《電子技術(shù)應(yīng)用》
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關(guān)于HPI主機接口在多處理器系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要: 本本文介紹了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。
Abstract:
Key words :

  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。

應(yīng)用系統(tǒng)的基本框圖

  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:

  (1)HD0~HD7:雙向并行三態(tài)數(shù)據(jù)總線。

  (2)HCS:HPI片選信號。

  (3)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)。

  (5)HCNTL0、HCNTL1:主機控制信號,用來選擇主機所要尋址的寄存器。

  (6)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。

  (7)HINT:HPI中斷輸出信號,受HPIC中的HINT位控制。

  (8)HRDY:HPI準備好端。

  (9)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)。

HPI在雙處理器中的應(yīng)用原理圖

  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。滑窗算法的性質(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
       訪問對象

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。

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