本文介紹了TI公司TMS320C5402芯片中的HPI接口在構(gòu)成某型雷達多處理機系統(tǒng)中的應(yīng)用,分析了HPI的優(yōu)越性以及構(gòu)成多機系統(tǒng)的硬件要求,詳細地介紹了HPI的特點及實現(xiàn)方法。
1 HPI主機接口構(gòu)成
TMS320C5402芯片的HPI接口分為HPI8(8位主機接口)和HPI16(16位主機接口)兩種,其應(yīng)用方式大同小異,這里主講HPI8。HPI8實際上是一個8位的并行端口,主機通過它可以直接訪問DSP片內(nèi)的一段RAM。在早期的DSP中,這段公用的RAM是一段2K字的雙口RAM(對于TMSVC5402則可以訪問所有的片內(nèi)RAM)。當主機和DSP同時訪問同一地址時,主機優(yōu)先。HPI8數(shù)據(jù)的傳輸必須以字節(jié)為單位。在DSP與主機傳送數(shù)據(jù)時,HPI能自動地將外部接口傳來連續(xù)的8位數(shù)組合成16位數(shù)后傳送給主機。
HPI主機由以下五個部分組成:
●HPI存儲器(DARAM)。HPI RAM主要用于DSP與主機之間傳送數(shù)據(jù),也可以用作通用的雙導(dǎo)址數(shù)據(jù)RAM或程序RAM。
●HPI地址寄存器(HPIA)。它只能由主機對直接訪問。該寄存器中存放著當前尋址的HPI存儲單元的地址。
●HPI數(shù)據(jù)鎖存器(HPID)。它也只能由主機對其直接訪問。如果當前進行讀操作,則HPID中存放的是要從HPI存儲器中讀出的數(shù)據(jù);如果當前進行寫操作,則HPID中存放的是將要寫到HPI存儲器的數(shù)據(jù)。
●HPI控制寄存器(HPIC)。DSP和主機都能對它直接訪問。
●HPI控制邏輯。用于處理HPI與主機之間的接口信號。
HPI的引腳在無主機訪問時呈高阻態(tài),因此可以直接掛在主機數(shù)據(jù)總線上,使得硬件電路特別簡單。
HPI引腳由以下幾部分組成:
?。?)HD0~HD7:雙向并行三態(tài)數(shù)據(jù)總線。
?。?)HCS:HPI片選信號。
?。?)HAS:地址選通信號,此信號用于主機的數(shù)據(jù)線和地址線復(fù)用的情況。
(4)HBIL:字節(jié)識別信號,用于識別主機傳送過來的是第一個字節(jié)還是第二個字節(jié)。
?。?)HCNTL0、HCNTL1:主機控制信號,用來選擇主機所要尋址的寄存器。
?。?)HDS1、HDS2:數(shù)據(jù)選通信號,在主機尋址HPI周期內(nèi)控制數(shù)據(jù)的傳送。
?。?)HINT:HPI中斷輸出信號,受HPIC中的HINT位控制。
(8)HRDY:HPI準備好端。
?。?)HR/W:HPI讀寫信號
(10)HPIENA:HPI允許信號,若系統(tǒng)選中HPI則將它連到高電平,否則懸空或接低電平。
主機訪問HPI的一個字包括兩個步驟:首先訪問第一個字節(jié),此時HBIL為0;然后訪問第二個字節(jié),此時HBIL為1;這兩步組成一個訪問單元。這個訪問單元不可被拆開或顛倒,不管當前訪問的是HPIA、HPIC還是HPID。
HPI有兩種工作方式:
●共用尋址方式(SAM),這是常用的操作方式。在SAM方式下,主機和DSP都能尋址HPI寄存器,異步工作的主機的尋址可以在HPI內(nèi)部得到同步。如果DSP與主機的周期發(fā)生沖突,主機有優(yōu)先權(quán)。
●僅主機尋址方式(HOM)。在HOM方式下,只能讓主機尋址HPI存儲器,DSP則處于復(fù)位狀態(tài)或最小功耗狀態(tài);
HPI支持DSP與主機之間數(shù)據(jù)的高速傳輸。在HOM方式下,主機可以更快的速度工作,且與DSP的時鐘頻率無關(guān)。
2 應(yīng)用系統(tǒng)及結(jié)果
滑窗算法是數(shù)字信號處理中一種常用的基本算法,在通信、雷達、電子對抗、參數(shù)估計、信號識別中有著廣泛的應(yīng)用?;八惴ǖ男再|(zhì)限制了它的用途,高速DSP芯片的出現(xiàn)才擴大了它的實際應(yīng)用。本文利用兩片TI公司的高速DSP芯片TMS320C5402,應(yīng)用其HPI接口并行實現(xiàn)多種滑窗算法,滿足了某雷達系統(tǒng)解模糊的實時需要。整個系統(tǒng)的基本框圖如圖1所示。
HPI在雙處理器中的應(yīng)用原理圖如圖2所示。在本方案中,將不用的信號如HAS、HPIENA、HDS2接高,而HRDY懸空。由上面的分析可以很容易地得到HPI操作控制線占用的I/O端口,詳細的分配情況見表1。
表1 HPI操作占用的I/O端口分配圖
訪問方式 |
讀 寫 訪 問 |
|
第一字節(jié)對應(yīng)端口地址 | 第二字節(jié)對應(yīng)端口地址 | |
HPIC | 0h | 020h |
HPIA | 080h | 0A0h |
HPID(地址自增) | 040h | 060h |
HPID(無地址自增) | 0C0h | 0E0h |
當對HPIC進行訪問時(將一個十六位的數(shù)據(jù)送到HPIC中),首先將低八位數(shù)據(jù)送到端口地址為0h的I/O空間,然后將高八位送到端口地址為020h的I/O空間。HPID、HPIA的訪問方式與之相同。下面是HPI接口初始化程序的部分代碼;
PORTW *AR0,0h
LD *AR0,*-8,a
STL A,*AR0
PORTW *AR0,020h
代碼說明:AR0中存放的是要發(fā)送數(shù)據(jù)的地址,這一段程序?qū)⒁粋€16位的數(shù)據(jù)送到HPIC中。
參照上述步驟可以方便地通過HPI將DSP與FPGA、DSP和單片機等其它主機相連如圖3所示。
大量仿真與實測數(shù)據(jù)表明,各項指標均滿足設(shè)計要求。該系統(tǒng)已在某雷達系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。