HPI接口在TI SOC的應(yīng)用

主機(jī)在對(duì)HPI 進(jìn)行訪問前可以通過HPIC 配置字節(jié)序(HWOB)和地址寄存器模式(DUALHPIA)。默認(rèn)的配置為HWOB=0，即先訪問高半;DUALHPIA=0，即單地址寄存器模式，讀和寫操作使用同一個(gè)HPIA;通常都采用默認(rèn)的HPIC 寄存器配置。

HWOB 與硬件信號(hào)HWIL 是沒有聯(lián)系的，HWIL 信號(hào)必須保證先低后高分別訪問兩個(gè)半字單元。至于先訪問一個(gè)字當(dāng)中的高或低半字，是由HWOB 控制的。

HPIA (HPI Address Register)

物理上存在HPIAR，HPIAW 兩個(gè)地址寄存器。HPIAR 是讀操作地址寄存器;HPIAW 是寫操作地址寄存器。由HPIC 的DUALHPIA 位來(lái)決定是采用雙地址寄存器模式還是單地址寄存器模式。如果采用雙地址寄存器模式，在對(duì)HPIA 操作之前，通過設(shè)置HPIC 的HPISEL 位選擇下一個(gè)要訪問的HPIA。通常為了簡(jiǎn)化在讀寫操作轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)HPIC 的操作，選用單地址寄存器模式。

HPIA 的地址信息在不同系列DSP 上有所不同：

在C5000 上，數(shù)據(jù)空間，I/O 空間只能按16 位字尋址，程序空間按字節(jié)尋址。HPI 的DMA 訪問屬于I/O 空間，HPIA 的值代表16 位字地址。如主機(jī)端要訪問DSP 內(nèi)存字節(jié)地址0x100, 則要往HPIA 寫的地址值是0x80。在用HPI 啟動(dòng)時(shí)，要注意DSP 代碼是按字節(jié)地址鏈接的，即代碼段的地址是字節(jié)地址，主機(jī)端要將代碼段的地址信息除以2 再送到HPIA。

在C64 上，HPIA 的值代表字節(jié)地址，但是HPI 訪問的數(shù)據(jù)是32 位的，所以HPI 會(huì)忽略HPIA 地址值的低兩位。

在C64+的DSP 上，HPIA 代表32 位字地址，HPI 會(huì)將字地址左移兩位轉(zhuǎn)換成字節(jié)地址，主機(jī)若要訪問DSP 字節(jié)地址0x100，則要賦值HPIA 為0x40。

HPID (HPI Data Register)

主機(jī)通過HPI 對(duì)DSP 的內(nèi)存訪問是間接訪問，主機(jī)只能訪問HPID，HPID 與DSP 內(nèi)存之間是通過HPI 專屬的DMA 進(jìn)行數(shù)據(jù)搬運(yùn)的。如圖3 所示。

HPID 的訪問分為自增模式和非自增模式。在自增模式下，訪問HPID 后，HPIA 會(huì)自動(dòng)增加指向下一個(gè)字地址，在連續(xù)訪問時(shí)，自增模式因?yàn)闇p少了主機(jī)對(duì)HPIA 的操作，可以增加HPI 數(shù)據(jù)訪問的吞吐率。非自增模式下訪問HPID 后，HPIA 的值保持不變，主機(jī)需要更新HPIA 來(lái)訪問下一個(gè)地址。

在寫操作時(shí)，主機(jī)把數(shù)據(jù)寫到HPID，HPI 將第二個(gè)半字的數(shù)據(jù)通過HSTROBE 的上升沿鎖存到HPID 后，將HRDY 置為忙狀態(tài)，并啟動(dòng)HPI DMA 將HPID 的內(nèi)容搬到HPIA 所指向的內(nèi)存單元，然后清除HRDY 指示可以進(jìn)行下一次操作。

在讀操作時(shí)，在第一個(gè)HSTROBE 的下降沿，HPI 采樣到HR/W為讀命令，則將HRDY 置為忙狀態(tài)，啟動(dòng)HPIDMA 將HPIA 指向的內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)搬到HPID，清除HRDY 忙狀態(tài)，主機(jī)端方可結(jié)束總線訪問周期，鎖存數(shù)據(jù)線上的有效數(shù)據(jù)。

5. HPI 操作流程

主機(jī)對(duì)HPI 的一次總線訪問周期為分三個(gè)階段：主機(jī)發(fā)起訪問，HPI 響應(yīng)，主機(jī)結(jié)束訪問周期。

