基于DSP的DMA控制技術(shù)

TMS320C2XX是美國(guó)TI公司推出的一種低價(jià)格、高性能的16位定點(diǎn)運(yùn)算數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),它的性?xún)r(jià)比極高,目前已成為高檔單片機(jī)的理想替代品,在通信、語(yǔ)音處理、軍事、儀器儀表、圖像處理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在以TMS320C2XX為核心的數(shù)字化語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,為了滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求,并且提高系統(tǒng)的音質(zhì)和負(fù)載能力,聲卡與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送已經(jīng)不能采用程序查詢(xún)控制方式,因此我們考慮采用直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA)控制。直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制是指數(shù)據(jù)傳送時(shí)不需要CPU的介入,I/O設(shè)備和存儲(chǔ)器直接交換信息。DMA方式的數(shù)據(jù)傳送與程序查詢(xún)方式的數(shù)據(jù)傳送相比,具有數(shù)據(jù)傳送速度高、I/O響應(yīng)時(shí)間短、CPU額外開(kāi)銷(xiāo)小的明顯優(yōu)點(diǎn)。本文根據(jù)課題需要,通過(guò)分析TMS320C2XX使用保持(HOLD)操作的直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA)和DMA控制器8237-5的工作原理,解決了DSP芯片TMS320F206與DMA控制器8237-5的軟、硬件接口問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了DMA在數(shù)字化語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 TMS320C2XX使用HOLD操作的直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)

　　TMS320C2XX的HOLD操作允許對(duì)外部程序、數(shù)據(jù)以及I/O空間進(jìn)行直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)。該過(guò)程由/HOLD和/HOLDA兩個(gè)信號(hào)控制。

　　(1)/HOLD。外部設(shè)備可以把該引腳驅(qū)動(dòng)到低電平從而請(qǐng)求對(duì)外部總線的控制。如果HOLD/INT1中斷線被允許,那么將觸發(fā)中斷。

　　(2)/HOLDA。在響應(yīng)/HOLD中斷時(shí),軟件邏輯可以使處理器發(fā)出/HOLD應(yīng)答信號(hào),表示它將放棄對(duì)其外部總線的控制。根據(jù)/HOLDA,外部地址信號(hào)(A15～A0)、數(shù)據(jù)信號(hào)(D15～D0)以及存儲(chǔ)器控制信號(hào)(/PS,/DS,/BR,/STRB,R/W,/RD,/WE)被置為高阻狀態(tài)。

　　在我們的設(shè)計(jì)中,HOLD/INT1中斷服務(wù)子程序只用于HOLD操作以便控制DMA傳送,因此DSP的中斷控制寄存器(ICR)中的方式(MODE)位置為0。此時(shí),中斷線INT1對(duì)下降沿和上升沿二者都敏感。當(dāng)CPU檢測(cè)到下降沿時(shí),它完成正在執(zhí)行的當(dāng)前指令,然后迫使程序控制轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程序。在成功的測(cè)試到MODE=0之后,此子程序執(zhí)行IDLE(空閑)指令。根據(jù)IDLE,/HOLDA變?yōu)橛行Ф獠靠偩€被置為高阻狀態(tài)。只有在檢測(cè)到HOLD/INT1引腳上的上升沿之后,CPU才退出IDLE狀態(tài),/HOLDA變?yōu)闊o(wú)效,并使外部總線返回到正常狀態(tài)。

　　HOLD操作的子程序?qū)⒃诒疚淖詈蠼Y(jié)合具體示例中給出,應(yīng)該注意的是:IDLE指令應(yīng)當(dāng)放在中斷服務(wù)子程序內(nèi)以便發(fā)出/HOLDA。同時(shí)要注意的是:中斷程序代碼禁止除HOLD/INT1之外的所有可屏蔽中斷,從而允許/HOLDA和總線的安全恢復(fù)。

2 DMA控制器8237-5的工作原理

　　8237-5是一個(gè)高性能的40引腳雙列直插式可編程DMA控制器芯片,可以方便地與DSP微處理器相連,實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)交換。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號(hào)可參閱參考文獻(xiàn)[2]。該控制器通過(guò)編程可提供多種類(lèi)型的控制特性,以?xún)?yōu)化系統(tǒng)性能,增大數(shù)據(jù)吞吐量,最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1.5MB/S。

　　DMA控制器實(shí)現(xiàn)DMA傳送的控制原理可用圖1的信息流示意圖表示?，F(xiàn)結(jié)合該圖將DMA控制原理操作順序說(shuō)明如下: