利用PCI2040將TMS320VC5420橋接到PCI總線上

摘要：介紹了如何利用PCI2040通過C6X模式接口將TMS320VC5420 16位HPI接口連到PCI總線上。根據(jù)TMS320VC5420的數(shù)目，提供了兩種將TMS320VC5420映射到主存的方式，同時(shí)提供了硬件和軟件兩方面的考慮。關(guān)鍵詞：PCI2040 TMS320VC5420 PCI總線 PCI2040是TI公司生產(chǎn)的專門用于DSP與PCI總線之間的橋接芯片，內(nèi)部原理圖如圖1所示。關(guān)于PCI2040具體介紹可以參照TI公司的相關(guān)資料（見參考文獻(xiàn)1）。PCI局部總線標(biāo)準(zhǔn)由Intel公司提出并由外圍部件聯(lián)合專門權(quán)益組織（PCISIG）制定。目前PCI總線已不再是一種局部總線，而成為一種受歡迎的高端總線和現(xiàn)代總線，被廣泛運(yùn)用于圖形、圖像、動畫及其它各種外設(shè)對高速數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。PCI總線的主要優(yōu)點(diǎn)是高性能，（數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到132/264Mbps）總線通用性強(qiáng)、低成本、使用方便靈活。 PCI2040可以接口8位TMS320c54xHPI總線或者16位TMS320c6x HPI總線。本文介紹如何通過PCI2040的16位C6X模式接口將TMS320VC5420的16位HPI接口連到PCI總線上。1 TMS320VC5420映射到主存的兩種方式 TMS320VC5420是具有A、B兩個(gè)核的DSP，根據(jù)TMS320VC5420的數(shù)量，有兩種將TMS320VC5420映射到主存或PC存儲空間的方式。若TMS320VC5420的數(shù)量少于三個(gè)，可用映射方式1（如圖2）。如果TMS320VC5420的數(shù)量多于兩個(gè)，可用映射方式2（如圖3），這種方式將每個(gè)DSP映射到一個(gè)特定的存儲器空間，每個(gè)DSP核或DSP子系統(tǒng)占用同樣的存儲空間。 值得注意的是：控制空間的偏移量是相對于PCI2040上的256字節(jié)PCI配置寄存器中的14H處控制空間基址寄存器所代表的值。 2 硬件方面的考慮 TMS320VC5420是一個(gè)雙CPU設(shè)備，有兩個(gè)獨(dú)立的C54X子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)核對核通信。盡管PCI2040不是專門設(shè)計(jì)用來與雙CPU設(shè)備接口，但經(jīng)過特殊的處理還是可以實(shí)現(xiàn)接口的。需要考慮的主要有三方面：①C6201HPI協(xié)議到TMS320VC5420 HPI-16協(xié)議的轉(zhuǎn)換；②兩個(gè)DSP核間的切換；③多個(gè)復(fù)位和多個(gè)斷的處理。2.1 C6x HPI協(xié)議到TMS320VC5420 HPI-16的轉(zhuǎn)換 TMS320VC5420對HPI總線提供了兩種操作模式。 非多路復(fù)用模式（HMODE=1），TMS320VC5420 HPI接口提供一個(gè)18位地址總線，用來訪問所有的內(nèi)部存儲器。 多路復(fù)用模式（HMODE=0），地址和數(shù)據(jù)復(fù)用同樣的管腳。PCI2040只是完成多路復(fù)用模式，所以TMS320VC5420的HMODE腳必須被拖到地址。另外由于C6X HPI的HPDY信號低電平有效，而TMS320VC5420的HRDY信號高電平有效，所以針對TMS320BVC5420必須使用轉(zhuǎn)換器（例如SN74ALCV04），這樣才能將VCC_H端直接連接到VCC端。 2.2 兩個(gè)DSP核間的切換 通過TMS320VC5420的SELA/B腳選擇被訪問的DSP子系統(tǒng)。例如可以將PCI2040的腳GPIO2連到SELA/B，這樣就可以通過GPIO2的高低電平來選擇核A或核B。 