介紹了DSP(Digital signal processor) 芯片TMS 320VC5402 的HPI ( Host port interface) 主機接口原理,以一個簡單的通信程序作為例子,詳細說明通過HPI 口實現5402 芯片內部的16 kB 雙端口RAM 與AT 89 C51單片機的通信過程. 采用C 語言與匯編語言混合編程的方式,實現了雙端口通信.

??????? 引言

　　隨著信息技術的發展,數字信號處理在通信、語音處理、圖像處理、工業控制等方面得到了廣泛的應用.TMS 320VC5402 是專門為快速實現各種數字信號處理算法而設計的常用定點DSP 芯片,廣泛使用在各類數字信號中. 該芯片采用優化的哈佛結構,6 級流水線,片上含16 kB 零等待雙端口SRAM ,增強型8 位HPI接口,主頻可達到100 MHz ,3. 3 V 和1. 8 V 雙電源供電[1 ] .作為信號采集處理及控制顯示系統,傳統的方法是采用來單片機實現[2 ] ,但單片機的實時處理功能較弱. DSP 芯片具有強大的數據處理能力,但在控制顯示方面不如單片機靈活. 為此,本文采用A T89C51 單片機作為主機,DSP 作為高速數據處理器,通過HPI 實現了與TMS 320VC 5402 的并行高速通信. 編寫TMS320 C54X 程序和HPI 中斷程序,完成了系統軟硬件設計的全過程,充分發揮了單片機和DSP 的優勢.

　　1 　HPI 端口結構及系統硬件電路設計

　　TMS 320VC5402 增強型8 位HPI 引腳功能:

　　HCS :端口使能. 當= 0 時,HPI 端口被選中,允許數據傳輸;

　　HAS :地址鎖存信號,下降沿鎖存;

　　HBIL :字節順序指示, = 0 時表明當前傳輸的第1 字節, = 1 為第2 字節;

　　HRW:讀或寫信號, = 1 時表明主機從HPI 讀走數據, = 0 時寫入數據;

　　HDS1 ,HDS2 :數據鎖存信號;

　　HRDY: HPI 準備好,外部設備讀該信息,為1 時表明HPI 空閑狀態,可以進行數據傳輸;為0 時, HPI忙于內部操作,數據還沒有準備好;

　　HIN T :主機中斷,輸出到主機設備,由DSP 軟件控制;

　　HCN TL1 ,HCN TL0 :控制信號,表明當前傳輸的數據類型;

　　00 :訪問HPI 的控制寄存器HPIC ,對該寄存器進行讀或寫操作;

　　01 :訪問HPI 的數據寄存器HPID ,并且地址寄存器HPIA 自動加1 或減1 ;

　　10 :訪問HPI 的地址寄存器HPIA ,對該寄存器進行讀或寫操作;

　　11 :訪問HPI 的數據寄存器HPID ,對地址寄存器HPIA 無影響;

　　HD0 - HD7 :數據/ 地址總線.

　　值得說明的是,外部設備接入HPI 并不需要使用所有的控制引腳,特別是鎖存信號HAS、HDS1 和HDS2 ,一般只使用一個就夠了. 系統硬件電路設計如圖1 所示,圖中16245 的作用是雙向電平驅動轉換,實現單片機5 V 信號與DSP 3. 3 V 電平信號的相互驅動轉換,其中P1. 2 控制數據傳輸的方向.

?

　　圖1 　單片機與DSP 的HPI 接口電路

　　2 　軟件編程

　　HPI 通信軟件的設計包括DSP 端和主機端(A T 89 C 51) 兩部分. 通信通過雙方的中斷服務程序進行,單片機的中斷服務程序中通過HPI 接收DSP 的發送幀進行處理,同時將一定格式的有關數據通過HPI 發送給DSP ,作為DSP 的接收幀,并通過HPI 發送中斷給DSP. DSP 響應中斷,在中斷服務程序中處理數據,并按照單片機接收幀設置發送幀傳輸數據,向主機發送中斷信號, 從而實現雙向通信功能[ 3 ] .

