基于FPGA与ADSP TS201的总线接口设计方案

2 FPGA设计

由于DSP的协议是相对固定的，FPGA只需按照协议进行设计即可，下面以DSP访问FPGA内部寄存器为例详细介绍。笔者建议采用同步设计，主要信号、输出信号都由时钟沿驱动，可以有效避免毛刺。

为了使所设计的模块通用化，可设流水深度、数据总线位宽、寄存器位宽、寄存器地址可设。笔者建议采用参数化设计，使用参数传递语言GENERIC将参数传递给实体，在实体内部使用外if…else结构，这样在一个程序中可以包含各种情况，但不会增加逻辑的使用量。下面以个别情况为例，详细介绍。 function ImgZoom(Id)//重新设置图片大小 防止撑破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w

2．1 32位数据总线，32位寄存器，写操作

前面提过，DSP采用流水协议写FPGA时，流水深度固定为1，FPGA在前一时钟沿采到地址、WRx信号有效，在下一时钟沿就锁存数据，如图3所示，FPGA在时钟沿1采到地址总线上的地址与寄存器地址一致，WRx信号为低，写标志信号S_W_FLAG置高，由于采用同步设计，FPGA只有在时钟沿2才能采到S_W_FLAG为高，一旦采到S_W_FLAG为高，FPGA就锁存数据总线上的数据，即在时钟沿2锁存数据。

2．2 32位数据总线，32位寄存器，读操作

与写寄存器不一样，读寄存器时流水深度在1到4之间可设，需要注意的是，为避免总线冲突，DSP不读时，FPGA数据总线应保持三态。

如果流水深度设置为1，FPGA在前一时钟沿采到地址、RD信号有效，应确保在下一时钟沿数据已经稳定的出现在数据总线上，否则DSP不能正确读取数据，如图3所示，在时钟沿1采到地址总线上的地址与寄存器地址一致，RD信号为低，驱动数据总线，在时钟沿2数据已稳定出现在数据总线上，DSP可以读取。

如果流水深度设置为2，FPGA在前一时钟沿采到地址、RD信号有效，应确保隔一时钟周期后，数据稳定的出现在数据总线上，这样就像写操作一样，需要加一个标志，当条件满足，标志为高，一旦标志为高，输出数据，如图4所示。

综上所述，流水深度加深一级，FPGA就晚一个时钟周期驱动数据总线。可以看出，虽然流水深度在1~4之间可设，但是总能保证一个时钟周期传输一个数据。 function ImgZoom(Id)//重新设置图片大小 防止撑破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w

2．3 32位数据总线，64位寄存器

前面提到，突发流水协议与普通流水协议数据传输机制是一样的，只是多了一个指示信号BRST，当写操作时，FPGA如果在前一时钟沿采到地址、WRx、BRST信号有效，在下一时钟沿就锁存数据到寄存器低位，而如果在前一时钟沿采到地址、WRL有效，而BRST信号无效，在下一时钟沿就锁存数据到寄存器高位。同样，当读操作时，FPGA如果采到地址、RD、BRST信号有效，就将寄存器低位驱动到数据总线上，而如果采到地址、RD有效，BRST而信号无效，就将寄存器高位驱动到数据总线上，具体在哪个时钟沿驱动，由流水深度决定。

3 DSP设置

ADSP　TS201与FPGA通信时，DSP是否采用流水协议，数据总线位宽，以及流水深度都可以通过系统配置寄存器SYSCON进行设置，SYSCON详细设置见文献[3]，以32位数据总线访问64位寄存器为例，一级流水，SYSCON设置为

4 结束语

文中实现了DSP通过外部总线接口访问FPGA内部寄存器，但是如果需要传输的数据量很大，或者DSP与FPGA的时钟不同步，就不能用寄存器来实现，需要借助于双口RAM或者FIFO，读者可以在本文的基础上加以改进。