基于DSP/ARM的双核系统的通信接口设计

作者：时间：2012-05-03来源：网络收藏

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/257539.htm

DSP部分通过提供完整的HPI驱动程序(DSP部分)及通信协议,通过增加相应数据处理程控制算法程序,利用HPI并行接口与主机ARM通信进行数据交换,可用于各种实时处理,控制领域。

此外,DSP和ARM可以各自作为独立的系统使用,它们均有完整的子系统软件。子系统之间联系的核心是DSP器件本身带有的HPI接口。

（1） DSP的HPI口介绍

HPI是TMS320C54X等芯片提供的一种并行端口,专门用于DSP和外部主机并行通信。HPI接口有标准HPI接口和增强型HPI接口。对于C5416和C5420DSP器件,它们的主机接口为增强型主机接口。标准HPI接口是一个8位总线接口,通过2个8位字节组合在一起形成1个16 字。增强型HPI接口分8位和16位两种。8位增强型主机接口和标准HPI接口操作时序一样,主要区别在于标准型只能访问2 KB专用RAM,而增强型可以访问DSP的整个RAM区。16位增强型HPI接口采用16位总线,只要一个主机操作就能完成访问操作。

（2） HPI硬件连线

HMS30C7202与TMS320C5416接口电路如图3所示。系统将HPI接口所有控制寄存器、地址寄存器、数据寄存器统一编址,映射到HMS30C7202物理地址0X0C000000开始的I/O内存空间。

利用地址线RA[3:0]产生HPI访问所需的控制信号。A0与A1决定访问寄存器类型。A2决定访问的是第一个字节还是第二个字节：A2＝0 时,表示写入的数据为第一个字节;A2＝1时,表示写入的数据为第二个字节。在HPI－8中所有地址线和控制线是在HDS1和HDS2的下降沿采样,而不是由HR/W决定,因此HR/W通过地址线A3表示当前操作是读还是写,而数据锁存信号由nRCS3和nRW0相与后共同产生。KSCAN[2]设置为 HMS30C7202的PORTA中断输入脚,DSP通过中断方式与Linux底层HPI驱动程序通信。

3 ARM和DSP的通信接口驱动程序设计

Linux是Unix操作系统的一种变种。在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统,但它和DOS或Window 环境下的驱动程序有很大的区别。Linux驱动程序可以编译进内核,也可以模块形式动态地加入和卸载。Linux的这种特点可根据目标系统裁减内核,更适合于嵌入式系统。

（1） Linux驱动程序基本原理

在Linux中所有设备分为字符设备、块设备和网络设备三种,所有设备都看成普通文件,因此可以通过用操纵普通文件相同的系统调用来打开、关闭、读取和写入设备。系统中每个设备都用一种设备特殊文件来表示。

在Linux中,设备驱动程序是一组相关函数的集合。它包含设备服务子程序和中断处理程序,每个设备服务子程序只处理一种设备或者紧密相关的设备。其目的就是从与设备无关的软件中接受抽象的命令并执行。当执行一条请求时,具体操作是根据控制器驱动程序提供的接口,并利用中断机制去调用中断服务子程序配合设备来完成这个请求。设备程序利用结构file_operations与文件系统联系起来。在Linux下驱动程序装载如图4所示。

（2） HPI驱动程序

HPI接口可用I/O端口方式,也可以用I/O存取方式。系统平台采用I/O存取方式,将HPI访问控制寄存器、数据寄存器、地址寄存器,映射到内存物理地址为0X0C000000开始的空间,通过访问存储器指令对HPI进行操作。HPI具体物理地址定义如下：

#defineHPI_BASE0X0C000000//HPI基地址
#define HPD_READ_LOWHPI_BASE+0X0012
//读数据寄存器第一字节 ?
#define HPA_WRITE_HIGHHPI_BASE+0X000C
//写地址寄存器第二字节

在Linux下,类似Windows,程序不能直接访问物理地址。设备驱动程序是内核的一部分,它像内核中其他代码一样运行在内核模式,驱动程序如果出错就会使系统受到严重破坏,因此需要将物理地址映射到内核空间。在Linux下通过virtul_address=(u32)ioremap (HPI_BASE,HPI_LENGTH)实现。驱动程序主要结构如下：

struct file_operations hpi_fops={
owner:THIS_MODULE,
read: hpi_read,
write: hpi_write,
poll : hpi_poll,
open: hpi_open,
release: hpi_release,
};

HPI通信协议采用帧结构,由于增强型HPI接口允许访问DSP内部RAM所有空间,系统通信在DSP内部分配2 K字(16位)作为帧缓冲区,读写各1 K字,协议采用一位滑动窗口协议。帧格式如表1所列。