視頻監控系統中ARM與DSP的HPI接口設計

　　3 接口設計

　　3.1 HPI接口讀/寫時序

　　讀/寫時序是實現計算機操作的重要一點，如果操作時序不相符，就會導致讀/寫數據出錯，甚至是操作失敗。所以，滿足操作時序是實現計算機操作的先決條件之一。DM642的HPI接口操作時間為1.3ns～12ns或大約5個CPU時鐘脈沖。S3C44B0X的最高時鐘頻率可達66MHz（約為15.2ns），由此可知DM642的HPI與S3C44B0X在讀/寫時序上的滿足要求，接口通信可以實現。DM642的HPI32讀/寫時序如圖1，設計接口時，必須遵守該時序。由時序圖可知，控制HPI的讀/寫時序，通過控制HCNTL、HR/W_ 、HSTROBE_、HCS_以及HRDY_這幾個信號端口就能實現。

　　                          圖1 HPI32的讀/寫時序圖                 

　　3.2硬件設計

　　在本設計方案中，S3C44B0X和DM642都是32位的處理器，且DM642有HPI32模式。為了充分利用資源，發揮其優勢，采用32位模式設計接口。硬件電路如圖2所示。

　　                           圖2  硬件接口方塊電路圖

　　各引腳連接說明如下：

　　①HD[31:0]與CPU的數據線D[31:0]相連。在HPI接口的復用模式，32條數據線HD[31:0]除了傳輸數據外，還需傳輸地址信號。

　　②片選信號HCS_接nGCS4。HPI接口映射到保留的系統存儲器BANK4，主機通過操作BANK4就能控制HPI。

　　③因S3C44B0X沒有HR/W_信號，所以用A1代替，與之相連。A2、A3接HCNTL0/1，用作接口功能選擇。nOE和nWBE分別接HDS1_和HDS2_作為HPI的讀/寫控制信號輸入。

　　④nEWAIT接HRDY_。由于DM642的HRDY_與nEWAIT的有效邏輯電平相反，所以要通過一個非門連接。EINT1接HINT_，用來DSP向主機發中斷請求。

　　⑤HPI32方式下，HHWL和地址選通信號HAS_無需使用，固定接上拉電阻（高電平）。

　　3.3 軟件設計

　　主機通過HPI接口訪問DSP內部RAM，通過控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA、數據寄存器HPID實現RAM的讀/寫。ARM主機與DSP從機的通信就是對這幾個寄存器的操作。在編寫接口驅動時，HPI接口是被看作接到主機RAM的外設，由硬件設計可知，它被映射到BANK4的存儲空間（對應的存儲器地址是0X08000000～0X0A000000）。

　　結合時序分析和硬件的設計，可以編寫接口驅動。驅動主要包括兩部分：首先是HPI寄存器初始化，然后是HPI接口的讀/寫代碼。以下是HPI接口驅動的部分代碼。

　　/* 地址及數據初始化 */

　　#define BASE_ADDR    0X08000000   // 定義基地址

　　/* HPIC、HPIA、HPID讀寫地址的偏移量 */

　　#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讀、寫代碼 */

　　unsigned long hpi_read_data (unsigned long addr)

　　{ unsigned long data;

　　data=read_data(BASE_ADDR+HPID_R);  // 讀取數據