TMS320C6713" title="TMS320C6713">TMS320C6713是ＴＩ公司在TMS320C6711的基礎(chǔ)上推出的Ｃ６０００系列新一代浮點(diǎn)DSP芯片,，它是目前為止Ｃ６０００系列DSP芯片中性能最高的一種,。TMS320C6713可在２５５ＭＨｚ的時鐘頻率下實(shí)現(xiàn)１８００ＭＩＰＳ／１３５０ＭＦＬＯＰＳ的定點(diǎn)和浮點(diǎn)運(yùn)算,，因而可極大地滿足通信,、雷達(dá),、數(shù)字電視等高科技領(lǐng)域?qū)π盘柼幚韺?shí)時性的要求,。同時其主機(jī)口（HPI）可靈活地和ＰＣＩ總線控制器相連接,。而ＰＣ機(jī)則可通過ＰＣＩ總線控制器直接訪問TMS320C6713的存儲空間和外圍設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)ＰＣ機(jī)與TMS320C6713之間的高速數(shù)據(jù)傳輸,。
    在TMS320C6713 DSP與ＰＣ機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨钢?，可選用ＰＬＸ公司的PCI9052作為兩者之間的接口" title="接口">接口；同時選用ＰＬＸ公司的ＮＭ９３ＣＳ４６作為加載PCI9052配置信息的串行ＥＥＰＲＯＭ,；而用ＴＩ公司的SN74CBTD3384作為 PCI9052與TMS320C6713HPI之間的電平轉(zhuǎn)換芯片,。
１　TMS320C6713的HPI簡介

１．１ TMS320C6713 HPI的接口信號
    TMS320C6713的HPI是一個１６位寬的并行端口。主機(jī)（上位機(jī)）掌管著該端口的主控權(quán),，可通過HPI直接訪問TMS320C6713的存儲空間和外圍設(shè)備,。表１給出了TMS320C6713HPI接口信號的基本特征。下面對它們的具體工作方式進(jìn)行說明：
    ＨＤ[１５：０]：可以用作數(shù)據(jù)和地址的共用總線,，通過ＨＤ[１５：０]傳送的數(shù)據(jù)包括控制寄存器的設(shè)置值,、初始化的訪問地址以及要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
    ＨＣＮＴＬ[１：０]：用于控制當(dāng)前訪問的是HPI的哪一個寄存器,，該信號同時還提供了一個對HPI數(shù)據(jù)寄存器（HPIＤ）進(jìn)行地址自增的訪問方式,。在該方式下，主機(jī)會連續(xù)地訪問一個線性存儲區(qū)域，而無需反復(fù)向HPIＡ寫入需要的地址,。表２給出了ＨＣＮＴＬ[１：０]控制信號的功能,。
    ＨＨＷＩＬ信號：用于表明并區(qū)分ＨＤ[１５：０]上傳輸?shù)氖牵常参粩?shù)據(jù)中的高１６位還是低１６位。由于TMS320C6713芯片結(jié)構(gòu)決定了它與主機(jī)間所有的數(shù)據(jù)交換都是３２位,，而HPI端口為１６位,，所以每次數(shù)據(jù)訪問都需要進(jìn)行兩次存取，而由HPI自動將ＨＤ[１５：０]上連續(xù)的兩個１６位數(shù)據(jù)合成３２位,，當(dāng)然,，也可以用其進(jìn)行反向分解。
    ＨＡＳ信號：用于復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線的主機(jī),。它可使ＨＣＮＴＬ,、ＨＨＷＩＬ和ＨＲ／Ｗ信號在一個存取周期中快速地實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。對于地址數(shù)據(jù)復(fù)用的總線來說,，也可以為數(shù)據(jù)／地址的切換留出更多的時間,。
