描述HPI接口的工作原理及C8051F060和TMS320VC5409(簡(jiǎn)稱C5409)之間的接口電路設(shè)計(jì)，給出了HPI接口的軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)靈活、數(shù)據(jù)傳輸速度快、適用于其他含有HPI接口的DSP應(yīng)用系統(tǒng)，為開發(fā)人員提供了一種便捷穩(wěn)定的數(shù)據(jù)共享、傳輸方式。

　　1TMS320VC5409的HPI-8接口

　　C5409的HPI-8是一個(gè)增強(qiáng)型8位HPI8接口，主要用來(lái)與主處理器接口。C5409內(nèi)部有32K的RAM空間，除了DSP本身可以訪問(wèn)該RAM區(qū)域外，主機(jī)也可以通過(guò)HPI口實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)RAM的訪問(wèn)，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與DSP的通信。HPI-8接口通過(guò)HPI控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA、數(shù)據(jù)寄存器HPID等3個(gè)HPI寄存器進(jìn)行控制和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。各寄存器功能如下:HPI-8地址寄存器(HPIA)，該寄存器只能由主機(jī)對(duì)其直接訪問(wèn)，寄存器中存放當(dāng)前尋址HPI-8存儲(chǔ)單元地址。HPI-8邏輯控制單元(HPIC)。主機(jī)和C5409都能對(duì)它進(jìn)行直接訪問(wèn)，它映射到C5409的數(shù)據(jù)空間002CH單元。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，因此這4位分別位于高字節(jié)和低字節(jié)的低4位。Bit0/8(BOB)———用于字節(jié)順序控制，BOB=1表示第1個(gè)字節(jié)為低字節(jié)，否則第1個(gè)字節(jié)為高字節(jié)。Bitl/9(SMOD)———訪問(wèn)模式控制，SMOD=l表示共享訪問(wèn)模式(SAM)，否則為主機(jī)訪問(wèn)模式(HOM)。Bit2/10(DSPINT)———主機(jī)通過(guò)將該位寫l來(lái)向DSP發(fā)送1次HPI中斷。Bit3/11(H1NT)———DSP通過(guò)向該位置l，使外部引腳HINT產(chǎn)生一個(gè)低電平作為給主機(jī)的中斷，中斷的清除必須由主機(jī)向該位寫l來(lái)清除。HPI-8數(shù)據(jù)鎖存器(HPID)，只能由主機(jī)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，主機(jī)通過(guò)讀寫該寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)共享RAM的讀寫，RAM的地址則由HPIA地址寄存器的內(nèi)容來(lái)決定。因此，主機(jī)對(duì)DSP的訪問(wèn)過(guò)程是，先往HPI地址寄存器HPIA寫入欲訪問(wèn)的地址，然后再對(duì)數(shù)據(jù)寄存器HPID進(jìn)行讀或?qū)懺L問(wèn)。

　　HPI接口信號(hào)包括:

　　HCS———片選信號(hào)。作為HPI-8的使能輸入端，在每次尋址期間為低電平，在兩次尋址期間也可以停留在低電平。

　　HAS———地址選通信號(hào)，此信號(hào)用于主機(jī)的數(shù)據(jù)線和地址線復(fù)用的情況。當(dāng)不用時(shí)此信號(hào)應(yīng)接高。

　　HBIL———字節(jié)識(shí)別信號(hào)，用于識(shí)別主機(jī)傳送過(guò)來(lái)的是第一個(gè)字節(jié)還是第二個(gè)字節(jié)。當(dāng)HBIL=0時(shí)為第一個(gè)字節(jié)，HBIL=1時(shí)為第二個(gè)字節(jié)。

