DSP與單片機(jī)的一種高速通信實(shí)現(xiàn)方案
摘 要:介紹了一種利用雙口RAM實(shí)現(xiàn)DSP與單片機(jī)高速數(shù)據(jù)通信的方法,給出了它們之間的接口電路以及軟件實(shí)現(xiàn)方案。
關(guān)鍵詞:DSP;雙口RAM;接口電路;數(shù)據(jù)通信
1 引言
數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是一種適合于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器,具有下列主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)采用改進(jìn)型哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu),具有獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線,可同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)空間,允許實(shí)際在程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間進(jìn)行傳輸;(2)支持流水線處理,處理器對(duì)每條指令的操作分為取指、譯碼、執(zhí)行等幾個(gè)階段,在某一時(shí)刻同時(shí)對(duì)若干條指令進(jìn)行不同階段的處理;(3)片內(nèi)含有專門(mén)的硬件乘法器,使乘法可以在單周期內(nèi)完成;(4)特殊的指令結(jié)構(gòu)和尋址方式,滿足數(shù)字信號(hào)處理FFT、卷積等運(yùn)算要求;(5)快速的指令周期,能夠在每秒鐘內(nèi)處理數(shù)以千萬(wàn)次乃至數(shù)億次定點(diǎn)或浮點(diǎn)運(yùn)算;(6)大多設(shè)置了單獨(dú)的DMA總線及其控制器,可以在基本不影響數(shù)字信號(hào)處理速度的情況下進(jìn)行高速的并行數(shù)據(jù)傳送。
由一片DSP加上存儲(chǔ)器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元和外設(shè)接口就可以構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng),但這種方案要達(dá)到高速實(shí)時(shí)控制是不可行的。因?yàn)橐粋€(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)一般需要完成數(shù)據(jù)采集、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、分析計(jì)算、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、實(shí)時(shí)過(guò)程控制以及顯示等任務(wù),單靠一片DSP來(lái)完成這些工作勢(shì)必會(huì)大大延長(zhǎng)系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象的控制周期,從而影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。所以我們添加一個(gè)CPU,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、過(guò)程控制以及人機(jī)接口等任務(wù),使DSP專注于系統(tǒng)控制算法的實(shí)現(xiàn),充分利用它的高速數(shù)據(jù)處理能力。從性能價(jià)格比的角度出發(fā),這個(gè)CPU采用8位的51系列單片機(jī)。這時(shí),兩個(gè)CPU之間的數(shù)據(jù)共享就成了一個(gè)重要的問(wèn)題。
采用雙口RAM(簡(jiǎn)稱DRAM)是解決CPU之間的數(shù)據(jù)共享的有效辦法。與串行通信相比,采用雙口RAM不僅數(shù)據(jù)傳輸速度高,而且抗干擾性能好。在筆者實(shí)驗(yàn)室研制的電力有源濾波器中,選用了TI公司的第三代DSP芯片TMS320C32和51系列單片機(jī)89C52作為控制系統(tǒng)的CPU。兩個(gè)CPU之間通過(guò)雙口RAM CY7C133完成數(shù)據(jù)交換。但在實(shí)際使用過(guò)程中遇到了89C52 與雙口RAM總線寬度不匹配的問(wèn)題,需要進(jìn)行接口電路的設(shè)計(jì)。
2 雙口RAM CY7C133的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能
CY7C133是CYPRESS公司研制的高速2K
評(píng)論