    ＨＣＳ、ＨＤＳ１和ＨＤＳ２信號：這三種信號可在片內(nèi)組合為一個低有效的ＨＳＴＲＯＢＥ信號,，如圖１所示,。其作用是,在讀取時，在ＨＳＴＲＯＢＥ信號的下降沿鎖存輸入的HPI控制信號,，包括ＨＨＷＩＬ,、ＨＲ／Ｗ和ＨＣ-ＮＴＬ[１：０]；而在寫入時,，其下降沿和讀取時作用相同,，其上升沿則鎖存寫入的數(shù)據(jù)。
    ＨＲＤＹ信號：用于表明HPI是否已準(zhǔn)備好傳輸數(shù)據(jù),，其作用是在接口時序上插入等待狀態(tài),。如果前一次HPI的訪問尚未完成，那么當(dāng)前訪問的第一個半字的存取需要等待,，此時,，HPI會置ＨＲＤＹ信號為高。
表1 HPI接口信號描述
    信 號 管 腳 號 管 腳 數(shù) 信 號 功 能
    HD[15:1] 從低到高依次為147,、152,、155、154,、156,、159、161,、164,、165,、166、167,、168,、172、173,、174 16 數(shù)據(jù)/地址總線
    HCNTL[1:0] 從低到高依次是146,、144 2 HPI訪問類型控制
    HHWIL 139 1 確認(rèn)半字（16位）輸入
    HAS 135 1 對復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線的主機(jī)區(qū)分地址和數(shù)據(jù)
    HR/W 143 1 讀/寫選擇
    HCS 145 1 輸入數(shù)據(jù)選通
    HDS1/HDS2 從低到高依次是152,、151 2 輸入數(shù)據(jù)選通
    HRDY 140 1 訪問HPI狀態(tài)準(zhǔn)備好
    HINT 139 1 向主機(jī)發(fā)出的中斷信號
    表2 HCNTL[1:0]控制信號的功能
    HCNTL1 HCNTL0 功 能
    0 0 主機(jī)可以對HPI的控制寄存器HPIC進(jìn)行讀寫
    0 1 主機(jī)可以對HPI地址寄存器HPIA的進(jìn)行讀寫
    1 0 主機(jī)可以對HPID的數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行讀寫操作,，此時HPIA采用以字為單位的地址自增方式
    1 1 主機(jī)可以對HPID的數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行讀寫操作，但此時HPIA不受影響
１．２ TMS320C6713 HPI的控制寄存器
    在TMS320C6713 HPI中,，可利用三個寄存器來完成主設(shè)備和ＣＰＵ的通信,，它們是HPI數(shù)據(jù)寄存器（HPIＤ）、HPI地址寄存器（HPIＡ）和HPI控制寄存器（HPIＣ）,。主機(jī)可對這三個寄存器進(jìn)行讀寫,，而ＣＰＵ只能對HPIＣ進(jìn)行訪問。HPIＤ中存放的是主機(jī)從存儲空間中讀取的數(shù)據(jù),，或者是主機(jī)向TMS320C6713的存儲空間中寫入的數(shù)據(jù),。HPIＡ中存放的是主機(jī)訪問TMS320C6713存儲空間的地址，其最低兩位固定為零,。HPIＣ中存放的是TMS320C6713的控制信息,，其高１６位和低１６位內(nèi)容相同。
    主機(jī)對HPI進(jìn)行訪問的次序?yàn)椋撼跏蓟疕PIＣ,、初始化HPIＡ,、從HPIＤ寄存器中讀取或向其寫入數(shù)據(jù)。在初始化HPIＣ時,，ＨＷＯＢ位的設(shè)置是關(guān)鍵,，它決定著高１６位與低１６位的傳輸次序。
２ PCI9052與TMS320C6713HPI的接口
    PCI9052是ＰＬＸ公司繼PCI9050之后推出的用于低成本適配器的總線目標(biāo)接口芯片,。它支持ＰＣＩ２．１協(xié)議規(guī)范,，在３３ＭＨｚ的總線時鐘頻率下，其峰值傳輸速度可達(dá)１３２ＭＢ／ｓ,，因而可大大改善數(shù)據(jù)傳輸中的瓶頸問題,。同時它還具有方便靈活的開發(fā)特點(diǎn)，正是這些特點(diǎn)使其在ＰＣＩ從模式接口卡的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用,。