　　HCNTL1/HCNTL0———主機(jī)控制信號(hào)，HPI寄存器的訪問(wèn)地址信號(hào)，主機(jī)用來(lái)選擇訪問(wèn)的HPI寄存器。當(dāng)HCNTL1/HCNTL0為00時(shí)，表明主機(jī)訪問(wèn)HPIC;當(dāng)為01時(shí)，表明主機(jī)訪問(wèn)用HPIA指向的HPID，每讀一次，HPIA事后增加1，每寫一次，HPIA事先增加1;當(dāng)為10時(shí)，表明主機(jī)訪問(wèn)HPIA;當(dāng)為11時(shí)，表明主機(jī)訪問(wèn)HPID，而HPIA不受影響。當(dāng)主機(jī)訪問(wèn)HPI時(shí)，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?gòu)腍PID寄存器中讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)，一般在DSP的初始化程序中對(duì)HPIC進(jìn)行了初始化后就無(wú)須再對(duì)HPIC操作了，其余的工作就完全由主機(jī)完成。HPI的傳送控制是由HPI-8內(nèi)部選通信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，由3個(gè)信號(hào)完成:/HDS1、/HDS2、/HCS。由圖1HPI-8內(nèi)部選通邏輯電路圖可知，只有當(dāng)/HDS1、/HDS2信號(hào)不同時(shí)為零，且/HCS信號(hào)為低電平時(shí)，內(nèi)部HPI才被選通。

圖1HPI-8內(nèi)部選通邏輯電路圖

　　2HPI接口設(shè)計(jì)

　　2.1HPI接口電路設(shè)計(jì)

　　C8051F060與C5409的HPI接口電路圖如圖2所示。圖中將C8051F060的端口P1和HPI的8位數(shù)據(jù)線HD0～HD7相連作為數(shù)據(jù)傳輸通道，P20～P23設(shè)置為輸出以控制HPI口的操作。其中P20和P21分別連接HCNTL0和HCNTLl以實(shí)現(xiàn)對(duì)HPIC、HPIA和HPID寄存器的訪問(wèn)，P22連接字節(jié)識(shí)別信號(hào)HBIL可控制讀寫數(shù)據(jù)是屬16位字的第一字節(jié)還是第二字節(jié)，P23作為讀寫控制選通信號(hào)連接HR/W，P24與P25分別連接/HDS1和/HDS2，同與P26相連的信號(hào)/HCS一起作為數(shù)據(jù)選通信號(hào)來(lái)鎖存有效的HCNTL0/1、HBIL和HR/W信號(hào)。地址鎖存信號(hào)/HAS與P27相連，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可以直接將/HAS和/HDS2置為高電平，/HCS置為低電平。P33作為檢測(cè)HRDY信號(hào)的輸入端，當(dāng)HPI準(zhǔn)備好時(shí)，HRDY輸出高電平有效。P34作為輸入與HPI口的主機(jī)中斷信號(hào)/HINT相連。由HPI接口的原理可知，在HCNTL0/1、HBIL和HR/W信號(hào)有效之后，設(shè)置HDS1、/HCS為低電平可實(shí)現(xiàn)讀寫的數(shù)據(jù)選通，從而完成C8051F060對(duì)C5409HPI口的讀寫操作。在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中，C8051F060向HPI發(fā)送數(shù)據(jù)可通過(guò)置C5409的HPI控制寄存器HPIC中的DSPINT位為1來(lái)中斷C5409。C8051F060接收來(lái)自HPI的數(shù)據(jù)時(shí)則可用查詢方式。當(dāng)C5409準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，置/HINT信號(hào)為低。當(dāng)C8051F060查詢到P34為低時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)用接收數(shù)據(jù)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收。

圖2C8051F060與C5409的HPI接口電路圖

　　2.2HPI接口軟件設(shè)計(jì)

　　HPI的數(shù)據(jù)傳輸分外部傳輸和內(nèi)部傳輸。外部傳輸是指主機(jī)和HPI寄存器之間的傳輸，由主機(jī)發(fā)出指令完成。內(nèi)部傳輸是指HPI寄存器和DSP內(nèi)部RAM之間的傳輸，由DSP內(nèi)部的DMA控制器自動(dòng)完成。主機(jī)在進(jìn)行外部傳輸時(shí)，要先檢查內(nèi)部傳輸是否完成，這是通過(guò)檢測(cè)HRDY信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。外部傳輸操作的一般步驟是:檢查HRDY信號(hào)的電平。為高，表示可以進(jìn)行傳輸;為低，表示DSP正在進(jìn)行內(nèi)部傳輸，此時(shí)不能進(jìn)行外部傳輸。主機(jī)對(duì)HPI-8口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫需要三個(gè)步驟:設(shè)置控制寄存器，寫地址寄存器，讀寫數(shù)據(jù)寄存器。在寄存器讀寫過(guò)程中，主機(jī)通過(guò)端口發(fā)送控制信號(hào)，檢測(cè)狀態(tài)信號(hào)，完成對(duì)HPI口訪問(wèn)的時(shí)序模擬，雙方通過(guò)向?qū)Ψ桨l(fā)送中斷通知對(duì)方數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，通過(guò)檢測(cè)對(duì)方設(shè)置的狀態(tài)判斷對(duì)方是否準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)。

