多端口存储器在多机系统中的应用

rx1: splk #0020h,60h

out 60h,wsgr ;设置等待状态寄存器，指令周期为50ns；而IDT7132选用55ns，则需插入1个等待状态

splk #0000h,dn-sig ;向下行信令字单元写入00h（dn-sig表示下行信令字单元），通知MCU需要接收上行的语音数据

call int0gr ;向右端MCU发中断

reply:in 70h,iosr

bit 70h,12 ；检测IO3

bcnd reply,ntc ；IO3为低，返回reply，继续检测

lacl up-sig ；读上行信令字单元（up-sig表示下行信令字单元）到累加器中

sacl 70hjavascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

bit 70h,15

bcnd rx2,tc ；若为01H，表示MCU没有准备好，跳之与另一MCU通信rx2处；为00H，表示允许采集数据

mar *,ar1

lar ar1,#data-buf ;将目的数据块首地址存入ar1辅助寄存器

rpt #data-size ;重复下一条指令（data-size+1）次

bldd #up-data,*+

splk #0000h,dn-sig ;向下行信令字单元写入01h，表示采集数据结束，让出双口RAM上行数据区的使用权

call int0gr ；向右端MCU发中断

b rx2

RPT和BLDD是TMS320F206的高级指令，充分体现了DSP的流水线特点。RPT没有时间开销，它使下一条指令重复执行；BLDD是数据存储器间块移动指令，源和目的块不一定都要在片内或片外。当RPT和BLDD一起使用时，中断应该禁止，而且一旦流水线启动，BLDD就变成了单周期指令，如上述程序，DSP采集100Byte的数据，指令周期为50ns，一个等待状态周期则仅需50ns×2×100=10000ns=10μs，充分节省了采集时间，使DSP将更多的时间投入到算法中。

以下是产生中断子程序：

int0gr：in 70h,iosr ;读IO状态寄存器到70H单元中

lacl 70h

and #0fffbh

sacl 71h

out 71h,iosr;置IO2为低电平，下跳变触发INT0中断

call wait1 ；延时，低电平的持续时间需满足MCU接收中断的要求

lacl 70hjavascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

or #0004h

sacl 71h

out 71h,iosr ;恢复IO2为高电平

ret

三、FIFO的双向扩展和语音数据交换系统

用DSP实现语音压缩和解压算法得到了广泛的应用。例如，用TMS320LC549可以实现基于G.723.1压缩算法的全双工语音编解码器。G.723.1语音解码器可将输入的PCM编码压缩为6.3和5.3Kbps的语音数据，压缩出的语音数据是每30ms突发输出一帧。比如，6.3Kbps的速率，编解码器每30ms输出24Byte压缩语音帧（包括信令数据），同样，编解码器每30ms突发接收24Byte语音数据解压，输出PCM编码。为了实现语音数据的全双工实时交换，可采用双向FIFO设计交换系统。下面，以1片AT89C51（简称MCU）与2片TMS320LC549（简称DSP）实现语音数据双向交换为例，介绍FIFO的具体应用。其中DSP用于语音数据的压缩解压；MCU用于转发语音数据流和监控；FIFO用于CPU之间的数据缓冲。

首先，用2片单向FIFO IDT7202扩展为双向FIFO（也可使用专用的双向FIFO），如图6所示可以在A和B系统之间实现双向通信。

图7为语音双向交换的原理简图（图中未给出模拟话路和PCM编解码器等）。MCU分别通过两个双向FIFO与相应的DSP实现语音数据交换。MCU对双向FIFO的选通控制采用一片16V8GAL电路。DSP压缩完一帧用中断通知MCU取压缩的语音数据。

MCU在中断服务程序中接收压缩语音。图8给出了MCU的中断服务程序。如图8所吉，MCU分别在两个对等的中断服务程序中，从上行的FIFO接收上行的语音数据，然后转发给另一个下行的FIFO。DSP检测下行FIFO的空标志。若为空间，则从下行的FIFO中接收需要解压的语音数据，并对语音数据包解压回放。javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

由上可以看出，利用FIFO实现多机接口，硬件和通信流程简单，并且在实际的调试中，本系统的语音数据得到实时交换，没有出现语音帧丢失的情况，语音延时符合要求，可以实现全双工通信。

结束语

本文介绍了以双口RAM和FIFO为例，利用多端口存储器设计多机系统。现对双口RA几FIFO比较如下：（1）FIFO的仲裁控制简单，但其容量不如双口RAM。由于先进先出的特点，特别适合数据缓冲和突发传送数据。某些芯片的内部就集成小容量FIFO，例如，DSP的同步串口就集成两个FIFO，用于接收和发送数据缓冲。双口RAM的仲裁逻辑比FIFO复杂，但其容量较大。由于存储数据完全共享，适用于双机系统的全局存储器和大容量数据存储共享，例如大容量磁盘的数据缓存可采用双口RAM。（2）FIFO只给外部提供一个读和一个写信号，因此CPU用一个I/O地址便可读或写FIFO，使硬件趋于简单，给编程也带来一些方便，但CPU不能对FIFO内部的存储器进行寻址。双口RAM由于有两套地址线，使硬件较FIFO复杂，但允许CPU访问内部存储单元，因此CPU之间可以自己定主和分配数据块以及数据单元，使软件设计更加灵活。

在异种机系统设计中，利用双口RAM和FIFO能够实时、快速、灵活和方便地进行相互通信，得到满意的效果。