视频监控系统中ARM与DSP的HPI接口设计

　　3 接口设计

　　3.1 HPI接口读/写时序

　　读/写时序是实现计算机操作的重要一点，如果操作时序不相符，就会导致读/写数据出错，甚至是操作失败。所以，满足操作时序是实现计算机操作的先决条件之一。DM642的HPI接口操作时间为1.3ns～12ns或大约5个CPU时钟脉冲。S3C44B0X的最高时钟频率可达66MHz（约为15.2ns），由此可知DM642的HPI与S3C44B0X在读/写时序上的满足要求，接口通信可以实现。DM642的HPI32读/写时序如图1，设计接口时，必须遵守该时序。由时序图可知，控制HPI的读/写时序，通过控制HCNTL、HR/W_ 、HSTROBE_、HCS_以及HRDY_这几个信号端口就能实现。

　　                          图1 HPI32的读/写时序图                 

　　3.2硬件设计

　　在本设计方案中，S3C44B0X和DM642都是32位的处理器，且DM642有HPI32模式。为了充分利用资源，发挥其优势，采用32位模式设计接口。硬件电路如图2所示。

　　                           图2  硬件接口方块电路图

　　各引脚连接说明如下：

　　①HD[31:0]与CPU的数据线D[31:0]相连。在HPI接口的复用模式，32条数据线HD[31:0]除了传输数据外，还需传输地址信号。

　　②片选信号HCS_接nGCS4。HPI接口映射到保留的系统存储器BANK4，主机通过操作BANK4就能控制HPI。

　　③因S3C44B0X没有HR/W_信号，所以用A1代替，与之相连。A2、A3接HCNTL0/1，用作接口功能选择。nOE和nWBE分别接HDS1_和HDS2_作为HPI的读/写控制信号输入。

　　④nEWAIT接HRDY_。由于DM642的HRDY_与nEWAIT的有效逻辑电平相反，所以要通过一个非门连接。EINT1接HINT_，用来DSP向主机发中断请求。

　　⑤HPI32方式下，HHWL和地址选通信号HAS_无需使用，固定接上拉电阻（高电平）。

　　3.3 软件设计

　　主机通过HPI接口访问DSP内部RAM，通过控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA、数据寄存器HPID实现RAM的读/写。ARM主机与DSP从机的通信就是对这几个寄存器的操作。在编写接口驱动时，HPI接口是被看作接到主机RAM的外设，由硬件设计可知，它被映射到BANK4的存储空间（对应的存储器地址是0X08000000～0X0A000000）。

　　结合时序分析和硬件的设计，可以编写接口驱动。驱动主要包括两部分：首先是HPI寄存器初始化，然后是HPI接口的读/写代码。以下是HPI接口驱动的部分代码。

　　/* 地址及数据初始化 */

　　#define BASE_ADDR    0X08000000   // 定义基地址

　　/* HPIC、HPIA、HPID读写地址的偏移量 */

　　#define HPIC_WR             0X00

　　#define HPID_A_WR            0X04

　　#define HPIA_WR                0X0C

　　#define HPIC_R                   0X10

　　#define HPID_A_R               0X14

　　#define HPIA_R                   0X1C

　　/* HPI读、写代码 */

　　unsigned long hpi_read_data (unsigned long addr)

　　{ unsigned long data;

　　data=read_data(BASE_ADDR+HPID_R);  // 读取数据