2.3 多個(gè)HRST TMS320BVC5420的兩種方式控制每個(gè)子系統(tǒng)的復(fù)位功能。 第一種，在HPIRS腳從低電平過渡到高電平時(shí)，同時(shí)保持A_RS和B_RS腳處于低電平，可以在兩個(gè)核處于復(fù)位狀態(tài)的同時(shí)將應(yīng)用程序代碼下載到DSP中。下載完之后，可以將A_RS和B_RS重新設(shè)置成高電平而將兩個(gè)子系統(tǒng)拖出復(fù)位狀態(tài)。 在HPIRS腳從低電平過渡到高電平時(shí)，同時(shí)保持A_RS和B_RS腳處于高電平也可以在兩個(gè)核處于復(fù)位狀態(tài)的同時(shí)將應(yīng)用程序代碼下載到DSP中。下載完之后，可以通過對地址2FH的寫操作將子系統(tǒng)拖出復(fù)位狀態(tài)。另外，可以根據(jù)SELA/B的值選擇指定的子系統(tǒng)。 第二種，使用Power-on復(fù)位邏輯復(fù)位每個(gè)子系統(tǒng)（A_RS和B_RS），這時(shí)需要將HPIRS腳連接到PIC2040的HRST腳。注意，當(dāng)應(yīng)用程序下載完成之后，必須有一個(gè)向地址2FH的寫操作，以將子系統(tǒng)拖出復(fù)位狀態(tài)。2.4 對同一個(gè)DSP產(chǎn)生的兩個(gè)HINT中斷的處理 根據(jù)連接到PCI2040的TMS320VC5420數(shù)量可決定多個(gè)中斷的處理方式。 如果有兩個(gè)或更少的TMS320VC5420，可以將第一個(gè)TMS320VC5420的A_HINT連到HINT0，將B）HINT連到HINT1。將PCI2040的HINT2和HINT3連接到第二個(gè)TMS320VC5420的A_HINT和B_HINT（如圖4），這種情況下存儲器的設(shè)置利用映射方式1。 如果板子上含有多個(gè)兩個(gè)的TMS320VC5420，此時(shí)需要將每個(gè)DSP上的兩個(gè)中斷相與（如圖5）。每個(gè)DSP上的中斷共享PCI2040的同一根中斷線，這樣就無法知道某個(gè)DSP上到底到個(gè)子系統(tǒng)申請的中斷。此時(shí)必須向每個(gè)子系統(tǒng)中HPLC寄存器的HINT位寫1，這種情況下存儲器的設(shè)置利用映射方式2。 3 軟件方面的考慮 C6X有一個(gè)16位的HPI接口，使用32位的字長，所以所有的HPI操作需要兩個(gè)HPI周期。既然PCI2040的16位接口用來與C6X接口，所以PCI2040也需要兩個(gè)HPI周期。與C6X不同，TMS320VC5420使用16位的字長，這樣只需要一個(gè)HPI周期就可以完成一次操作。所以程序員通過PCI2040訪問TMS320VC5420時(shí)，必須知道對DSP的讀和寫需要遵循特殊的原則。 3.1 向HPIA、HPIC和HPIC寄存器寫數(shù)據(jù) 當(dāng)向HPIA（HPI地址寄存器）、HPIC（HPI控制寄存器）和HPID（HPI數(shù)據(jù)寄存器）寫數(shù)據(jù)時(shí)，由于PCI2040對HPI口兩個(gè)周期的操作是針對同一個(gè)寄存器，所以第一個(gè)周期寫的數(shù)據(jù)會在第二個(gè)周期被覆蓋。故應(yīng)將數(shù)據(jù)多次寫到寄存器中，對保證寫入數(shù)據(jù)的正確（如圖6）。 3.2 從HPIA、HPIC、HPID寄存器讀數(shù)據(jù)當(dāng)從HPIA、HPIC、HPID寄存器讀數(shù)據(jù)時(shí)，PCI讀這些寄存器兩遍，返回PCI雙字節(jié)的上下兩部分（如圖7）。 3.3 利用自動增特性 為了最大提高HPI的性能，在讀和寫HPID寄存器時(shí)，利用DSP寄存器在第一個(gè)和第二個(gè)HPI周期中HPIA的自動增特性。自動增特性使得經(jīng)PCI總線可以對兩個(gè)字連續(xù)的進(jìn)行讀和寫，最終使得一次性可以讀寫32位的字長，這樣就有效地加速了數(shù)據(jù)傳輸速率。