MPC8272总线与DSP HPI总线接口的FPGA实现

时间:2020-08-28 18:07:57 材料毕业论文 我要投稿

MPC8272总线与DSP HPI总线接口的FPGA实现

  论文关键词: DSP HPI MPC8272 FPGA VHDL源代码
  论文摘要:通过对TI公司TMS320C6421 DSP HPI接口信号和接口总线时序的分析,以VHDL语言为工具,使用Altera的FPGA芯片EP3C40F780C8,设计完成MPC8272总线和TMS320C6421 DSP HPI总线之间的通信接口,并在实际的产品中得到运用,给出与整个接口设计相关的VHDL源代码。对于类似的DSP HPI接口设计,此文章具有参考和指导意义。
  一、HPI概述
  HPI(Host-Port Interface)主机接口,是TI高性能DSP上配置的与主机进行通信的片内外设。通过HPI接口,主机可以非常方便地访问DSP的所有地址空间,从而实现对DSP的控制。
  TMS320C6421的HPI接口是一个16bit宽的并行端口。主机(host)对CPU地址空间的访问是通过EDMA控制器实现的。 HPI接口的访问主要通过三个专用寄存器来实现,它们分别是HPI控制寄存器(HPIC)、HPI地址寄存器(HPIA)和HPI数据寄存器(HPID)。
  二、HPI接口信号简介
  (1) HD[15∶0](数据总线)
  (2) HCNTL[1∶0](控制HPI访问类型)
  如前所述,对HPI的访问需要通过三个寄存器,即HPI地址寄存器(HPIA),HPI数据寄存器(HPID)和HPI控制寄存器(HPIC)来实现。HCNTL[1∶0]就是用于选择这三个寄存器的专用引脚。

  (3) HHWIL (半字指示选择)
  HHWIL指示当前的为第一个或是第二个半字传输,但需要注意的是,它并不代表是最高有效的(most significant)还是最低有效的(least significant),而决定的依据是HPIC中的HWOB位的状态。对于第一个半字,HHWIL必须被驱动为低电平;对于第二个半字,HHWIL必须被驱动为高电平。
  (4) HR/W (读/写操作指示)
  HR/W为高电平,表示从HPI接口读;HR/W为低电平,表示向HPI接口写。
  (5) HRDY (输出准备好)
  (6) HCS,HDS1,HDS2(选通信号)
  当HCS有效,并且HDS1和HDS2中仅有一个有效时,内部触发信号HSTROBE有效。这三个信号的组合逻辑其实就是片选和读/写信号构成的组合逻辑,因此,可直接与主机的片选和读/写信号相连。如下图所示:
  
  (7) HAS (地址输入选通)
  在TMS320C6421 HPI接口中目前没有用,连接到逻辑高电平。
  (8) HINT(向主机输出的中断)
  三、HPI接口寄存器简介
  如上所述,主机通过HPI接口对DSP的访问实际上是通过三个寄存器来实现的,下面就针对这三个专用寄存器进行介绍。
  (1)HPI控制寄存器(HPIC)
  HPIC中每一位都有特定的功能,在对HPI进行访问的过程中需要特别注意。简要介绍一下这些功能位的作用。
  ①HWOB(半字顺序位)
  如果HWOB=1,第一个半字为最低有效;如果HWOB=0,第一个半字为最高有效。HWOB对地址和数据都起作用,如果采用HPI16模式,在访问数据或者地址寄存器之前,应该首先初始化HWOB位。
  ②DSPINT(主机产生的Processor-to-CPU中断,用于HPI启动方式中将DSP内核从复位状态中唤醒)
  ③HINT(DSP-to-Host中断,即通过向此位写入特定值来产生对主机的中断)
  (2) HPI地址寄存器(HPIA)
  存放32bit数据,指向将要访问的DSP地址空间中的地址。
  (3) HPI数据寄存器(HPID)
  在写操作中存放将要写入HPIA所指向地址的数据,在读操作中为HPIA所指向地址中的数据。
  四、HPI接口读写时序
  ⑴HPI接口读时序
  
  ⑵HPI接口写时序
  
  五、HPI接口硬件设计
  从C6421 HPI寄存器的编址方式可以看出,主机需两根地址线寻址到HPI接口的控制寄存器、地址寄存器和数据寄存器,因此选择主机的地址线A29、A28连接C6421 HPI的HCNTL1、HCNTL0。选择主机的地址线A30连接到C6421 HPI的HHWIL,作为半字指示选择。HPI的选通由HCS、HDS1、HDS2三根信号线共同作用,最后的.HPI使能信号(STROBE)为HDS1异或HDS2后,再与HCS进行与非运算的结果。HCS、HDS1、HDS2信号由FPGA产生。TA为MPC8272传输结束标识,HPI口HRDY有效后FPGA向CPU发送TA,保证HPI数据正确读出。C6416 HPI的HINT信号可以直接连接到主机的IRQ引脚上实现HPI对主机的中断信号连接,也可通过FPGA连接到主机,使控制更灵活。
  六、地址空间分配