ARMCPUS3C44B0X与C54XDSP的接口设计.

1、ARMCPUS3C44B 与 XC54XDSP 勺接口设计ARM CPU S3C44B0X C54X DSP 勺接口设计预览:摘要： 以 SAMSUN 公司的 ARMSO 芯片 S3C44B0 帶口 TI 公司的 TMS320C5416DSP为例，讲述了 ARM 与 DSP 的数据接口技术，并结出了硬件连接图和软件代码。关键词：ARMS3C44B0X 机接口（ HPI）TMS320C541 后 PC 时代，嵌入式产品逐 渐占领市场。而这些嵌入式产品的核心ARM CPU S3C44B0 与 C54X DSP 勺接口设计正文：摘要：以 SAMSUN 公司的 ARM SO（芯片 S3C44B0X 和

2、 TI 公司的 TMS320C5416DSP 为例，讲述了 ARMf DSP 的数据接口技术，并结出了硬件连接图和软件代 码。关键词：ARM S3C44B0Xt 机接口（ HPI） TMS320C5416后 PC 时代，嵌入式产品逐渐占领市场。而这些嵌入式产品的核心一一处理 器决定了产品的市场和性能。高性能、低功耗、低成本是嵌入式处理器的主要 特点。在 32位嵌入式处理器市场中，ARM 占有 78.6%的份额。而 TI 而占有 DSP 市场的绝大部分份额。通常的嵌入式系统设计中，由微控制器实现整个系统的 控制，由 DSP 来执行计算密集型操作，然后通过一定的手段实现微控制器与 DSP 之间的通

3、信和数据交换。因此，如何高效地设计控制器（ARM 与 DSP 之间的接口以满足嵌入式系统的实时性要求，在嵌入式系统设计中显得尤为重要。1 ARM CPU S3C44B0 的 特点ARM 是一款 32 位的精简指令集（RISC）处理器架构，以其高性能、低功 耗、低成本占有市场。由于 ARM 公司采用 IP 授权的方式经营，全球几乎所有的 大半导体公司都有基于 ARM 勺 SOCS片。S3C44B0X 是 SAMSUN（三星）公司一款基于 ARM7TDM 的 SOC 芯片。它 一方面具有 ARM 处理器的所有优点：低功耗、高性能；同时又具有非常丰富的 片上资源，非常适合嵌入式产品的开发。其特点如下

4、：采用 ARM7TDM 内核，I/O 电压 3.3V，内核电压 2.5V;内置锁相环（PLL），系统主频最高达 66MHz4种工作模式，可以实现电源管理以降低系统功耗； 8KB 的系统高速缓存（CACHE，极大地提高了系统运行速度；支持 8 个 MEMORY BAJN 最大外部存储空间达 256MB 并支持 SDRAM-内置彩色 LCD 控制器;2路异步串口（ UART ; 71 个通用 I/O 口；8通路模/数转换器（ADC ;实时时钟（RTC 和看门狗电路（WATCHDOG2 C54X DSP 及其 HPI 接口2.1 C54X DSP 的特点以高速、低功耗为特征的 C54X 系列 DSP

5、 采用先进的改进型哈佛结构，具有 分离的数据总线和程序总线，片内集成了ROM RAM 和多个外设，如通用 I/O口、定时器、时钟发生器、软件可编程等待状态发生器、可编程块切换逻辑、 串行口、直接存储器存取控制器（DMA 和与外部处理器通信用的主机接口（HPI）。2.2 C54X 的主机接口（ HPI）C54X 中的主机接口（ HPI）主要有三种：标准 8 位 HPI8 接口、增强型 8 位 HPI8接口和 16 位 HPI16 接口。其中 C542C549 内含标准型 HPI8; C5402 C5410 内含增强型 HPI8; C5410 以上为 HPI16; C5409 C5416 的 HP

