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基于TMS320C54x的HPI接口技术应用的研究

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基于TMS320C54x的HPI接口技术应用的研究 基于TMS320C54x的HPI接口技术应用的研究 张辛1,魏金成2 (1.成都畅通机车车辆技术开发有限公司 四川成都 610100;2.西华大学四川成都 610039) 摘 要:主机接口(HPI)是德州仪器公司的定点DSP处理器TMs320C54x上配置的与主机进行通信的8位并行接口。 它可以实现与主机之间并行、高速的数据交换,构成多机系统。首先介绍HPI的基本原理和基本功能,其次以 TMS320C5410与ADuc848的多机系统为实例,介绍了HPI在多机系统中的应用,硬件、软件要求以及HPI在多机系...

基于TMS320C54x的HPI接口技术应用的研究
基于TMS320C54x的HPI接口技术应用的研究 张辛1,魏金成2 (1.成都畅通机车车辆技术开发有限公司 四川成都 610100;2.西华大学四川成都 610039) 摘 要:主机接口(HPI)是德州仪器公司的定点DSP处理器TMs320C54x上配置的与主机进行通信的8位并行接口。 它可以实现与主机之间并行、高速的数据交换,构成多机系统。首先介绍HPI的基本原理和基本功能,其次以 TMS320C5410与ADuc848的多机系统为实例,介绍了HPI在多机系统中的应用,硬件、软件 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 以及HPI在多机系统中的 优越性。以单片机ADuc848和TMS320C5410多机系统为例,从多个方面论述了增强型HPI一8主机接口在多机系统的设 计中所具有的优点:接口外围电路简单,几乎不需要附加任何逻辑电路,高速的数据传榆,软件设计简单,通信可靠等。给出 了硬件设计的原理图和软件设计框架,并且通过实际测试 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明该系统 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 运行可靠。 关键词:DSP;多机系统;主机接口;ADuc848 中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1004—373X(2008)16一048一03 ResearchandApplicationofHPIInterfaceTechniqueBasedonTMS320C54x ZHANGXinl,WEIJinchen92 (1.ChengduChangtongRailwayTechnologyExploitationco.Ltd.,Chengdu,6lOlOO,Chinal2.X.huaUniversity,Chengdu,6l0039,ChiIla) Abstract:TheHostPortInterface(HPI)isa8一bitparallelportusedtointerfaceahostpmcessorordevicetotheTexas Instruments(TI)fixed—pointDigitalSignalProcessor(DSP)TMS320C54托TheHPIenablesthedouble—pmcessorsystem (betweenDSPandHostmicrocontfollers)toprocesshigh—speedandparalleldataexchange.1nthepaper,thestructureand principleofHPIareintroducedindetail,thentakingTMS320C5410andADuc848double—processorsystemasexample,itin— troducestheHPI’ssoftware,hardwareapplicationandsuperiorityindouble—processorsystem.TakingtheSCMADuc848and theTMS320C5410double—processorsystemasexample,theadvantagesofHPl—8designindoubIe—processorsyst哪from severalaspectsarediscussed:theperipheralcircuitoftheinterfaceissimplewhichhardlyneedsanyadditionallogiccircuit, highspeeddatatransmission,simplesoftwaredesign,crediblecommunicationsetc.Theprinciplediagramofthehardwarede— signandtheframeofthesoftwaredesignaregiveninthepaper,andthecredibilityofthesystemdesignisprovedthroughac— tualtest. KeywOrds:DSP;double—processorsystem;hostportinterface;ADuc848 引 言 DSP作为一种先进的可编程处理器,近几年来应 用及其广泛。