    表３給出了PCI9052與TMS320C6713HPI接口信號的基本特征,。下面是對它們具體工作方式的一些說明：
    ＬＡＤ[３１：０]：利用該信號可通過設(shè)置ＬＡＳＩＢＲＤ局部地址空間總線區(qū)域描述寄存器的總線寬度位來調(diào)整總線寬度，當(dāng)ＬＡＳＩＢＲＤ[２３：２２]＝００時,，采用ＬＡＤ[７：０]８位寬度,，當(dāng)ＬＡＳＩＢＲＤ[２３：２２]＝０１時,，采用ＬＡＤ[１５：０]（１６位），當(dāng)ＬＡＳＩＢＲＤ[２３：２２]＝１０時,，采用ＬＡＤ[３１：０]（３２位）,。
    ＬＢＥ[３：０]字節(jié)使能信號是在總線寬度的基礎(chǔ)上編碼的。對于３２位總線,，ＬＢＥ[３：０]表示哪一個字節(jié)被選中：ＬＢＥ０對應(yīng)[７：０],，ＬＢＥ１對應(yīng)[１５：８]，ＬＢＥ２對應(yīng)[２３：１６],，ＬＢＥ３對應(yīng)[３１：２４],；而對于１６位總線，ＬＢＥ０對應(yīng)[７：０],，ＬＢＥ１對應(yīng)地址的第１位,，ＬＢＥ２不用，ＬＢＥ３對應(yīng)[１５：８],；對于８位總線,，ＬＢＥ０對應(yīng)地址的第０位，ＬＢＥ１對應(yīng)地址的第１位,，ＬＢＥ２和ＬＢＥ３不用,。
    ＣＳ１和ＣＳ２分別帶有與之對應(yīng)的片選基地址寄存器（ＣＳＩＢＡＳＥ）。ＣＳＩＢＡＳＥ０為片選使能位,，其中ＣＳＩＢＡＳＥ[２７：１]為片選空間位,。從片選空間位的第１位向第２７位掃描時，遇到第１個“１”即決定了片選空間的大小,，其余位則為片選空間的基地址,。
    ＬＩＮＴ１和ＬＩＮＴ２可通過中斷控制／狀態(tài)寄存器ＩＮＣＳＲ的中斷使能位ＩＮＣＳＲ[６]進(jìn)行使能，同時可設(shè)置其它相關(guān)信息,。
    表3 PCI9052與TMS320C6713的接口信號描述
    信 號     管 腳 號 管腳數(shù) 信 號 功 能
    LAD[31:0] 從低到高依次為91,、90、89,、88,、87、86,、85,、84、83,、82,、79、78,、77,、76,、75、74,、73,、72、71,、70,、69、62,、61,、60、59,、58,、57,、56,、55、54,、53,、52 32 數(shù)據(jù)總線
    LW/R 127 1 為“1”時寫，為“0”時讀
    LA[27：1] 從低到高依次是92,、93,、94、95,、96,、97、98,、100,、101、102,、105,、106、107,、108,、109、110,、111,、112、113,、114,、115,、116、117,、118,、119、122 27 地址總線,，傳輸28位線性地址的高26位
    LBE[3:0] 從低到高依次是46,、47、48,、49 4 字節(jié)使能信號,，表示當(dāng)前總線傳輸中哪一個字節(jié)被選中
    LRDY 128 1 在局部總線讀數(shù)據(jù)或可接受寫數(shù)據(jù)
    ADS 123 1 表明可用地址和一次新的總線存取的起始
    CS1、CS2 130,、131 2 片選信號
    RD 126 1 通用寫
    WR 125 1 通用讀
    LINT1,，LINT2 137、136 2 局部中斷輸入
３　與 ＰＣ的高速數(shù)據(jù)傳輸
    TMS320C6713HPI與PCI9052的具體連線如圖２所示,。