6、I 可以由用 户设置为增强型HPI8 或 HPI16。增强型比标准型更优越之处主要在于：增强型 允许主机访问 DSP 内部的所有片内 RAM 而标准只能访问 RAM 区中指定的 2K 字。以 TMS320C541Q简称 C5416 包含的增强型 HPI8 接口为例，它与外部主 机或微处理器的连接具有单独的 8 根数据线 HDHD7 和 10 根控制器。主机主 动通过 HPI口访问 DSP 的内部 RAM 以及其它资源。除了对主机发中断（通过置 HPIC 寄存器的HINT 位， 可以使 HINT 线有效） 或清除主机发来的中断 （通过清 HPIC 寄存器的 DSPINT标志）需要 DSP 干涉外

7、，C541234下一页ARM CPU S3C44B（与 C54X DSP 的接口设计预览：摘要： 以 SAMSUN 公司的 ARMSO 芯片 S3C44B0 冷口 TI 公司的 TMS320C5416DSP为例，讲述了 ARM 与 DSP 的数据接口技术，并结出了硬件连接图和软件代码。关键词：ARMS3C44B0X 机接口（ HPI）TMS320C541 后 PC 时代，嵌入式产品逐 渐占领市场。而这些嵌入式产品的核心ARM CPU S3C44B（与 C54X DSP 的接口设计正文：16 几乎不用进行其他操作，片内的 DMAS道会自动辅助完成 RAM 区与 HPI 数据 寄存器的数据传输。主

8、机由 HCNTL0/1 线来选择 HPI 的某个控制寄存器，如表 1 所列。通过对这 4 个寄存器的访问，就可以在所设安全机制的允许范围下读 /写DSP 的所有或部分片内 RAM表 1 HCNTL0/1 的选择功能描述HCNTL1HCNTL0明 00 主机读/写 HPI 控制寄存器-HPIC。01主机以地址自动增的模式读 /写 HPI 数据锁存器 -HPID 。若为读操作，则 HPI 地 址寄存器 HPIA 自动读后增 1;若为写操作，则 HPIA 自动写后增 1。10 主机读/ 写 HPI 地址寄存器-HPIA， 该地址指向 C54X 的片内 RAM 11 主机读/写 HPI 数 据锁存器-

9、HPID，HPIA 不变。由于 DSP 最小的存储单位是字（16bit ），因此对于 HPI8,每个传递必须 要有 2个传递周期才能完成。HBIL 信号用于区分传递的字节是当前字的第一字 节还是第二字节。通过设置 HPIC 寄存器的 BOB 位，可以决定第一字节是这个字 的高字节还是低字节。2.3 时序图C54X HPI8 的时序如图 1 所示， 该时序可满足市场上大多数微控制器的时 序特片。因此，C54X 可以通过 HPI8 很方便地与微控制器接口， S3C44B0X&不 例外。3 S3C44B0X 与 C54X DSP 的接口设计3.1 硬件连线TMS320C541 与 S3C44

10、B0X 连接的接口电路如图 2 所示。由图 2 可见，C54X 通过 HPI8 与主机设备相连时，除了 8 位 HPI 数据总线及控制信号线外，不需要 附加其它的逻辑电路，非常方便。从 HPI 寄存器的编址方式可以看出，主机只需两根地址线（ A3 A2）便可 寻址到HPI 接口的所有控制寄存器、地址寄存器和数据寄存器。同时，将 HPI8 接口安排在S3C44B0X 的 BANK2（即地址范围 0X04000000 0X05FFFFFF，而且 S3C44B0X有内部译码器，直接产生片选信号 nGCS2 由于 C54X HPI8 是一个 8 位的并行端口，而 C5416 的内部结构为 16 位，因

11、而主机必须读/写两个连续 的 8 位字节，而且主机还应该提供 HBIL 信号指示当然传输的是第一字节还是第 二字节。在 S3C44B0X 中，可以直接使用址线 A1 来完成此功能：当向 A1=0 的地 址写入数据时，表示为第一字节;向 A1=1 的地址写入数据表示第二字节。另外，还有几个关键的控制信号线需要连接。一个就是HR/W 信号，由于S3C44B0XS 有此信号，使用地址线 A4 来代替。当 A4=1 时，代表读操作，反之 为写操作。在 HPI8 的操作中，所有的地址线和控制线在 HDS1/2 的下降沿采 样，用S3C44B0X 勺读/写信号 nOE 和 nWE 来完成此功能。由于 S3

