DSP与PC机的PCI总线高速数据传输

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摘要：介绍了ＴＩ公司的高性能浮点式数字信号处理芯片ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的接口信号及控制寄存器，并在此基础上，指出了该ＤＳＰ通过ＰＣＩ总线与ＰＣ机进行高速数据传输的实现方法，同时给出了ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３和ＰＣ机通过ＰＣＩ９０５２总线接口芯片实现接口的硬件原理图。

    关键词：DSP； 数据传输；TMS320C6713 PCI9052

ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３是ＴＩ公司在ＴＭＳ３２０Ｃ６７１１的基础上推出的Ｃ６０００系列新一代浮点ＤＳＰ芯片，它是目前为止Ｃ６０００系列ＤＳＰ芯片中性能最高的一种。ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３可在２５５ＭＨｚ的时钟频率下实现１８００ＭＩＰＳ／１３５０ＭＦＬＯＰＳ的定点和浮点运算，因而可极大地满足通信、雷达、数字电视等高科技领域对信号处理实时性的要求。同时其主机口（ＨＰＩ）可灵活地和ＰＣＩ总线控制器相连接。而ＰＣ机则可通过ＰＣＩ总线控制器直接访问ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的存储空间和外围设备，从而实现ＰＣ机与ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３之间的高速数据传输。

在ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ ＤＳＰ与ＰＣ机实现高速数据传输的方案中，可选用ＰＬＸ公司的ＰＣＩ９０５２作为两者之间的接口；同时选用ＰＬＸ公司的ＮＭ９３ＣＳ４６作为加载ＰＣＩ９０５２配置信息的串行ＥＥＰＲＯＭ；而用ＴＩ公司的ＳＮ７４ＣＢＴＤ３３８４作为 ＰＣＩ９０５２与ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ＨＰＩ之间的电平转换芯片。

１　ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的ＨＰＩ简介

１．１ ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ ＨＰＩ的接口信号javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的ＨＰＩ是一个１６位宽的并行端口。主机（上位机）掌管着该端口的主控权，可通过ＨＰＩ直接访问ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的存储空间和外围设备。表１给出了ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ＨＰＩ接口信号的基本特征。下面对它们的具体工作方式进行说明：

ＨＤ[１５：０]：可以用作数据和地址的共用总线，通过ＨＤ[１５：０]传送的数据包括控制寄存器的设置值、初始化的访问地址以及要传输的数据。

ＨＣＮＴＬ[１：０]：用于控制当前访问的是ＨＰＩ的哪一个寄存器，该信号同时还提供了一个对ＨＰＩ数据寄存器（ＨＰＩＤ）进行地址自增的访问方式。在该方式下，主机会连续地访问一个线性存储区域，而无需反复向ＨＰＩＡ写入需要的地址。表２给出了ＨＣＮＴＬ[１：０]控制信号的功能。

ＨＨＷＩＬ信号：用于表明并区分ＨＤ[１５：０]上传输的是３２位数据中的高１６位还是低１６位。由于ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３芯片结构决定了它与主机间所有的数据交换都是３２位，而ＨＰＩ端口为１６位，所以每次数据访问都需要进行两次存取，而由ＨＰＩ自动将ＨＤ[１５：０]上连续的两个１６位数据合成３２位，当然，也可以用其进行反向分解。

ＨＡＳ信号：用于复用地址数据总线的主机。它可使ＨＣＮＴＬ、ＨＨＷＩＬ和ＨＲ／Ｗ信号在一个存取周期中快速地实现状态转换。对于地址数据复用的总线来说，也可以为数据／地址的切换留出更多的时间。

ＨＣＳ、ＨＤＳ１和ＨＤＳ２信号：这三种信号可在片内组合为一个低有效的ＨＳＴＲＯＢＥ信号，如图１所示。其作用是,在读取时，在ＨＳＴＲＯＢＥ信号的下降沿锁存输入的ＨＰＩ控制信号，包括ＨＨＷＩＬ、ＨＲ／Ｗ和ＨＣ-ＮＴＬ[１：０]；而在写入时，其下降沿和读取时作用相同，其上升沿则锁存写入的数据。

ＨＲＤＹ信号：用于表明ＨＰＩ是否已准备好传输数据，其作用是在接口时序上插入等待状态。如果前一次ＨＰＩ的访问尚未完成，那么当前访问的第一个半字的存取需要等待，此时，ＨＰＩ会置ＨＲＤＹ信号为高。

表1 HPI接口信号描述

信  号	管  脚  号	管 脚 数	信  号  功  能
HD[15:1]	从低到高依次为147、152、155、154、156、159、161、164、165、166、167、168、172、173、174	16	数据/地址总线
HCNTL[1:0]	从低到高依次是146、144	2	HPI访问类型控制
HHWIL	139	1	确认半字（16位）输入
HAS	135	1	对复用地址数据总线的主机区分地址和数据
HR/W	143	1	读/写选择
HCS	145	1	输入数据选通
HDS1/HDS2	从低到高依次是152、151	2	输入数据选通
HRDY	140	1	访问HPI状态准备好
HINT	139	1	向主机发出的中断信号

表2 HCNTL[1:0]控制信号的功能

HCNTL1	HCNTL0	功    能
0	0	主机可以对HPI的控制寄存器HPIC进行读写
0	1	主机可以对HPI地址寄存器HPIA的进行读写
1	0	主机可以对HPID的数据寄存器进行读写操作，此时HPIA采用以字为单位的地址自增方式
1	1	主机可以对HPID的数据寄存器进行读写操作，但此时HPIA不受影响

１．２ ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ ＨＰＩ的控制寄存器

在ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３ ＨＰＩ中，可利用三个寄存器来完成主设备和ＣＰＵ的通信，它们是ＨＰＩ数据寄存器（ＨＰＩＤ）、ＨＰＩ地址寄存器（ＨＰＩＡ）和ＨＰＩ控制寄存器（ＨＰＩＣ）。主机可对这三个寄存器进行读写，而ＣＰＵ只能对ＨＰＩＣ进行访问。ＨＰＩＤ中存放的是主机从存储空间中读取的数据，或者是主机向ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３的存储空间中写入的数据。ＨＰＩＡ中存放的是主机访问ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３存储空间的地址，其

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