    實(shí)際上,，在具體電路設(shè)計(jì)時，整個方案的實(shí)現(xiàn)除了需要TMS320C6713和PCI9052外,，還需要有ＳＮ７４ＣＢＴＤ３３８４和ＮＭ９３ＣＳ４６,。由于TMS320C6713的Ｉ／Ｏ是在３．３Ｖ電壓下工作，而PCI9052在５Ｖ電壓下工作,，所以TMS320C6713與PCI9052之間必須采用ＳＮ７４ＣＢＴＤ３３８４進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,。SN74CBTD3384是ＴＩ公司生產(chǎn)的１０位總線轉(zhuǎn)換器，它的輸入,、輸出引腳一一對應(yīng),，并分別排列在芯片的兩側(cè)封裝。圖２中共選用了三片SN74CBTD3384,。ＮＭ９３ＣＳ４６是ＰＬＸ公司生產(chǎn)的串行ＥＥＰＲＯＭ存儲器,，用于加載PCI9052配置信息。其中按一定順序存放著設(shè)備號（ＤＩＤ）,、供應(yīng)商代號（ＶＩＤ）,、子設(shè)備號（ＳＤＩＤ）、子供應(yīng)商代號（ＳＶＩＤ）,、ＰＣＩ總線與局部總線之間的地址空間映射關(guān)系,、片選地址、控制位,、狀態(tài)位及其它雜項(xiàng)配置等,。上電時，ＰＣＩ總線的ＲＳＴ信號有效,，同時PCI9052輸出局部復(fù)位信號ＬＲＥＳＥＴ,，并檢查ＮＭ９３ＣＳ４６是否有效,。若有效，且第一個１６位字不是ＦＦＦＦｈ,，那么ＰＣＩ９０５０將根據(jù)串行ＥＥＰＲＯＭ的值來設(shè)置內(nèi)部寄存器,，否則采用默認(rèn)值。
    考慮到TMS320C6713HPI與PCI9052間的時序配合問題,，通常在連線過程中,，還必須注意下列幾個問題：
    （１）由于ＰＣ機(jī)中數(shù)據(jù)與地址總線是復(fù)用的，所以PCI9052的ＭＯＤＥ引腳應(yīng)接地,，而PCI9052中局部數(shù)據(jù)與地址總線是非復(fù)用的,，所以TMS320C6713的ＨＡＳ引腳應(yīng)接高電平。
    （２）由于 TMS320C6713的ＨＲ／Ｗ信號與PCI9052的Ｗ／ Ｒ信號極性相反,，因此必須通過非門進(jìn)行連接,。
    （３）由于TMS320C6713與PCI9052分別工作在不同的時鐘頻率下，所以TMS320C6713的ＨＲＤＹ信號輸出必須通過Ｄ觸發(fā)器的同步后才能送入邏輯電路,以供PCI9052的ＬＲＤＹ信號使用,。
    （４）ＬＲＤＹ信號的邏輯表達(dá)式為：ＬＲＤＹ＝ＲＤ．ＷＲ＋(ＣＳ１＋ＡＤＳ＋ＨＲＤＹ),，因此，只有ＲＤ或ＷＲ有效,，且ＣＳ,、ＡＤＳ、ＨＲＤＹ也有效時,，ＬＲＤＹ才能有效。
    另外,，要保證TMS320C6713 HPI與PCI9052的穩(wěn)定協(xié)調(diào)工作,，除了要設(shè)計(jì)合理的硬件電路外還必須對PCI9052的內(nèi)部寄存器進(jìn)行準(zhǔn)確配置。關(guān)于PCI9052內(nèi)部寄存器的具體配置方法,，可以參考ＰＬＸ公司的用戶手冊,，這里不再贅述。

    筆者已將該方案應(yīng)用于某電力系統(tǒng)精確故障定位及錄波裝置中,。其中,，由TMS320C6713 DSP芯片構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集卡用來控制電力系統(tǒng)中各電參數(shù)的采集、存儲與故障判斷,。當(dāng)其HPI被設(shè)置為帶地址自增的讀方式時,，可在一次故障記錄結(jié)束后，由ＰＣ機(jī)將存儲在TMS320C6713外擴(kuò)ＳＤＲＡＭ中的大量數(shù)據(jù)一次性讀入,。讀入的數(shù)據(jù)可用來計(jì)算故障發(fā)生的精確位置,，分析系統(tǒng)中各電參數(shù)的變化情況，同時記錄各繼電保護(hù)裝置的動作情況,。
４　結(jié)束語
    該方案不僅有效地解決了TMS320C6713 DSP芯片與ＰＣ機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題,，而且簡化了硬件設(shè)計(jì),。同時由于它支持即插即用技術(shù)。因此,，由DSP構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集卡具有良好的可移植性,。