其中,TMS320C54x是TI公司推出的定 点系列数字信号处理芯片,它具有运算速度快,CPU结 构优化、功耗低和智能化外设等特点,特别适用于实时 嵌入式系统的开发。TMS320C5410是TMS320C54x 系列中的一款16位的定点DSP,它具有先进的多总线 结构,3条16位数据存储器总线和1条程序存储器总 线;数据/程序寻址空间为8M×16b,内置16k×16b 的ROM,8k×16b的DRAM和56k×16b的 SRAM;3个多通道缓冲串行口,1个8位并行与处理器 通信的增强型HPI口,1个16位定时器以及6通道 收稿日期:2007—11—27 48 DMA控制器;低功耗,适合电池供电设备等特点。 TMS320C5410内部提供了增强型的8位HPI主 机接口,用来与主设备或者主处理器接口,在HPI口和 主机通信的过程中,完全没有硬件和软件的开销,而由 DSP自身的硬件协调冲突,从而不会打断DSP正常程 序的运行,具有这些优点,HPI在多机通信中的应用已 经越来越广泛了,例如目前的GSM类型手机的设计 中,都是通过HPI来协调DSP与主机之间的工作。文 中将详细讲述HPI在TMS320C5410和ADuc848多机 系统中的应用 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 2增强型HPl一8原理和结构 增强型HPI一8是DSP用于与主机进行双向数据 通信的8位并行接口。外部主机是HPI的主控者,它 可以通过HPI直接访问C5410所有的内部存储空间, 包括存储器映像寄存器。 增强型HPI一8主要由5个部分组成,结构图如图 1所示: 卜叫亘圃 L一廿 譬D(7q/ .。l寄存器I. .1、 , 16 8 叶—一奇存嚣k—一、 / 。 , 16 ●-_。。。。。。。。一 HPI接口控制f挎.n丽 7I 望墨 片内 l啦 数据 总线 图1 增强型HPl一8结构图 (1)HPI存储器。HPI存储器主要用于C54x与 主机之间传送数据,并且增强型HPI一8可以寻址DSP 片内所有RAM地址空间。 (2)HPI地址寄存器(HPIA)。它只能由主机对其 进行访问。寄存器中存放当前寻址HPI存储单片的地 址。并且HPIA地址寄存器有2种工作模式:I单地址 访问:只针对一个RAM地址空间的访问,在访问过程 中,HPIA寄存器数据不变。Ⅱ循环地址访问:主机在 读取存器数据过程中,每次读后HPIA加1,每次写前 HPIA加l。 (3)HPl数据锁存器(HPID)。它也只能由主机对 它直接访问,如果当前进行的是读操作。则HPlD中存 放的是要从HPI存储器中读出的数据;如果当前进行 的是写操作,则HPID存放的是要写到HPI存储器的 数据。 ’ (4)HPI控制寄存器(HPIC)。C54x和主机都能 对它直接访问,它映像在C54x数据存储器的地址 为002Ch。 (5)HPI控制逻辑,用于处理HPI与主机之间的 接口信号。 当C54x与主机进行信息交换时,HPI是主机的一 个外围设备。HPI的外部数据线是8根HD(7~0),在 传送数据时,HPI能自动的将外部接口传来的连续的 8位数组合成16位数后传给C54x。HPI一8的采样选 通信号由HASl,HAS2和HCS的组合逻辑来组成。 在实际应用中,可以把其中的2个引脚接固定电平,则 选通信号只用一个引脚来控制。 司的ADuc848,该芯片具有与8052兼容的内核,最大 的工作频率可以达到12.58MHz,单周期指令,11个中 断源,2个优先级,双数据指针,扩展的11位堆栈指针, 64kB闪速/电可擦除程序存储器,4kB闪速/电可擦除 数据存储器,2304B的用户RAM,同时可以外扩多达 16MB的数据存储器。并且外部接口资源非常丰富, 有UART,PwM,12C和SPI等外部通信接口。在该系 统中,不仅可以充分发挥C5410的高速运算功能,同时 也可以利用ADuc848的丰富的接口和控制功能,通过 ADuc848扩展LCD的显示功能、与PC的通信功能、键 盘控制和一些外部的扩张功能等。 图2硬件电路设计图 、 通过HPI一8实现C5410和ADuc848的协调工 作,接口电路中使用ADuc848的2个通用I/0口Po和 P2,HPI的8位数据线与PO口相连,P2—2和P2—3连 接输入控制信号HCNTL0和HCNTLl以实现对HPI 寄存器的访问。