基于FPGA+DSP+ARM的數據傳送總線變換器

　　3 硬件設計

　　3.1 ARM與DSP的接口電路

　　3.1.1 DSP TMS320C6416 HPI描述

　　TMS320C6416集成有一個16/32 bit寬主機接口HPI，HPI通過復位時的自舉和器件配置引腳HD5選擇采用HPI16還是HPI32。HPI具有兩條地址線HCNTRL[1:0]，負責對HPI的內部寄存器進行尋址。HPI只有3個32 bit內部寄存器，分別是控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA和數據寄存器HPID。用戶只需對上述3個寄存器進行相應的讀寫操作，就能完成對DSP內存空間的訪問。

　　3.1.2 S3C4510B與TMS320C6416的接口電路

　　由于S3C4510B中沒有完全符合TMS320C6416 HPI接口時序的外部接口可以直接使用，因此選用S3C4510B中時序最接近HPI接口時序的外部I/O接口與TMS320-

　　C6416進行連接。TMS320C6416與S3C4510B接口電路如圖2所示。TMS320C6416與S3C4510B通過單獨的32 bit數據線HD0~HD31和8條控制線進行連接。S3C4510B通過HPI接口訪問DSP內部的RAM以及其他外部資源。在整個ARM微處理器與DSP芯片通過HPI接口通信和數據交換的過程中，除了中斷ARM和清除ARM發過來的中斷需要DSP本身參與外，其他操作DSP都處于被動的地位，幾乎不用進行其他的操作。所以對于ARM來說，DSP系統單元就相當于一片外接的SDRAM。

　　在TMS320C6416中，HPI、GP[15：9]、PCI、EEPROM、McBSP2共用了一組引腳，DSP在復位時通過鎖存PCI_EN和McBSP2_EN引腳的值來選擇使用何種外設。在該系統中，將這兩個使能引腳都拉低。

　　3.2 FPGA與DSP的接口電路

　　3.2.1 DSP TMS320C6416 EMIF描述

　　TMS320C6416對外有2個EMIF總線接口，分別是64 bit的EMIFA和16 bit的EMIFB。EMIFA接口具備與8、16、32、64 bit系統接口的功能，EMIFB接口端口支持8 bit和16 bit系統。EMIFA為64 bit存儲器總線，分成ACE0~ACE3 4個存儲空間，每個存儲空間可以獨立配置，無縫接口具有多種類型的存儲器，如SRAM、Flash RAM和DDR RAM等。

　　3.2.2 FPGA與TMS320C6416的接口電路

　　在該系統中，采用DSP TMS320C6416 EMIFA接口連接到FPGA的方法實現DSP與FPGA Block RAM的無縫連接。FPGA的雙端Block RAM的一端以存儲器模式與DSP通信，另一端與內部FPGA邏輯通信。

　　鑒于EMIF具有靈活的時序參數，只需要極少的FPGA邏輯，因此，只需最低限度的設計工作，FPGA就可以用做DSP協處理器。圖3 所示為TMS320C6416與FPGA的接口電路。