HPI在MCU和DSP接口中的应用(精)_dsp和mcu的区别和联系

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2008年第6期

仪表技

术 ・61・

HPI在MCU和DSP接口中的应用 金永杰,熊剑平,马让奎,韩玉平

(1.陕西宝成航空仪表有限责任公司,陕西宝鸡721006;2.清华大学精密仪器与机械学系,北京100084)

摘要:描述HPI接口的工作原理及C8051F060和TMS320VC5409(简称C5409)之间的接口电路设计,给出了HPI接口的软件设计。该系统具有设计灵活、数据传输速度快、适用于其他含有HPI接口的DSP应用系统,为开发人员提供了一种便捷稳定的数据共享、传输方式。

关键词:MCU;DSP;主机接口(HPI);通信

中图分类号:TP33

4文献标识码:B

文章编号:1006-2394(2008)06-0061-03 1,2 2 1,2 ApplicationofHPIInterfacebetweenMCUandDSP JINYong2jie 1,2 ,XIONGJian2ping,MARang2kui,HANYu2ping 21,21(1.Shan’xiBaochengAviationInstrumentCo.,Ltd,721006,China;2.DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology,)Abstract:ThecircuitandsoftwaredesignofHPIaredescribedindetail.ThesystemisfHPIinterface.ItprovidesanewmethodofdatafmshowthatthecommunicationbasedonHPIisvalidandstable.Keywords:hostproceorinterface(HPI);communication Bitl/9(SMOD)———访问模式控制,SMOD=l表示

共享访问模式(SAM),否则为主机访问模式(HOM)。

Bit2/10(DSPINT)———主机通过将该位写l来向DSP发送1次HPI中断。Bit3/11(H1NT)———DSP通过向该位置l,使外部 1 TMS320VC5409的HPI-8接口

C5409的HPI-8是一个增强型8位HPI8接口, 主要用来与主处理器接口。C5409内部有32K的RAM空间,除了DSP本身可以访问该RAM区域外, 主机也可以通过HPI口实现对整个RAM的访问,从 而实现主机与DSP的通信。

HPI-8接口通过HPI控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA、数据寄存器HPID等3个HPI寄存器进行控制和实现数据传输。各寄存器功能如下: HPI-8地址寄存器(HPIA),该寄存器只能由主机对其直接访问,寄存器中存放当前寻址HPI-8存储单元地址。

HPI-8逻辑控制单元(HPIC)。主机和C5409都能对它进行直接访问,它映射到C5409的数据空间002CH单元。HPIC只有4位用于控制HPI的操作,由于HPIC的高8位和低8位是相同的,因此这4位分别位于高字节和低字节的低4位。Bit0/8(BOB)———用于字节顺序控制,BOB=1表示第1个字节为低字节,否则第1个字节为高字节。

引脚HINT产生一个低电平作为给主机的中断,中断的清除必须由主机向该位写l来清除。

HPI-8数据锁存器(HPID),只能由主机对其进行访问,主机通过读写该寄存器来实现对共享RAM的读写,RAM的地址则由HPIA地址寄存器的内容来决定。因此,主机对DSP的访问过程是,先往HPI地址寄存器HPIA写入欲访问的地址,然后再对数据寄存器HPID进行读或写访问。HPI接口信号包括: HCS———片选信号。作为HPI-8的使能输入端, 在每次寻址期间为低电平,在两次寻址期间也可以停留在低电平。

HAS———地址选通信号,此信号用于主机的数据线和地址线复用的情况。当不用时此信号应接高。

HBIL———字节识别信号,用于识别主机传送过来

收稿日期:2008-02

作者简介:金永杰(1973—),男,高级工程师,主要从事电子、计算机通讯和导航控制技术方面的研究。・62・

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期的是第一个字节还是第二个字节。当HBIL=0时为第一个字节,HBIL=1时为第二个字节。