12、C44B0）和 C5416 HPI 接口的控制逻辑不尽相同，需要使用其它的一 些信号线来进行模拟，此时要严格遵循 HPI 的读写时序（如图 1 所示）。3.2 软件设计由于主机接口（ HPI）传送 8 位数据字节，而 HPIC 寄存器（通常是S3C44B0X 首先要寻址的寄存器）是一个 16 位寄存器，在 S3C44B0）这一边可以 相同内容的高字节与低字节来管理 HPIC 寄存器（尽管某些位的寻址受到一定的 限制），在 C54X 这一边高位不用。当主机开始存取 DSP 的数据时，首先要执行以下两步操作： HPIC 寄存器的 BOB 位置 1 （高字节与低字节必须相同）。BOB 位为字节 选择

13、位。BOB 位置 1,表示第一字节为低字节。BOB 位影响数据和地址的传送。 只有主机可以修改这一位，C54X 寸它既不能读也不能写。将起始地址写入 HPIA 寄存器。此后可正常存取 DSP 内部 RAM 勺数据了。上一页 1234下一页ARM CPU S3C44B（与 C54X DSP 的接口设计预览：摘要： 以 SAMSUN 公司的 ARMSO 芯片 S3C44B0 冷口 TI 公司的 TMS320C5416DSP为例，讲述了 ARM 与 DSP 的数据接口技术，并结出了硬件连接图和软件代码。关键词：ARMS3C44B0X 机接口（ HPI）TMS320C541 后 PC 时代，嵌入式产品

14、逐 渐占领市场。而这些嵌入式产品的核心ARM CPU S3C44B（与 C54X DSP 的接口设计正文：结合硬件设计和 HPI 的操作步骤，便可以在 S3C44B0XE 编写程序实现 C5416 的数据通信。程序主要分为两个部分：一部分是地址及数据的定义；一部分是实现代 码。具体程序如下：#define HPI_BASE 0 x4000000/* HPIC reg */#defi ne HPIC_W_F *（UINT8*）（HPI_BASE+0 x0） 000 0 0#defi ne HPIC_W_S *（UINR8 *）（HPI_BASE +0 x2） /000 1 0#defi ne H

15、PIC_R_F *(UINT8 *) (HPI_BASE + 0 x10) /110 0 0#define HPIC_R_S *(UNIT8 *)(HPI_BASE+0 x12) /110 1 0/*define HPID_W_A_F *(UINT8 *)(HPI_BASE +0 x4) /001 0 0#define HPID_W_A_S * (UINT8 * )(HPI_BASE + 0 x6) /001 1 0#define HPID_R_A_F *(UINT8 *) (HPI_BASE+0 x14) /101 0 0#define HPID_R_A_S *(UINT8 *)(HPI_B

16、ASE + 0 x16) /101 1 0/* HPIA reg */#define HPIA_W_F *(UINT8 *)(HPI_BASE + 0 x8) /010 0 0#define HPIA_W_S *(UINT8 *)(HPI_BASE +0 xA) /010 1 0#define HPIA_R_F *(UINT8 *)(HPI_BASE +0 x18) /110 0 0#define HPIA_R_S *(UINT8 *)(HPI_BASE + 0 x1A) /110 1 0上述这些宏定义了 HPI8 接口寄存器的地址。对 S3C44B0X 来说，HPI8 占用其内存的 BANK2 即起始地址为 0X04000000 又由于 HPI8 的 HR/W 和 HBIL 信号 用S3C44B0X 勺地址线实现，因此对同一个寄存器而言，其读写地址不同。以下代码从 DSP 读出数据：UINT16 read_dsp (U I NT16 addr)INT16 i;INT8 j;set_