摘 要 通過對TI公司TMS320C5000系列DSP HPI總線和PC104總線時序的分析，以VHDL語言為工具，使用Altera的FPGA芯片EP1K50，設(shè)計完成PCI04總線和DSP HPI總線之間的通信接口，并在一款以TMS320VC5409DSP為數(shù)據(jù)采集處理器、研華嵌入式工控主板PCM-5825為系統(tǒng)主板組成的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)申得到了運用；給出與整個接口設(shè)計相關(guān)的VHDL源代碼和在PCM-5825上驗證接口設(shè)計的X86匯編語言程序。
　　關(guān)鍵詞 DSP HPI PC104總線 FPGA VHDL源代碼
　　在一款嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計中，采用TMS320VC5409 DSP作為對多路信號的采集與預(yù)處理，處理后的數(shù)據(jù)送至12.7 Cm（5in）的工控計算機(jī)中進(jìn)行分析與保存。因為工控機(jī)的總線為PC104，因此需要設(shè)計PC104與DSP之間的通信接口。系統(tǒng)中以Altera公司的一片F(xiàn)PGA芯片EPlK50來對該接口和數(shù)據(jù)采集過程中的邏輯控制與FIFO進(jìn)行設(shè)計。下面主要闡述該通信接口的設(shè)計。
　　1 DSP的HP0接口
　　TMS320VC5409 DSP的HPI是一個8位的并行接口，主要用來與主設(shè)備或主處理器接口。DSP內(nèi)部有一定數(shù)量的雙訪問RAM，除了DSP本身可以訪問該RAM區(qū)域外，主機(jī)也可以通過HPI口實現(xiàn)對雙訪問RAM的訪問，從而實現(xiàn)主機(jī)與DSP的通信。
　　HPI接口通過HPI控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA、數(shù)據(jù)寄存器HPID等3個HPI寄存器進(jìn)行控制和實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。這3個寄存器都是16位的，因此主機(jī)訪問這些寄存器時需要分兩次操作才能完成。
　　HPIC只有4位用于控制HPI的操作，這4位分別位于高字節(jié)和低字節(jié)的低4位，并規(guī)定HPIC的高低字節(jié)必須相同：
　　Bit0／8（BOB）一一用于字節(jié)順序控制，BOB=1表示第1個字節(jié)為低字節(jié)，否則第1個字節(jié)為高字節(jié)；
　　Bitl／9（SMOD）一一訪問模式控制，SMOD=l表示共享訪問模式（SAM），否則為主機(jī)訪問模式（HOM）；
　　Bit2／10（DSPINT）一一主機(jī)通過將該位寫l來向DSP發(fā)送1次HPI中斷；
　　Bit3／11（H1NT）一一DSP通過向該位置l，使外部引腳HINT產(chǎn)生一個低電子作為給主機(jī)的中斷，中斷的清除必須由主機(jī)向該位寫l來清除。
　　HPID是數(shù)據(jù)寄存器，主機(jī)通過讀寫該寄存器來實現(xiàn)對共享RAM的讀寫，RAM的地址則由HPIA地址寄存器的內(nèi)容來決定。因此，主機(jī)對DSP的訪問過程是，先往HPI地址寄存器HPIA寫入欲訪問的地址，然后再對數(shù)據(jù)寄存器HPID進(jìn)行讀或?qū)懺L問。
　　HPI接口信號包括：
　　HAS一一輸入，地址鎖存信號，可連接到高電平；
　　HBIL一一輸入，字節(jié)識別信號，用來識別傳輸?shù)氖歉唠娖竭€是低電平；
　　HCNTL［1..0］一一輸入，HPI寄存器的訪問地址信號，主機(jī)用來選擇訪問的HPI寄存器。如表l所列；
　　
　　HCS一一輸入，HPI片選信號，低電平有效；
　　HD［7..0］一一雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線；
　　HDS1/HDS2一一數(shù)據(jù)輸入選通信號，可將其中一個接低電平，另一個接邏輯控制；
　　HINT一一輸出，給主機(jī)的中斷信號，由HPIC寄存器的HINT位控制；
　　HRDY一一輸出，HPI準(zhǔn)備好，高電子有效；
　　HR／W一一輸入，讀寫控制信號，高電子表示主機(jī)進(jìn)行讀操作，低電子表示主機(jī)進(jìn)行寫操作。
　　HPI的訪問時序如圖l所示。如前所述，訪問寄存器時需要分兩次操作才能完成。