P2—4连接到字节识别信号HBIL,P2— 0连接到数据准备信号HRDY,P2—5连接到读写控制 信号HRW,外部中断INTo连接到HPI的中断信号 HINT,P2_1连接到数据选通信号HDSl,其中HCS和 HDS2分别接地和电源,所以当HRW=1,HDSl=o时 ADuc848从C5410中读数据,同样当HRW=O,HDSl 一。时ADuc848向C5410中写数据。在HPI一8的访 问速度方面可以采用下面的公式: R=(n×恕)/5 其中F^为HPI的访问速度;凡为CLKOUT输出 频率;,z为8。 所以当C5410的主频达到100MIPS的时候,HPI 一8的访问速度可以达到160Mb/s。兼具接口电路简 单、通信可靠和支持高速访问等优点,HPI在多机系统 中应用已经非常广泛的。 3接口的硬件电路设计 4软件系统设计 硬件电路设计图如图2所示。 本文中选用C54x系列的C5410,主机选用AD公 多机通信的握手方式由HPI的硬件实现,因此在 软件设计方面相对容易,主要是对HPI的3个寄存器 49 l重圜El目圜 墅兰董;基王!坚塑!Q曼!!兰塑旦旦!堡旦蕉莶应旦塑丛窒 进行操作,基本的步骤是:首先初始化HPIC控制寄存 器,其次将要读取的数据的地址写入HPID,最后采用 单字节或者循环读取方式访问HPID数据寄存器。 主机程序的流程图如图3所示: 图3主程序流程图 当主机通过HPI访问C54x之前,必须首先初始化 HPIC和HPIA寄存器,确定字节控制BOB位和访问 RAM的地址,然后访问HPID寄存器,获取数据,然后 通过置位DSPINT,触发C54x的HPI中断执行相关程 序。同时当C54x需要主机读取新数据时,只需要置位 HINT,就可以触发主机的外部中断,完成数据的更新。 主机和C54x是通过相互中断的硬件方式实现彼此协 调的工作,所以在软件设计方面相对简单并且通信的可 靠性也大大增加。 5 电路设计中应注意以下几个问题 (1)C54x与单片机的电平是不是兼容的,信号进 入DSP之前必须进行电平转换,否则有可能损坏DSP。 (2)HAS为下降沿有效,而HCS为上升沿有效。 (3)在数据传送以前,必须注意HPIC中的BOB 位和HBIL脚的设置,否则数据传送过程中会出现不可 预期的错误。 (4)HCNTLO,HCNTLl两脚用于区分HPIA, HPID及HPIC三者的地址。 参考文献 [1]TMs320C54xDSPReferenceSetVolume1:cPuandPe— ripheralsTexasInstrument1999. [2]TMS320C54xDSPReferenceSetVounme5:EnhancedPe— ripheralsTexasInstrument1999. [3]张雄伟,陈亮,徐光辉.DsP集成开发与应用实例[M].北 京:电子工业出版社,2002. [4]周国辉,王晓东.AVR和TMs320VC5402的HPI接口通信 设计[J].微计算机信息.2005,21(12z):60一62. 作者简介张辛 男,1981年出生,硕士。主要从事计算机应用方面的研究。 (上接第45页) 制方面的应用。这些领域的要求互不相同,不同于日常 熟悉的桌面环境。这表明在VMM与在VM内执行的 客体OS内,针对不同的要求做出了体系结构和设计方 面不同的权衡。 参考文献 [1]DeanNeumann,DileepKulkarni,AaronKunze,以口f.Intel@ VirtualizationTechnologyinEmbeddedandCommunications InfrastructureApp“cations,IntelTechnologyJournal,2006, 10(3). . [2]江慧琴,徐敏.中断管理进程化改善Linux实时性能方法研 究[J].现代电子技术,2007,30(14):46—47,54. [3]徐波,乔纯捷.pc/Os一Ⅱ在ADsP—BF531上的移植[J].国 外电子元器件,2005(12):17—21. [4]孙世昶.虚拟化技术研究及PcI设备直接访问的实现[D]. 大连:大连理工大学,2006. [5]杨楠,Lyn.新型轻量级虚拟化技术[D].杭州:浙江大 学,2007. (上接第47页) 试运行稳定可靠,该系统的设计思想和方法对于电机调 速有较强的实用价值。 参考文献 [1]楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空 航天大学出版社,2007. [2]戴佳,戴卫恒.5l单片机C语言应用程序设计实例精讲 [M].北京:电子工业出版社,2007. [3]徐爱钧.单片机高级语言c51windows环境编程与应用 [M].北京:电子工业出版社,2002. [4]徐仁贵.单片微型计算机应用技术[M].北京:机械工业出 版社,2000. 作者简介 彭志刚 男,1974年出生,湖南石门人,讲师。主要从事微电子技术应用的研究。 50
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