基于EMIF接口的DSP控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　一個(gè)EMIF讀操作分為建立時(shí)間、觸發(fā)時(shí)間和保持時(shí)間三部分。在建立時(shí)間開(kāi)始時(shí)，EM_CS[2]片選信號(hào)拉低，同時(shí)地址線EM_A 與EM_BA 給出所讀取數(shù)據(jù)的地址。觸發(fā)時(shí)間開(kāi)始時(shí)，EM_OE信號(hào)拉低，同時(shí)FPGA在EM_D信號(hào)線上傳輸數(shù)據(jù)，DSP將在觸發(fā)時(shí)間的最后一個(gè)時(shí)鐘處對(duì)數(shù)據(jù)采樣。保持時(shí)間中EM_OE 信號(hào)將拉高，并在保持時(shí)間結(jié)束后，EM_CS[2]信號(hào)拉高。在整個(gè)周期中EM_WE_DQM、EM_WE、EM_RW信號(hào)始終為高電平。

　　2.2.2 異步寫(xiě)操作

　　DSP發(fā)出對(duì)FPGA的寫(xiě)申請(qǐng)時(shí)，就會(huì)進(jìn)行異步寫(xiě)操作。當(dāng)寫(xiě)操作不能在外部器件的一個(gè)訪問(wèn)周期內(nèi)完成時(shí)，EMIF就會(huì)進(jìn)行多個(gè)周期的操作，直到完成整個(gè)申請(qǐng)。

　　類(lèi)似于讀操作，EMIF 寫(xiě)操作分為建立時(shí)間、觸發(fā)時(shí)間和保持時(shí)間三部分。在建立時(shí)間開(kāi)始時(shí)，EM_CS[2]片選信號(hào)拉低，EM_RW信號(hào)拉低，同時(shí)地址線EM_A與EM_BA給出所讀取數(shù)據(jù)的地址，數(shù)據(jù)線EM_D給出需要寫(xiě)入FPGA的數(shù)據(jù)。觸發(fā)時(shí)間開(kāi)始時(shí)，EM_WE信號(hào)拉低，EM_WE_DMQ信號(hào)給出字節(jié)使能信號(hào)。保持時(shí)間開(kāi)始時(shí)EM_WE_DMQ信號(hào)與EM_WE信號(hào)拉高，并在保持時(shí)間結(jié)束后，EM_CS[2]信號(hào)與EM_RW信號(hào)拉高。在整個(gè)寫(xiě)操作周期中EM_OE信號(hào)始終為高電平。

　　DSP 通過(guò)配置EMIF 接口的寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述時(shí)序，F(xiàn)PGA可采用IP 核來(lái)實(shí)現(xiàn)EMIF協(xié)議，不同的FPGA芯片要采用不同的地址。

　　3 系統(tǒng)BOOT 方法

　　TMS320C6722 型DSP的內(nèi)部沒(méi)有可寫(xiě)的ROM,DSP的程序必須存放在外部器件中，DSP 芯片上電后必須首先從外部芯片下載程序。本款DSP可以通過(guò)SPI 總線啟動(dòng)、通過(guò)I2C總線啟動(dòng)和通過(guò)EMIF接口啟動(dòng)。這幾種Boot 方式和對(duì)應(yīng)的引腳配置如表1 所示，在本系統(tǒng)中，EMIF接口除了實(shí)現(xiàn)通常的數(shù)據(jù)交換，還兼任帶動(dòng)DSP啟動(dòng)的功能。

　　系統(tǒng)上電后，DSP 的RESET 引腳要通過(guò)下拉電阻拉低，使DSP 處于復(fù)位態(tài)。FPGA 芯片EP2C8F256I8 上電后從FPGA 配置芯片EPCS4 中下載程序啟動(dòng)。FPGA啟動(dòng)成功后將DSP芯片的SPI0SOMI 引腳與SPI0CLK 引腳拉低，將SPI0SIMO 引腳拉高，然后再將RESET引腳拉高。這樣配置是為了使DSP退出復(fù)位態(tài)時(shí)能根據(jù)上述3 個(gè)引腳的電平獲知DSP 芯片將通過(guò)EMIF接口啟動(dòng)。此后，DSP芯片將從EMIF 接口讀取1KB數(shù)據(jù)，并將這1KB數(shù)據(jù)存放于DSP的RAM中，再執(zhí)行這1KB的程序。

　　上述過(guò)程稱(chēng)為DSP的第一次啟動(dòng)過(guò)程。這1KB的程序是由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)并通過(guò)CCStudio 軟件編譯成機(jī)器語(yǔ)言，存放于FPGA中（通過(guò)mif 文件編譯進(jìn)FPGA的程序）。該1KB程序的功能是再次調(diào)用EMIF 接口，操作FPGA,使得FPGA 通過(guò)IP 核從FLASH芯片中將其余的程序（本系統(tǒng)的程序約為32K）拷入DSP的RAM 中并執(zhí)行這些新拷入的程序。這是DSP 的第二次啟動(dòng)。第一次啟動(dòng)是硬件啟動(dòng)，是TMS320C6722 型DSP已經(jīng)設(shè)定好的啟動(dòng)方式，第二次啟動(dòng)是軟件啟動(dòng)，所執(zhí)行的啟動(dòng)程序由用戶編寫(xiě)。

　　綜上，本文介紹了DSP芯片通過(guò)EMIF接口連接FPGA的硬件電路與時(shí)序，根據(jù)本文介紹的方法，DSP芯片通過(guò)FPGA能控制大量外部芯片工作，僅使用DSP的EMIF接口就能實(shí)現(xiàn)DSP啟動(dòng)和控制復(fù)雜系統(tǒng)工作的功能，大大擴(kuò)展了DSP芯片的靈活性，使其強(qiáng)大的運(yùn)算功能得以更好的發(fā)揮。