HPI在MCU和DSP接口中的應(yīng)用

描述HP I接口的工作原理及C8051F060和TMS320VC5409 (簡(jiǎn)稱C5409)之間的接口電路設(shè)計(jì),給出了HP I接口的軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)靈活、數(shù)據(jù)傳輸速度快、適用于其他含有HP I接口的DSP應(yīng)用系統(tǒng),為開(kāi)發(fā)人員提供了一種便捷穩(wěn)定的數(shù)據(jù)共享、傳輸方式。

　　1　TMS320VC5409的HPI - 8接口

　　C5409的HP I - 8是一個(gè)增強(qiáng)型8位HP I8接口,主要用來(lái)與主處理器接口。C5409 內(nèi)部有32K的RAM空間,除了DSP本身可以訪問(wèn)該RAM區(qū)域外,主機(jī)也可以通過(guò)HP I口實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)RAM的訪問(wèn),從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與DSP的通信。HPI - 8接口通過(guò)HP I控制寄存器HP IC、地址寄存器HP IA、數(shù)據(jù)寄存器HP ID等3個(gè)HPI寄存器進(jìn)行控制和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。各寄存器功能如下:HPI - 8地址寄存器(HP IA) ,該寄存器只能由主機(jī)對(duì)其直接訪問(wèn),寄存器中存放當(dāng)前尋址HP I - 8 存儲(chǔ)單元地址。HPI - 8邏輯控制單元(HPIC) 。主機(jī)和C5409都能對(duì)它進(jìn)行直接訪問(wèn),它映射到C5409 的數(shù)據(jù)空間002CH單元。HPIC只有4位用于控制HPI的操作,由于HP IC的高8位和低8位是相同的,因此這4位分別位于高字節(jié)和低字節(jié)的低4位。B it0 /8 (BOB) ———用于字節(jié)順序控制, BOB = 1表示第1個(gè)字節(jié)為低字節(jié),否則第1個(gè)字節(jié)為高字節(jié)。B itl/9 ( SMOD) ———訪問(wèn)模式控制, SMOD = l表示共享訪問(wèn)模式( SAM) ,否則為主機(jī)訪問(wèn)模式(HOM) 。B it2 /10 (DSP INT) ———主機(jī)通過(guò)將該位寫(xiě)l來(lái)向DSP發(fā)送1次HP I中斷。B it3 /11 (H1NT) ———DSP通過(guò)向該位置l,使外部引腳H INT產(chǎn)生一個(gè)低電平作為給主機(jī)的中斷,中斷的清除必須由主機(jī)向該位寫(xiě)l來(lái)清除。HP I - 8數(shù)據(jù)鎖存器(HP ID) ,只能由主機(jī)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn),主機(jī)通過(guò)讀寫(xiě)該寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)共享RAM的讀寫(xiě), RAM的地址則由HP IA地址寄存器的內(nèi)容來(lái)決定。因此,主機(jī)對(duì)DSP的訪問(wèn)過(guò)程是,先往HPI地址寄存器HP IA寫(xiě)入欲訪問(wèn)的地址,然后再對(duì)數(shù)據(jù)寄存器HP ID進(jìn)行讀或?qū)懺L問(wèn)。

　　HP I接口信號(hào)包括:

　　HCS———片選信號(hào)。作為HP I - 8的使能輸入端,在每次尋址期間為低電平,在兩次尋址期間也可以停留在低電平。

　　HAS———地址選通信號(hào),此信號(hào)用于主機(jī)的數(shù)據(jù)線和地址線復(fù)用的情況。當(dāng)不用時(shí)此信號(hào)應(yīng)接高。

　　HB IL———字節(jié)識(shí)別信號(hào),用于識(shí)別主機(jī)傳送過(guò)來(lái)的是第一個(gè)字節(jié)還是第二個(gè)字節(jié)。當(dāng)HB IL = 0時(shí)為第一個(gè)字節(jié), HB IL = 1時(shí)為第二個(gè)字節(jié)。