HCNTL1/HCNTL0———主机控制信号,HPI寄存器的访问地址信号,主机用来选择访问的HPI寄存器。当HCNTL1/HCNTL0为00时,表明主机访问HPIC;当为01时,表明主机访问用HPIA指向的HPID,每读一次,HPIA事后增加1,每写一次,HPIA事先增加1;当为10时,表明主机访问HPIA;当为11时,表明主机访问HPID,而HPIA不受影响。

当主机访问HPI时,先完成外部接口部分的操作,即先初始化HPIC寄存器,然后初始化HPIA寄存器,再从HPID寄存器中读出或写入数据,一般在DSP的初始化程序中对HPIC进行了初始化后就无须再对HPIC操作了,其余的工作就完全由主机完成。

HPI的传送控制是由HPI-8内部选通信号实现的,由3个信号完成:/HDS1、/HDS2、/HCS。由图1HPI-8内部选通逻辑电路图可知,只有当/HDS2信号不同时为零,且/HCSHPI接口的原理可知,在HCNTL0/

1、HBIL和HR/W 信号有效之后,设置HDS1、/HCS为低电平可实现读

写的数据选通,从而完成C8051F060对C5409HPI口的读写操作。在数据交换过程中,C8051F060向HPI发送数据可通过置C5409的HPI控制寄存器HPIC中的DSPINT位为1来中断C5409。C8051F060接收来自HPI的数据时则可用查询方式。当C5409准备发送数

据时,置/HINT信号为低。当C8051F060查询到P34为低时,系统将调用接收数据子程序来实现数据的接收。部HPI才被选通

图2 C8051F060与C5409的HPI接口电路图 2.2 HPI接口软件设计

HPI的数据传输分外部传输和内部传输。外部传

输是指主机和HPI寄存器之间的传输,由主机发出指令完成。内部传输是指HPI寄存器和DSP内部RAM之间的传输,由DSP内部的DMA控制器自动完成。主机在进行外部传输时,要先检查内部传输是否完成,这是通过检测HRDY信号实现的。

外部传输操作的一般步骤是:检查HRDY信号的电平。为高,表示可以进行传输;为低,表示DSP正在进行内部传输,此时不能进行外部传输。

主机对HPI-8口进行数据读写需要三个步骤:设置控制寄存器,写地址寄存器,读写数据寄存器。在寄存器读写过程中,主机通过端口发送控制信号,检测状态信号,完成对HPI口访问的时序模拟,双方通过向对方发送中断通知对方数据已经准备好,通过检测对方设置的状态判断对方是否准备好接受数据。具体设置过程如下: a)首先初始化HPIC寄存器,特别是BOB位。具体方法为:先设置HCNTL1=HCNTL0=0,选择将要对HPIC进行操作。然后将HPIC的值写入HPI。注意HPIC的高8位和低8位是一样的。

b)设置地址寄存器HPIA。先设置HCNTL1=1&HCNTL0=0,选择将要对HPIA进行操作。然后将要访问的C54x片内RAM的地址写入HPI,高8位先写,低8位后写。

c)读写C54x的片内RAM。先设置HCNTL1/0, 图1 HPI-8内部选通逻辑电路图HPI接口设计2.1 HPI接口电路设计

C8051F060与C5409的HPI接口电路图如图2所

示。图中将C8051F060的端口P1和HPI的8位数据线HD0～HD7相连作为数据传输通道,P20～P23设置为输出以控制HPI口的操作。其中P20和P21分别连接HCNTL0和HCNTLl以实现对HPIC、HPIA和HPID寄存器的访问,P22连接字节识别信号HBIL可

控制读写数据是属16位字的第一字节还是第二字节,P23作为读写控制选通信号连接HR/W,P24与P25 分别连接/HDS1和/HDS2,同与P26相连的信号/HCS一起作为数据选通信号来锁存有效的HCNTL0/

1、HBIL和HR/W信号。地址锁存信号/HAS与P27相

连,为简化设计,可以直接将/HAS和/HDS2置为高电平,/HCS置为低电平。P33作为检测HRDY信号的输入端,当HPI准备好时,HRDY输出高电平有效。P34作为输入与HPI口的主机中断信号/HINT相连。由

