過擴(kuò)展總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中DSP0工作在異步I／O模式下，DSP1工作在異步主機(jī)口模式下，DSP0通過擴(kuò)展總線把數(shù)據(jù)傳送到擴(kuò)展總線DSP1上。設(shè)計(jì)的電路連接圖如圖2所示。