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在多CPU的分布式信號處理系統中,往往涉及CPU間的通訊與數據交換,大數據量的數據傳輸一般采用DMA方式,而小數據量的數據交換采用并行接口則比較快速靈活。因此,對于傳輸速度要求較高的DSP間的小數據量的數據交換及通訊來說,要提高DSP的工作效率,不僅要求并行接口的響應快,而且必須采用異步方式以免相互等待。本文介紹了采用CYPRESS公司的FIFO芯片CY7C419來實現DSP間的雙向并行異步通訊接口。該方法不僅比用TTL鎖存器的方式速度快,而且譯碼邏輯簡單,另外,由于FIFO芯片有一定的深度(256個),因此,在少于256個數據傳輸時,可實現零等待時間。 1 FIFO芯片簡介 全滿（FF）和全空（EF）標志用以防止數據溢出或不足; 擴展輸入（XI）、擴展輸出（X0）、首次裝載（FL）：用以實現無限的寬度及深度擴展,深度擴展技術可使操縱控制信號從一個元件并行傳至另一個元件,因而消除了傳輸延遲的串行附加,其最高讀、寫速度可達50MHz,讀寫信號低電平有效; 當CY7C419獨立使用或多片實現寬度擴展結構時,半空標志（HF）輸出有效,在深度擴展結構中,該此腳輸出擴展輸出信息（XO）并告知下一個FIFO; D0～D8為數據輸入,Q0～Q8為數據輸出。 R、W及MR分別為讀、寫及復位信號的輸入端,它們均為低電平有效。 2 硬件結構與通訊流程 2.1 硬件結構 利用FIFO實現DSP間雙向并行異步通訊的結構原理如圖2所示。DSP56001和ADSP21020分別樹熊美國Motorola和ADI公司的DSP芯片。兩個CY7C419芯片U1、U2分別用于DSP56001和ADSP21020間雙向并行接口的一個方向,其中U1用于完成DSP56001向ADSP21020的數據傳送,U2則用于完成ADSP21020向DSP56001的數據傳送。U1的全滿標志（FF）與U2的全空標志（EF）通過緩沖器74LS245與DSP56001的數據總線相連,該緩沖器被映射為DSP56001數據區的一個地址單元（0x600）,因此,DSP56001通過對該地址單元的讀操作便可獲知U1是否已寫滿以及U2是否有數所要讀。同理,U2的全志（FF）與U1的全空標志（EF）通過一緩沖器74LS245連于ADSP21020的數據總線,該片74LS245補映射為ADSP21020數據區的一個地址單元（身份地址+0x100000）,這樣ADSP21020通過對該地址單元的讀操作也可獲知U2是否已寫滿以及U1是否有數據要讀。另外,DSP56001對U1的寫操作、對U2的讀操作映射為對其數據存儲區一個地址單元（0x200）的寫、讀操作;而ADSP21020對U2的寫操作和對U1的讀操作則被映射為對其數據存儲區地址單元（身份地址+0x180000）的寫、讀操作。兩個DSP芯睡均可同時對U1、U2進行復位操作。 DSP56001對雙向口的讀56FIFOR、寫56FIFOW、復位56FIFORST及對標志口狀態56FLGR的讀信號可由DSP56001的地址線與讀寫信號譯碼獲得;ADSP21020對雙向口的讀21FIFOR、寫21FIFOW、復位56FIFORST及對標志口狀態56FLGR的讀信號則可由ADSP21020的地址線與讀寫信號譯碼獲得。各譯碼輸出的邏輯表達式如下： 56FIFOR=AdEn+Ma10+Ma9+MRD (映射地址為：0x200) 56FIFOW=AdEn+Ma10+Ma9+MWR (映射地址為：0x200) 56FIFOORST=AdEn+Ma10+Ma9+MWR (映射地址為：0x400) 56FLGR=AdEn+Ma10+Ma9+MRD (映射地址為：0x600) AdEn=DS+Ma15+Ma14+Ma13+Ma12+Ma11 21FIFOR=IDMAT+A21+A20+A19+RD (映射地址為：身份地址+0x180000) 21FIFOW=IDMAT+A21+A20+A19+WR (映射地址為：身份地址+0x180000) FIFORST=（IDMAT+A21+A20+A19+WR）56FIFORST （映射地址為：身份地址+0x200000） 21FLGR=IDMAT+A21+A20+A19+RD (映射地址為：身份地址+0x100000) 為區分兩個DSP的讀、寫信號,在邏輯表達式中用MRD和MWR分別表示DSP56001的讀、寫信號RD和WR。ADSP21020作為主芯片同時與多個DSP56001（圖2僅畫出其中一個）相連,因此每一個DSP56001均有一個不同的身份地址,表示該身份地址的地址線（A25～A22）的譯碼結果為IDNAT。為簡化硬件電路,譯碼邏輯均采用PAL器件實現。 2.2 軟件流程 圖3所示為DSP56001對并口進行讀、寫數據的軟件流程。ADSP21020向DSP56001傳送數據及從并行口讀取由DSP56001傳送過來的數據步驟與上述流程相同。對DSP56001和ADSP21020來說,并行接口均為異步雙向口。當DSP56001要向ADSP21020傳送數據時,首先讀狀態標志口（口地址0x600）,若標志第0位為0（全滿）,則重復讀狀態標志口,直至標志第0位為1（數據未滿,已被ADSP21020全部或部分讀出）時,DSP56001才向接口（地址0x200）寫入數據;當DSP56001要讀取由ADSP21020傳送過來的數據時,首先讀狀態標志口（口地址0x600）,若標志第1位為0（全空）,則重復讀狀態口,直至標志第1位為1時（不空,已郵ADSP21020寫入數據）,DSP56001讀接口（地址0x200）即可獲得所需數據。 該方法已成功應用于一臺自動研制的基于DSP的實時模擬及被頻信號采集與處理系統。實際運行結果表明,該方法不僅速度較高,而且譯碼邏輯也十分簡單。 |
