原创 HPI主从机接口

HPI主机接口构成

　　TMS320C5402芯片的HPI接口分为HPI8（8位主机接口）和HPI16（16位主机接口）两种，其应用方式大同小异，限于篇幅本文主要介绍HPI8。HPI8实际上是一个8位的并行端口，主机通过它可以直接访问DSP片内的一段RAM。在早期的DSP中，这段公用的RAM是一段2K字的双口RAM（对于TMSVC5402则可以访问所有的片内RAM）。当主机和DSP同时访问同一地址时，主机优先。由于TI的DSP芯片都是16位的，而HPI8只有8根数据线，所以数据的传输必须以字节为单位。在DSP与主机传送数据时，HPI能自动地将外部接口传来连续的8位数组合成16位数后传送给主机。

　　HPI主机由以下五个部分组成：

　　·HPI存储器（DARAM）。HPI RAM主要用于DSP与主机之间传送数据，也可以用作通用的双导址数据RAM或程序RAM。

　　·HPI地址寄存器（HPIA）。它只能由主机对直接访问。该寄存器中存放着当前寻址的HPI存储单元的地址。

　　·HPI数据锁存器（HPID）。它也只能由主机对其直接访问。如果当前进行读操作，则HPID中存放的是要从HPI存储器中读出的数据；如果当前进行写操作，则HPID中存放的是将要写到HPI存储器的数据。

　　·HPI控制寄存器（HPIC）。DSP和主机都能对它直接访问。

　　·HPI控制逻辑。用于处理HPI与主机之间的接口信号。

　　HPI控制寄存器（HPIC）对HPI的工作模式进行控制，HPIC必须在进行HPI访问前由主机初始化。当主机要随机访问HPI RAM时，必须先发送一个地址到HPIA（HPI地址寄存器），然后访问该地址所指向的RAM单元。当主机需要连续访问一段HPI RAM中，则需要发送该段首地址到HPIA，然后以地址自增的方式访问。这时候主机每访问完一个存储单元后HPIA自动指向下一个单元。主机可以通过置位HPIC中的DSPINT位来中断DSP芯片，DSP芯片也可以通过置位HPIC中的HINT位来中断主机，此时HPI的引脚HINT被置位低电平，从而向主机发出中断请求。主机可以通过置位HINT来屏蔽此中断。HPI的数据、控制引脚都是专用的，它保证了HPI和DSP操作的并行性。HPI的引脚在无主机访问时呈高阻态，因此可以直接挂在主机数据总线上，使得硬件电路特别简单。

　　HPI引脚由以下几部分组成：

　　（1）HD0～HD7：双向并行三态数据总线。当不传送数据（HDSx或HCS=1）或EMU1/OFF=0时，HD0～HD7均处于高阻态。

　　（2）HCS：HPI片选信号。作为HPI的使能输入端，在每次寻址期间必须为低电平，而在两次寻址之间也可以停留在低电平。

　　（3）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。

　　（4）HBIL：字节识别信号，用于识别主机传送过来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。

　　（5）HCNTL0、HCNTL1：主机控制信号，用来选择主机所要寻址的寄存器。当HCNTL1/HENTL0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。

　　（6）HDS1、HDS2：数据选通信号，在主机寻址HPI周期内控制数据的传送。

　　（7）HINT：HPI中断输出信号，受HPIC中的HINT位控制。

　　（8）HRDY：HPI准备好端。高电平表示HPI已准备好执行一次数据传送；低电平表示HPI正忙于完成当前事务，用于连续高速主机。

　　（9）HR/W：HPI读写信号。高电平表示主机要读HPI，低电平表示写HPI。

　　（10）HPIENA：HPI允许信号，若系统选中HPI则将它连到高电平，否则悬空或接低电平。

　　主机访问HPI的一个字包括两个步骤：首先访问第一个字节，此时HBIL为0；然后访问第二个字节，此时HBIL为1；这两步组成一个访问单元。这个访问单元不可被拆开或颠倒，不管当前访问的是HPIA、HPIC还是HPID。

　　HPI有两种工作方式：

　　·共用寻址方式（SAM），这是常用的操作方式。在SAM方式下，主机和DSP都能寻址HPI寄存器，异步工作的主机的寻址可以在HPI内部得到同步。如果DSP与主机的周期发生冲突，主机有优先权。

　　·仅主机寻址方式（HOM）。在HOM方式下，只能让主机寻址HPI存储器，DSP则处于复位状态或所有内部和外部时钟都停止的IDLE2空转状态（最小功耗状态）；

　　HPI支持DSP与主机之间数据的高速传输。在SAM工作方式，若HPI每5个时钟周期传送一个字节，主机的运行频率可达（fdsp×n）/5。其中fdsp是DSP的时钟频率，n是主机进行一次外部寻址所需的周期数，通常n为3（或4）。假定DSP的运行频率为100MHz，主机的时钟频率可达60（或80）MHz，且不需插入等待周期。而在HOM方式下，主机可以更快的速度工作，且与DSP的时钟频率无关。