A. 主機(jī)發(fā)起訪問：即對(duì)HPI 寄存器的讀，或者寫命令。主機(jī)送出的硬件信號(hào)為HSTROBE(由HCS, HDS1/2產(chǎn)生)，HR/W，HCNTL0/1，HWIL，以及HD[0:n]。HPI 在HSTROBE 的下降沿采樣控制信號(hào)HR/W，HCNTL0/1，HWIL 判斷主機(jī)的操作命令。

B. HPI 響應(yīng)：HPI 在HSTROBE 的下降沿采樣控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)。如果是寫(HR/W為低)命令，則在HSTROBE 的上升沿將數(shù)據(jù)線上的信號(hào)鎖存到HCNTL0/1 和HWIL 指向的寄存器。如果是讀命令(HR/W 為高)，如果是讀HPIC，或者HPIA 寄存器，HPI 將寄存器的值直接送到數(shù)據(jù)總線上;如果讀HPID，HPI 先將HRDY 置為忙狀態(tài)，HPI DMA 將數(shù)據(jù)從HPIA 指向的內(nèi)存單元讀到HPID，再送到數(shù)據(jù)線上，并清除HRDY 忙狀態(tài)，在讀HPID 后半字時(shí)，數(shù)據(jù)從寄存器直接送到數(shù)據(jù)總線上，不會(huì)出現(xiàn)HRDY 信號(hào)忙狀態(tài)。

C. 主機(jī)結(jié)束訪問周期：對(duì)于寫操作，主機(jī)將數(shù)據(jù)送出后，只要滿足芯片手冊(cè)中HPI 對(duì)HCS 的最小寬度要求，即可結(jié)束訪問周期。對(duì)于讀HPID 操作，要等HRDY 信號(hào)由忙變?yōu)椴幻?，主機(jī)才能結(jié)束訪問周期。兩次連續(xù)的HPI 操作的間隔，在芯片手冊(cè)的HPI 時(shí)序參數(shù)表里有要求，最小間隔為兩個(gè)HPI 功能模塊時(shí)鐘周期。

6. HPI 常見故障案例分析

在HPI 應(yīng)用調(diào)試過程中，常遇到的問題分為：寫數(shù)據(jù)不成功，讀數(shù)據(jù)不正確，HRDY 常高。這些問題通常都是由于時(shí)序不正確造成的，下面結(jié)合實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的案例進(jìn)行分析。

1.1 寫數(shù)據(jù)不成功

案例的硬件連接如下：

首先關(guān)注核心信號(hào)HSTROBE 由DSP_CS，ARM_WR(HDS1)，ARM_RD(HDS2)產(chǎn)生，從下面時(shí)序圖可以看出ARM_WR 的下降沿是最后產(chǎn)生的，所以寫操作時(shí)HSTROBE 的下降沿反應(yīng)的是ARM_WR 的下降沿。

寫HPIC 的時(shí)序截圖如下：

寫HPID 的時(shí)序截圖如下：

兩個(gè)時(shí)序圖顯示主機(jī)送出的數(shù)據(jù)111b 在HSTROBE(ARM_WR)的下降沿后，很快被改變成其它值000b。在寫HPID 的時(shí)序截圖中，第一個(gè)HSTROBE 的下降后，HPI 送出HRDY 信號(hào)，然后數(shù)據(jù)線被改變，首先判斷HPI 對(duì)主機(jī)的命令做出了響應(yīng)，通過HRDY 信號(hào)的出現(xiàn)時(shí)機(jī)，說(shuō)明HPI 判斷這是一個(gè)讀操作，可以判斷為HSTROBE 的下降沿采樣HR/W信號(hào)不正確。

從硬件連接來(lái)看，HSTROBE(HR/W)要采樣HR/W，HCNTL0/1 來(lái)判斷主機(jī)命令， HR/W的與HSTROBE 為同一信號(hào)源，且同為下降沿，HR/W與HSTROBE 的下降沿之間的setup 時(shí)間不夠，采樣HR/W的電平狀態(tài)出現(xiàn)誤判，認(rèn)為是高電平讀命令，HPI 對(duì)讀命令的響應(yīng)則是在第一個(gè)HSTROBE 的下降沿之后送出HRDY 信號(hào)，并在HRDY 之后，HPI 送出數(shù)據(jù)到總線上。

對(duì)于該問題，需要對(duì)參與HSTROBE 邏輯譯碼的HR/W信號(hào)的下降沿做延時(shí)處理，可在邏輯電路如CPLD 或 FPGA 里實(shí)現(xiàn)，以確保HSTROBE 的下降沿采樣到穩(wěn)定的HR/W電平。