　　具體設(shè)置過(guò)程如下：

　　a)首先初始化HPIC寄存器，特別是BOB位。具體方法為:先設(shè)置HCNTL1=HCNTL0=0，選擇將要對(duì)HPIC進(jìn)行操作。然后將HPIC的值寫入HPI。注意HPIC的高8位和低8位是一樣的。

　　b)設(shè)置地址寄存器HPIA。先設(shè)置HCNTL1=1&HCNTL0=0，選擇將要對(duì)HPIA進(jìn)行操作。然后將要訪問(wèn)的C54x片內(nèi)RAM的地址寫入HPI，高8位先寫，低8位后寫。

　　c)讀寫C54x的片內(nèi)RAM。先設(shè)置HCNTL1/0，選擇將要對(duì)數(shù)據(jù)鎖存器HPID進(jìn)行操作。如果設(shè)置HCNTL1=0&HCNTL0=1，表示使用地址自動(dòng)增加模式;如果設(shè)置HCNTL0=HCNTL1=1時(shí)，表示不使用地址自動(dòng)增加模式，這時(shí)完成讀寫操作后，地址寄存器HPIA將不會(huì)變。

　　以下是C8051F060的HP I接口程序:

　　(1) 讀HPID寄存器程序

　　unsigned int HP ID_Read ( )

　　{

　　unsigned char H_Byte，L_Byte;

　　HDS2 = 1;

　　HCS = 0; 使能HP I

　　HCNTL0 = 1;

　　HCNTL1 = 0; 主機(jī)可讀寫HPID

　　HB IL = 0; 當(dāng)前是第一字節(jié)

　　HRW = 1; 主機(jī)要求讀選通HPI

　　HDS1 = 0; 開始數(shù)據(jù)操作

　　H_Byte = P1; 讀出高8位數(shù)據(jù)

　　Delay(2) ; 等待數(shù)據(jù)讀出完成

　　HDS1 = 1; 結(jié)束數(shù)據(jù)操作

　　HB IL = 1; 當(dāng)前是第二字節(jié)

　　HRW = 1; 主機(jī)要求讀選通HPI

　　HDS1 = 0; 開始數(shù)據(jù)操作

　　L_Byte = P1; 讀出低8位數(shù)據(jù)

　　Delay(2) ; 等待數(shù)據(jù)讀出完成

　　HDS1 = 1; 結(jié)束數(shù)據(jù)操作

　　}

　　(2) 寫HPID寄存器程序

　　void HPID_Write ( unsigned intW_data)

　　{

　　HDS2 = 1;

　　HCS = 0; 使能HP I

　　HCNTL0 = 1;

　　HCNTL1 = 0; 主機(jī)可讀寫HPID

　　HB IL = 0; 當(dāng)前是第一字節(jié)

　　HRW = 0; 主機(jī)要求寫選通HPI

　　HDS1 = 0; 開始數(shù)據(jù)操作

　　P1 = ( unsigned char) ( (W_data > > 8) &0xFF) ; 　寫入高8位數(shù)據(jù)

　　Delay(2) ; 等待數(shù)據(jù)寫入完成

　　HDS1 = 1; 結(jié)束數(shù)據(jù)操作

　　HB IL = 1; 當(dāng)前是第二字節(jié)

　　HRW = 0; 主機(jī)要求寫選通HPI

　　HDS1 = 0; 開始數(shù)據(jù)操作

　　P1 = ( unsigned char) (W_data&0xFF) ; 　寫入低8位數(shù)據(jù)

　　Delay(2) ; 等待數(shù)據(jù)寫入完成

　　HDS1 = 1; 結(jié)束數(shù)據(jù)操作

　　}

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　本設(shè)計(jì)方案具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，有很好的使用價(jià)值。經(jīng)在某導(dǎo)航系統(tǒng)中實(shí)際使用的效果來(lái)看，證明該設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、高效可靠，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。