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P1=(unsignedchar)((W_data>>8)&0xFF);写入高8位数据

Delay(2);等待数据写入完成HDS1=1;结束数据操作HBIL=1;当前是第二字节HRW=0;主机要求写选通HPIHDS1=0;开始数据操作P1=(unsignedchar)(W_data&0xFF);写入低8位数据Delay(2);等待数据写入完成HDS1=1;结束数据操作

选择将要对数据锁存器HPID进行操作。如果设置

HCNTL1=0&HCNTL0=1,表示使用地址自动增加模式;如果设置HCNTL0=HCNTL1=1时,表示不使用地址自动增加模式,这时完成读写操作后,地址寄存器HPIA将不会变。

以下是C8051F060的HPI接口程序: /3333333C8051F060的HPI接口程序333333333/ }(1)读HPID寄存器程序

unsignedintHPID_Read(){ unsignedcharH_Byte,L_Byte;HDS2=1;HCS=0;

使能HPI HCNTL0=1;HCNTL1=0;主机可读写HPID HBIL=0;当前是第一字节 HRW=1;主机要求读选通HPI HDS1=0;开始数据操作 H_Byte=P1;读出高8位数据 Delay(2);等待数据读出完成 HDS1=1;结束数据操作 HBIL=1;当前是第二字节 HRW=1;HDS1=0;L_Byte=P1;Delay(2);HDS1=1;结束数据操作} 3 结束语

HPI为8位主机与DSP的数据交换提供了简洁而

有效的方案,由于使用DSP的片内内存的一部分实现主机与DSP的数据交换,所以不需要提供外部RAM,即主机与DSP通过HPI接口不需要任何附加硬件,DSP完全作为主机的外设进行工作,可方便地实现DSP,。经,证明该设计方高效可靠,达到了预期的设计目的。参考文献: [1]张雄伟,陈亮,徐光辉.DSP芯片的原理与开发应用(第三 版)[M].北京:电子工业出版社,2003.[2]周霖.通信工程技术应用[M].北京:国防工业出版社, 2004.[3]邓思豪,曾春年.TMS320C54x共享数据的新方案[J].武汉(2)写HPID寄存器程序

voidHPID_Write(unsignedintW_data){ HDS2=1;HCS=0;使能HPIHCNTL0=1;HCNTL1=0;主机可读写HPIDHBIL=0;当前是第一字节HRW=0;主机要求写选通HPIHDS1=0;开始数据操作 理工大学学报,2003,25(1):38-41.[4]刘政,叶汉民.DSP与单片机通信的多种设计方案[J].单 片机及嵌入式系统应用,2006,(3):32-35.[5]潘琢金译.C8051F060/1/2/3/4/5/6/7混合信号 FLASH微控制器数据手册[Z].2004.ISP(郁菁编发)意见后,我们在会议的日程安排和展览内容、观众参观引导等 工控、测量、节能巨大潜力诱发新一轮商机

热烈欢迎各位莅临IAC,TME+SENSOR2008———“第十二届工业自动化与控制技术展览会暨第十二届中国国际传感器、测试测量技术展览会”,本届展会不仅一如既往地展出各种过程控制、测试测量与生产自动化方面的优新产品和技术,而且响应国家政策特设“节能专区”,展示优秀的节能产品、技术和方案,是各位了解工业自动化领域最新发展趋势,熟悉国内、外最新自动化技术与装备的大好机会。作为中国自动化领域的年度盛会,本届展会吸引了包括中国、德国、日本、美国、瑞士、韩国、意大利、荷兰、新西兰等多个国家的三百余家参展商,除在现场重点展示相关产品技术外,另设专场研讨会探讨新型传感器在汽车工业的应用、机器安全、传动控制、电气节能、机器人、机器视觉、嵌入式系统、流量测量等广受业内关注的热点话题。此外,在征询工业界的多方

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