　　HCNTL1 /HCNTL0———主機(jī)控制信號(hào), HP I寄存器的訪問(wèn)地址信號(hào),主機(jī)用來(lái)選擇訪問(wèn)的HP I寄存器。當(dāng)HCNTL1 /HCNTL0為00時(shí),表明主機(jī)訪問(wèn)HP IC;當(dāng)為01時(shí),表明主機(jī)訪問(wèn)用HP IA指向的HP ID,每讀一次, HP IA事后增加1,每寫(xiě)一次, HP IA事先增加1;當(dāng)為10時(shí),表明主機(jī)訪問(wèn)HP IA;當(dāng)為11時(shí),表明主機(jī)訪問(wèn)HP ID,而HP IA不受影響。當(dāng)主機(jī)訪問(wèn)HP I時(shí),先完成外部接口部分的操作,即先初始化HP IC寄存器,然后初始化HP IA寄存器,再?gòu)腍P ID寄存器中讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù),一般在DSP的初始化程序中對(duì)HPIC進(jìn)行了初始化后就無(wú)須再對(duì)HP IC操作了,其余的工作就完全由主機(jī)完成。HPI的傳送控制是由HP I - 8內(nèi)部選通信號(hào)實(shí)現(xiàn)的, 由3 個(gè)信號(hào)完成: /HDS1、/HDS2、/HCS。由圖1HP I - 8 內(nèi)部選通邏輯電路圖可知,只有當(dāng)/HDS1、/HDS2信號(hào)不同時(shí)為零,且/HCS信號(hào)為低電平時(shí),內(nèi)部HP I才被選通。

　　圖1　HP I - 8內(nèi)部選通邏輯電路圖

　　2　HP I接口設(shè)計(jì)

　　2. 1　HPI接口電路設(shè)計(jì)

　　C8051F060與C5409的HP I接口電路圖如圖2所示。圖中將C8051F060的端口P1和HPI的8位數(shù)據(jù)線HD0～HD7相連作為數(shù)據(jù)傳輸通道, P20 ～P23 設(shè)置為輸出以控制HP I口的操作。其中P20 和P21 分別連接HCNTL0和HCNTL l以實(shí)現(xiàn)對(duì)HPIC、HP IA 和HP ID寄存器的訪問(wèn), P22連接字節(jié)識(shí)別信號(hào)HB IL 可控制讀寫(xiě)數(shù)據(jù)是屬16位字的第一字節(jié)還是第二字節(jié),P23作為讀寫(xiě)控制選通信號(hào)連接HR /W, P24 與P25分別連接/HDS1和/HDS2,同與P26相連的信號(hào)/HCS一起作為數(shù)據(jù)選通信號(hào)來(lái)鎖存有效的HCNTL0 /1、HB IL和HR /W 信號(hào)。地址鎖存信號(hào)/HAS與P27 相連,為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),可以直接將/HAS和/HDS2置為高電平, /HCS置為低電平。P33作為檢測(cè)HRDY信號(hào)的輸入端,當(dāng)HP I準(zhǔn)備好時(shí), HRDY輸出高電平有效。P34作為輸入與HP I口的主機(jī)中斷信號(hào)/H INT相連。由HP I接口的原理可知,在HCNTL0 /1、HB IL 和HR /W信號(hào)有效之后,設(shè)置HDS1、/HCS為低電平可實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)選通,從而完成C8051F060對(duì)C5409HPI口的讀寫(xiě)操作。在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中, C8051F060向HPI發(fā)送數(shù)據(jù)可通過(guò)置C5409 的HPI控制寄存器HPIC中的DSPINT位為1 來(lái)中斷C5409。C8051F060 接收來(lái)自HPI的數(shù)據(jù)時(shí)則可用查詢方式。當(dāng)C5409準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),置/H INT信號(hào)為低。當(dāng)C8051F060查詢到P34為低時(shí),系統(tǒng)將調(diào)用接收數(shù)據(jù)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收。

　　圖2　C8051F060與C5409的HP I接口電路圖

　　2. 2　HPI接口軟件設(shè)計(jì)

　　HP I的數(shù)據(jù)傳輸分外部傳輸和內(nèi)部傳輸。外部傳輸是指主機(jī)和HP I寄存器之間的傳輸,由主機(jī)發(fā)出指令完成。內(nèi)部傳輸是指HP I寄存器和DSP內(nèi)部RAM之間的傳輸,由DSP內(nèi)部的DMA 控制器自動(dòng)完成。主機(jī)在進(jìn)行外部傳輸時(shí),要先檢查內(nèi)部傳輸是否完成,這是通過(guò)檢測(cè)HRDY信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。外部傳輸操作的一般步驟是:檢查HRDY信號(hào)的電平。為高,表示可以進(jìn)行傳輸;為低,表示DSP正在進(jìn)行內(nèi)部傳輸,此時(shí)不能進(jìn)行外部傳輸。主機(jī)對(duì)HP I - 8口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)需要三個(gè)步驟:設(shè)置控制寄存器,寫(xiě)地址寄存器,讀寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器。在寄存器讀寫(xiě)過(guò)程中,主機(jī)通過(guò)端口發(fā)送控制信號(hào),檢測(cè)狀態(tài)信號(hào),完成對(duì)HP I口訪問(wèn)的時(shí)序模擬,雙方通過(guò)向?qū)Ψ桨l(fā)送中斷通知對(duì)方數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好,通過(guò)檢測(cè)對(duì)方設(shè)置的狀態(tài)判斷對(duì)方是否準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)。