脫機(jī)視頻圖象編/解碼系統(tǒng)中高速DSP芯片應(yīng)用方案

2.4 圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SRAM

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧魉倏刂?需要存儲(chǔ)器緩沖數(shù)據(jù)。同時(shí),要實(shí)現(xiàn)圖象凍結(jié)和其它一些處理功能,也同樣需要足夠的存儲(chǔ)空間。本系統(tǒng)選擇了128K×16bit的高速SRAM來(lái)擴(kuò)展C542有限的存儲(chǔ)空間。C542的內(nèi)部RAM占據(jù)了地址從0000～27FFh的數(shù)據(jù)區(qū),8000～0FFFFh的的數(shù)據(jù)區(qū)已經(jīng)分配給了EPROM放置程序代碼,最后只有2800～7FFFh的地址可以給SRAM使用。有一種擴(kuò)展SRAM訪問(wèn)地址線的方案是采用兩次尋址方法。第一次先給出部分地址并緩存下來(lái),此時(shí)不訪問(wèn)數(shù)據(jù);在第二次訪問(wèn)時(shí),給出余下的地址數(shù)據(jù),然后利用拼接的總地址來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

由于圖象數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)流,它在SRAM中的存放和讀取都是地址順序遞增的。依據(jù)這一特點(diǎn),本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種新的SRAM地址線擴(kuò)展方法。該方法將每32個(gè)16位字圖象數(shù)據(jù)劃分為一次數(shù)據(jù)操作的最小單元組。這32個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)在SRAM中存放地址的高12位是一樣的,這高12位地址用DSP的低12位地址線選擇。而SRAM的低5位地址用一個(gè)5位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器自動(dòng)遞增生成,即每訪問(wèn)一次高12位地址,低位地址自動(dòng)增1.這樣,實(shí)際只用了DSP的12根地址線,就可以高效地訪問(wèn)SRAM的所有存儲(chǔ)空間。最后,DSP地址線的高四位A15～12應(yīng)該在0011～0111之間選擇兩個(gè)值,一個(gè)用來(lái)片選SRAM,一個(gè)用來(lái)復(fù)位計(jì)數(shù)器。

2.5 數(shù)據(jù)通信高速串口

本系統(tǒng)直接利用C542的緩沖串口BSP作為系統(tǒng)開(kāi)放給用戶的通信接口。該接口的數(shù)據(jù)速率最高可以達(dá)到40Mbps,數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度可以在8位、10位、12位和16位之中選擇。BSP串口的接收部分BSPR操作在被動(dòng)方式下,伴隨接收數(shù)據(jù)的時(shí)鐘和幀同步信號(hào)應(yīng)該由外部提供。BSP串口的發(fā)送部分BSPX既可以工作在主動(dòng)模式下,其數(shù)據(jù)時(shí)鐘和幀同步由DSP內(nèi)部提供。BSPX也可以工作在被動(dòng)模式,數(shù)據(jù)時(shí)鐘和幀同步時(shí)鐘由外部輸入。BSP的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送和接收功能,也簡(jiǎn)化了DSP的處理工作。本系統(tǒng)在DSP的BSP串口基礎(chǔ)上增加了接口驅(qū)動(dòng),構(gòu)成了系統(tǒng)的通信接口。

3 DSP部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1是本脫機(jī)視頻編/解碼系統(tǒng)的核心DSP部分的構(gòu)成原理圖,其中DSP的緩沖串口DSP單獨(dú)構(gòu)成了用戶通信串口,DSP的HPI接口實(shí)現(xiàn)了DSP和低速控制單片機(jī)之間的通信。剩下與DSP的IO接口相連接的外圍是上電復(fù)位SRC數(shù)據(jù)邏輯、程序加載EPROM、視頻圖象編/解碼ASIC和圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SRAM。EPROM和SRAM作為DSP擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)來(lái)處理,SRC數(shù)據(jù)邏輯和視頻編/解碼ASIC作為DSP的IO端口來(lái)訪問(wèn)。從程序指令角度講,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)操作應(yīng)該使用DSP的數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令,例如LD、ST、MVDD等等,而IO端口的訪問(wèn)要使用DSP的IO端口訪問(wèn)指令PORTR和PORTW。

DSP的IO接口的16位數(shù)據(jù)線和16位地址線構(gòu)成外圍器件的數(shù)據(jù)總線和地址總線。小規(guī)模的MACH可編程邏輯器件被用于設(shè)計(jì)IO外圍器件的訪問(wèn)控制邏輯。MACH產(chǎn)生的每個(gè)器件的片選和讀寫信號(hào)由它與DSP的關(guān)系、它的尋址范圍以及管腳信號(hào)特性決定。例如程序下載EPROM是DSP擴(kuò)展的數(shù)據(jù)區(qū),尋址范圍8000～0FFFFh,如果它的片選信號(hào)是高電平有效,EPROM片選邏輯為：

CS-EPROM=(!DS)A15

當(dāng)DSP訪問(wèn)數(shù)據(jù)區(qū)時(shí),DS有效,為低電平,并且當(dāng)?shù)刂肪€的最高位A15為1時(shí),CS_EPROM信號(hào)有效,EPROM被選通。此外,用于SRAM訪問(wèn)地址自動(dòng)遞增的二進(jìn)制五位計(jì)數(shù)器也由MACH可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn),構(gòu)造出了附加的5條地址線。

通過(guò)利用DSP芯片TMS320C542所具有的DSP和HPI接口功能,并結(jié)合MACH可編程邏輯芯片擴(kuò)展DSP的IO接口功能,從而實(shí)現(xiàn)了脫機(jī)視頻芯片擴(kuò)展DSP的IO接口功能,從而實(shí)現(xiàn)了脫機(jī)邏輯芯片擴(kuò)展DSP的IO接口功能,從而實(shí)現(xiàn)了脫機(jī)視頻圖象編/解碼系統(tǒng)的控制核心的設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)際的調(diào)試,DSP能夠在上電復(fù)位時(shí)正確地從EPROM下載程序代碼并運(yùn)行,DSP可以正確地訪問(wèn)視頻編/解碼ASIC和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SRAM,DSP與單片機(jī)的命令數(shù)據(jù)交換和串口數(shù)據(jù)的傳輸都能正常實(shí)現(xiàn)。這個(gè)結(jié)構(gòu)合理、布局緊湊的硬件設(shè)計(jì)為進(jìn)一步的軟件開(kāi)發(fā)提供了方便。DSP對(duì)外圍數(shù)據(jù)訪問(wèn)的指令代碼,特別是對(duì)SRAM的訪問(wèn)操作,簡(jiǎn)單高效,這為DSP程序軟件中其它圖象實(shí)時(shí)控制算法節(jié)省了寶貴的指令周期資源。