基于TMS320C6000的DSP擴展總線接口設(shè)計

摘要 設(shè)計了一種基于TI公司TMS320C6000系列DSP的擴展總線接口。介紹了C6000 DSP的擴展接口組成及其工作模式，給出了一種兩片DSP之間利用擴展總線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐吩O(shè)計方案，以及軟件流程框圖。該接口電路設(shè)計和軟件實現(xiàn)簡單，工作在異步L／O模式下，傳輸速率可達3．2 Gbit·s-1，可顯著提高DSP的數(shù)據(jù)吞吐量。
關(guān)鍵詞 TMS320C6000；DSP；擴展總線；接口設(shè)計

    隨著DSP性能的提高和成本的大幅下降，DSP應用范圍不斷擴大，包括雷達信號處理、通信信號處理、語音識別和自動控制等領(lǐng)域。在這些應用領(lǐng)域內(nèi)，大運算量和高吞吐量的需求對DSP的工作時鐘和外設(shè)接口的速率提出了更高的要求。為此，各DSP廠家都提供了大量的外設(shè)接口，以滿足用戶對接口的需求。文中針對TI公司的TMS320C6000系列DSP介紹了其擴展總線的接口設(shè)計。介紹了擴展總線基本組成及其工作模式，給出了一種擴展總線的接口設(shè)計電路和軟件設(shè)計流程。

1 TMS320C6000擴展總線簡介
    TMS320C6000系列DSP最高可以單周期執(zhí)行8條32位指令，內(nèi)核CPU包括兩個32位通用寄存器組A和寄存器組B，8個功能單元。C6000系列DSP的主要外設(shè)接口包括DMA控制器、EDMA控制器(C64x)、主機口(HPI)、擴展總線接口(XBUS)、外部存儲器接口(EMIF)、多通道緩沖串口(McBSP)和定時器等。
    其中擴展總線寬度為32位，提供了與不同類型的異步外設(shè)、異步或同步FIFO、PCI橋接芯片和其他外部主機。圖1為擴展總線(XBUS)的功能框圖。

    擴展總線(XBUS)提供了一種靈活的總線仲裁機制，用兩個信號來完成仲裁：XHOLD和XHOLDA。XBUS有兩個主要的工作模式：I／O口和主機接口。
    I／O口模式下又分為異步I／O模式和同步FIFO模式。對XBUS的4個XCE空間來說，這些模式都是可選的。第一種模式(異步I／O模式)提供了輸出選通信號，在這種模式下可以進行靈活地編程操作，和對外部存儲器接口(EMIF)的異步信號操作類似。XBUS接口提供了4個輸出地址信號，通過譯碼操作以后，每個XCE空間最多可以連接16個外圍器件。在FIFO模式下，可對一個FIFO進行同步讀操作，或者最多4個同步寫FIFO操作。XBUS I／O口和DSP存儲器的數(shù)據(jù)交互通過DMA控制器完成。
    XBUS的第二種工作模式是主機口。這個接口也可以工作在兩種模式下：同步主機口模式和異步主機口模式。同步主機口模式支持主／從操作，并且還有復用的地址和數(shù)據(jù)信號。異步主機口模式只支持從模式，與C6201／C6211／C6701／C6711的HPI口類似，但是數(shù)據(jù)寬度是32位。

2 電路設(shè)計
    文中結(jié)合某項目，設(shè)計了一個擴展總線的實例，兩片C6000 DSP通過擴展總線進行數(shù)據(jù)傳輸，其中DSP0工作在異步I／O模式下，DSP1工作在異步主機口模式下，DSP0通過擴展總線把數(shù)據(jù)傳送到擴展總線DSP1上。設(shè)計的電路連接圖如圖2所示。

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3 軟件設(shè)計
    硬件電路配置好以后，在軟件設(shè)計的發(fā)送端(DSP0)的軟件流程如圖3所示。

    流程圖中，需要注意程序中DMA方式不能換成CPU方式進行數(shù)據(jù)傳輸，因為對擴展總線的異步I／O口工作模式，只能使用DMA完成。第一次傳送的數(shù)據(jù)實際上是發(fā)送端DSP的一個地址，這個地址的含義是后續(xù)的DMA要存數(shù)的起始地址。在第一個DMA操作中，DMA的地址中的最后3位，必須要設(shè)置成“100(b)”，因為按照硬件連接，這樣可以保證發(fā)送端(DSP0)的XA2為1，接收端(DSP1)的XCNTL為1，才能保證發(fā)送端(DSP0)對接收端(DSP1)的XBISA寄存器進行訪問。
    在第二個DMA中，DMA的地址中的最后3位必須要設(shè)計成“000(b)”，這樣發(fā)送端(DSP0)的XA2為0，根據(jù)硬件連接可以知道此時接收端(DSP 1)的XCNTL為0，才能保證發(fā)送端(DSP0)對接收端(DSP1)的XBD寄存器進行寫操作，從而完成數(shù)據(jù)傳輸過程。在接收端(DSP1)只需到相應地址去讀取數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語
    介紹了TI公司TMS320C6000系列DSP的擴展總線，設(shè)計了一種基于擴展總線接口的兩片C6000 DSP的數(shù)據(jù)傳輸方案，給出了硬件連接框圖和軟件流程。