TMS320VC5402 DSP與單片機的HPI接口實現(xiàn)

TMS320VC5402(VC5402)兩個可編程的多通道緩沖串口(McBSP)能夠全雙工、快速地與其他同步串口進行數(shù)據(jù)交換，硬件連接簡單，串口的工作模式和傳送數(shù)據(jù)的格式可通過編程實現(xiàn)。DSP和單片機之間的通信一般利用雙口RAM，通過串口或DSP的HPI接口實現(xiàn)。

　　利用雙口RAM實現(xiàn)

　　CY7C026是CYPRESS公司生產(chǎn)的16k×16B高速雙口靜態(tài)RAM，存取速度小于25ns。他具有真正的雙端口，可以同時進行數(shù)據(jù)存取，兩個端口具有獨立的控制信號線、地址線和數(shù)據(jù)線，另外通過主?從選擇可以方便地擴存儲容量和數(shù)據(jù)寬度。通過芯片的信號量標志器，左、右兩端口可以實現(xiàn)芯片資源的共享。

　　由于DSP的數(shù)據(jù)是16位，而單片機的數(shù)據(jù)是8位，所以TMS320VC5402與雙口RAM的接口并無特別之處，但是89C51與雙口RAM之間的接口電路中就需要對89C51進行總線擴展了。具體做法是利用鎖存器74HC373的鎖存功能，通過對其使能信號的控制，進行分時讀寫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的擴展，即利用鎖存器作為虛擬總線。DSP，單片機與雙口RAM之間的接口電路如圖1所示。

　　圖1　通過雙口RAM實現(xiàn)的接口電路

　　雙口RAM必須采用一定的機制來協(xié)調(diào)左右兩邊CPU對他的讀寫操作，否則會出現(xiàn)讀寫數(shù)據(jù)的錯誤。通?？梢杂弥袛?、硬件、令牌和軟件這4種方式來協(xié)調(diào)雙方。在接口電路中利用89C51的最低地址位A0把雙口RAM的存儲空間分為奇、偶地址兩個空間。其中，奇地址空間專供89C51寫，偶地址空間專供89C51讀。那么只需對VC5402的軟件做相應處理即可，即VC5402對雙口RAM的奇地址空間只讀，對偶地址空間只寫。這樣就避免了DSP和單片機對雙口RAM同一地址單元的寫入操作。另外，在對雙口RAM進行訪問之前，單片機和DSP首先對本端的BUSY信號進行查詢，只有本端/BUSY信號無效時才進行讀寫操作，進一步保證了數(shù)據(jù)讀寫的可靠性。

　　通過串口實現(xiàn)

　　VC5402多通道緩沖串行口(McBSP)主要特點：雙緩沖區(qū)發(fā)送，三緩沖區(qū)接收以便數(shù)據(jù)的連續(xù)性;接收與發(fā)送的幀同步、時鐘信號獨立;多通道發(fā)送和接收，最多可以到達128個通道;數(shù)據(jù)大小可為8，12，16，20，24和32b;μ率和A率壓縮;幀同步、數(shù)據(jù)時鐘極性可編程;內(nèi)部時鐘和幀同步可自行設定。

　　VC5402串口通過16b寬度的控制寄存器與內(nèi)部總線通信。

　　數(shù)據(jù)接收過程：數(shù)據(jù)從輸入引腳(DR)移位到接收移位寄存器(RSR)，然后拷貝數(shù)據(jù)到接收緩沖寄存器(RBR)，接著把數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)接收寄存器(DRR)，CPU或者DMA控制器讀取DRR。

　　數(shù)據(jù)輸出過程：CPU或者DMA把數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)傳輸寄存器(DXR)，再通過寄存器(XSR)移位到數(shù)據(jù)輸出引腳DX6。

　　對串口寄存器的訪問是間接尋址方式，例如要對McBSP數(shù)據(jù)寄存器進行訪問，首先寫串口控制寄存器SPCR子地址到子地址寄存器SPSA，然后對數(shù)據(jù)寄存器進行訪問。硬件連接如圖2所示。

　　圖2　通過McBSP實現(xiàn)的硬件連接

　　McBSP的位時鐘由內(nèi)部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生，為UART波特率×16。

　　在軟件的設計中McBSP的16位代表UART的1位。發(fā)送時，軟件將UART的每一位擴展為16位，再由McBSP發(fā)送。接收時，軟件將McBSP接收的16位壓縮為UART的1位，并進行合并。軟件還應負責處理UART的起始位、奇偶校驗位和停止位。