基于DSP-MCU的HPI口通信

引 言
    当前，随着DSP芯片运算能力的不断提高，功毹的不断完善，功耗的不断降低，在通信、图形图像处理、电子等应用领域占有越来越重要的位置，应用也越来越广泛；但DSP芯片构成的单机系统实现的功能有限，尤其是控制功能相对较弱，而采用单片机 (MCU)作为主机，负责控制功能，DSP作为目标系统，专门负责处理复杂的运算，又发挥了MCU在智能控制方面的优势。该文介绍了这种组合应用的一种新的应用方法，提高了资源利用率，增强了代码的安全性。

1 HPI口设计
    主机接口(简称HPI)是DSP与其他设备通信的一种方式，它为主机提供了一个并行口，根据其数据线的宽度有两种类型的HPI-8和HPI-16。这里采用的DSP5402芯片是增强型的HPI-8，它与标准的HPI-8相比，在功能上改进了很多。
    HPI-8的外部接口可以非常方便地与主机相连，8 b的数据总线(HD0～HD7)负责与主机交换信息，HCNTL0和HCNTL1两根控制线表示主机要访问哪个HPI-8寄存器，它们和HBIL一起通常与主机设备的地址线相连。图1为一种典型的连接方式。

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    HPI寄存器包括HPI控制寄存器HPIC，HPI地址寄存器HPIA和HPI数据寄存器HPID，它们的功能见表1。通过HCNTL0／1主机决定要访问的寄存器，见表2。

    HPI-8的操作大多与HPIC有关，该寄存器的字段如表3所示。
    HPIC寄存器的地址为数据存储空间的0020h。主机和C5402寻址HPIC寄存器的结果见表4～表7。
    下面具体描述HPI-8的数据传输过程。它分为片外部分和片内部分，分别指主机与HPI-8寄存器的数据交换和HPI-8寄存器与片内RAM间的数据交换。
    片外部分的数据传输包括两个字节的数据传输，主机驱动HBIL用来反映其状态，若主机在传输过程中打乱了次序，将造成数据丢失和不可预测的错误。为恢复正常的操作，主机必须重复正确的操作，让DSP根据HBIL正常接收和发送。同样主机也可以通过HCS，HDS1和HDS2来控制访问时间。HPI选通信号的下跳沿标志着字节传输的开始，通常在主机总线时钟的开始时出现；HPI选通信号的上跳沿标志着字节传输的结束，通常在主机总线时钟结束时出现。在第二字节的数据交换时，HPI选通信号的上跳沿标志着片外部分的结束和片内部分的开始。图2是一个HPI-8的时序示意图。[!--empirenews.page--]

    根据HPI的引脚定义及其内部结构，可以设计出其硬件结构连线，图3为AT89S52和TMS320C5402硬件连接。

    需要注意的是，TMS320C5402采用低电压工作，其内核电压为1．8 V，I／0管脚电压为3．3 V，而AT89S52工作于5 V电压。为了使电路能稳定正常的工作，TMS320C5402的数据外接有一个74LVC245。它是TI公司生产的3．3 V和5 V电平相转换的双向缓冲器，可以双电源供电，一边工作在3．3 V，一边工作在5 V，转换的方向由两个DIR管脚控制。

3 软 件
3．1 DSP通信程序设计
    在DSP的通信程序设计中，一般对HPIC进行了初始化后就无需再对HPI操作，其余的工作就完全由主机完成。通过HPI接口，主机与C54X之间可以相互发送中断请求。而C54X通过HPIC的寄存器HINT位发中断请求到主机，图4为DSP通信的主程序流程图。

    其中主程序开中断的程序如下：

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3．2 单片机通信程序设计
    图5和图6分别为读写HPID寄存器程序流程图。

4 结 语
    基于DS-MCU的HPI口通信是当前高性能嵌入式系统设计的优选方案，它在高速数据采集和高速、高可靠通信方面有很多优势，但设计和开发稍显复杂。随着电子技术的发展，DSP和MCU将走向融合。嵌入式芯片设计正朝着把单DSP-MCU芯核结构与存储
器和外设逻辑集成在一起的方向发展。本设计方案具有硬件结构简单，使用方便等优点，有较好的实用价值。