　　在A T89 C51 的軟件中,通過對P0 口和P1 口的控制來傳輸數據,從DSP 的0X0200 地址處讀出數據,并同時給DSP 產生一個HPI 中斷. 主機編程的流程如圖2 所示,匯編語言主程序如下:

　　HRW 　　　EQU 　P1. 0

　　HCS EQU P1. 1

　　HPIDIR EQU P1. 2

　　HCN TL0 EQU P1. 3

　　HCN TL1 EQU P1. 4

　　HDS1 EQU P1. 5

　　HBIL EQU P1. 6

　　HRDY EQU P1. 7

　　MAIN : JB P3. 4 , $

　　; HPI 　初始化

　　MOV 　R2 , # 08H

　　; HPI 控制寄存器清零,先高位,清中斷

　　MOV 　R3 , # 08H

　　LCALL 　WHPIC 　;寫HPIC

　　MOV 　R2 , # 00H

　　MOV 　R3 , # 0FFH

　　LCALL 　WHPIA 　;置地址

　　MOV 　R2 , # 00H 　;寫初始幀頭

　　MOV 　R3 , # 0AA H

　　LCALL 　LWHPID

　　MOV 　R2 , # 00H 　;寫幀長

　　MOV 　R3 , # 01H

　　LCALL 　LWHPID

　　MOV 　R2 , # 00H 　;寫幀類型

　　MOV 　R3 , # 02H

　　LCALL 　LWHPID

　　MOV 　R2 , # 00H 　;寫DA TA[0 ]

　　MOV 　R3 , # 03H

　　LCALL 　LWHPID

　　MOV 　IE , # 81H 　;主機中斷允許

　　MOV 　R2 , # 04H 　;DSP HPI 中斷

　　MOV 　R3 , # 04H

　　LCALL 　WHPIC 　;寫HPIC

　　SJMP $　;等待主機中斷發生

　　在DSP 的軟件中,用HPI 中斷服務程序實現數據收發. DSP 的HPI 中斷服務程序置位中斷標志[4 ] ,C 語言主程序根據接收幀在地址0X200 處寫入一個發送幀,并發送主機中斷到A T 89 C 51. C 語言程序如下:

　　typedef st ruct

　　{ int head ; 　/ 3 f ramehead 3 /

　　int length ; 　/ 3 f ramelength 3 /

　　int f unc ; 　/ 3 f unc type 3 /

　　int data [ 253 ] ; 　/ 3 t he data 3 /

　　} HPIFRAME ;

　　HPIFRAME hpiinbuf ;

　　HPIFRAME hpiout buf ;

　　# pragma DA TA_SECTION (hpiinbuf ,

　　" . hpibuffer" )

　　# pragma DA TA_SECTION (hpioutbuf ,

　　" . hpibuffer" )

　　void main ()

　　{ char hpidatacnt ;

　　HPIFRAME 　3 hpiinbufpt r = &hpiinbuf ;

　　HPIFRAME 　3 hpiout bufpt r = &hpiout buf ;

　　c54_init () ;

　　ser0inwrcnt = 1 ;

　　ser0out rdcnt = 5 ;

　　ser0inrdcnt = 5 ;

　　ser0outwrcnt = 1 ;

　　ser0flag = 0 ;

　　for ( ; ;) {

　　if (hpirecflag > = 1) {

　　hpirecflag = 0 ;

　　if (hpiinbufpt r - > head = = 0xaa) {

　　hpiout bufpt r - > head = 0xaa00 + hpiinbufpt r

　　- > lengt h ;

　　hpiout bufpt r - > f unc = hpiinbufpt r - > f unc ;

　　for (hpidatacnt = 0 ;hpidatacnt < hpiinbufpt r

　　- > lengt h ;hpidatacnt + + )

　　hpiout bufpt r - > data[ hpidatacnt ] =

　　hpiinbufpt r - > data[ hpidatacnt ] ;

　　hpidsp_host () ; 　} 　} 　} 　}

?

　　圖2 　主機編程流程圖

　　3 　結束語

　　DSP 與單片機的混合系統設計,可實現雙方優勢互補,在信號處理及控制顯示電路設計中是一款較佳的設計方案.