Application of HPI in Image Processing System Based on Dual-DSP
摘要：为了保证空间光通信图像处理系统快速、稳定处理CCD（charge couple device）图像和与上位机进行数据交换，设计了基于HPI（Host Port Interface）的主-从机系统。通过从机提供的HPI主机实现从机与上位机间的数据交换；从机程序HPI引导加载；对从机的故障诊断和系统测评。介绍了HPI硬件设计原理和系统软件设计基本思想。
关键词：主机接口；数字信号处理器；引导加载；故障诊断；系统测评

Abstract: To make sure that the image processing system for space optical communication processes image from charge couple device (CCD) and exchanges data with the master fast and stably, a host-slave system based on the host port interface (HPI) is designed. Through the HPI provided by the slave, the host realizes data exchanging between the slave and the master, slave program HPI bootloading, slave system error diagnosis and system evaluation. HPI hardware design theory and basic concept of system software design are introduced.
Keywords: HPI; Digital Signal Processor (DSP); Bootload; Error Diagnosis; System Evaluation

 

图1中从机系统主要由TMS320VC5416 DSP（后文简称VC5416）和IEEE1394总线组成。VC5416提供了增强型HPI主机接口,用来与主设备或者主处理器建立数据交换通道。通过HPI ,主机可以访问DSP 内部的各种资源, 而不会影响DSP 的运行。主机系统由TMS320LF2407A DSP(后文简称LF2407A)， SRAM，CAN总线和并行总线驱动器组成。LF2407A是TI公司推出的一款定点数字信号处理器，具有低成本，低功耗，处理性能好，外设集成度高，程序存储空间大等特点，常用于电机数字化控制[1]。图像处理系统利用其CAN控制器和数据I/O实现从机与上位机间的数据交换；利用其大容量的程序存储空间来实现从机程序存储；结合内部时钟实现对从机的故障诊断和系统测评功能。

2 HPI介绍与设计

2.1 HPI介绍

VC5416内部提供增强型HPI8可访问所有片内RAM空间，支持主设备与VC5416之间高速传输数据，最快可达到64Mbps[2]。主机通过访问其内部寄存器HPIA, HPIC, HPID 即可实现对从机片内RAM进行数据访问。其中HPIA是地址寄存器，存放当前HPI存储单元的地址；HPIC是控制寄存器，主、从机通过对其设置来控制HPI工作方式；HPID是数据寄存器，用于暂存通信数据。HPI主要引脚及其功能如下：

HD[0-7]： 双向三态数据线

HBIL：字节识别信号，低表示第１字节，高表示第２字节

/HCS：片选输入信号

HCTNL[0-1] ：主机控制信号，用于对内部寄存器HPIA,HPIC,HPID的选择

HR/W：读写信号，高表示读，地表示写

/HDS[1,2]：数据选通信号，在主机寻址HPI周期内控制数据传送方向

/HINT：中断输出信号，由HPIC中HINT位控制

HRDY ：HPI准备好，忙时被拉为低，不能访问

/HAS：地址选通信号，当地址，数据线分开时，此引脚拉高

HPIENA： HPI使能，高电平有效，在复位期间被采样

HPI16 ：HPI16模式选择，选择HPI8时，此引脚拉低

HPI 寄存器地址由HCTNL[0-1]决定。HCTNL[1-0]=00时，主机可以读/写HPIC。 HCTNL[1-0]=01时，主机可以读/写HPID。每读1次，HPIA事后增1；每写1次，事前增1，因此在该方式下写操作前，HPIA中的地址值应该比要访问存储单元的地址值小1。HCTNL[1-0]=10时，主机可以读/写HPIA，该寄存器指向HPI存储器。HCTNL[1-0]=11时，主机可以读/写HPID，HPIA不受影响。HPI总线每次只能访问一个字节，对于16位DSP来说，一个单元需要访问两次。访问的是高字节（MSB）还是地字节（LSB）由HBIL引脚状态和HPIC中的BOB位决定。当BOB=1时，第一个字节为低字节；BOB=0时，第一字节为高字节。

2.2 HPI硬件设计

    图像处理系统中，通过将主机/IS信号与从机HPI选通信号相连，将从机HPI寄存器映射到IO空间。如图2 所示。

 

 

图2 中主机的8根数据总线D[0-7] 与HD[0-7]相连，可以实现每次对HPI寄存器进行一个字节的访问； R/W,/RD,WE分别连接VC5416的R/W,/HDS1, /HDS2实现读写逻辑控制；HPIENA拉高，对HPI模块进行选择，HPI16接地，选择HPI-8模式。通过XINT1与/HINT相连实现从机对主机的中断请求。为了实现HPI程序引导，将/HINT与/INT2相连。由于2407A的数据总线和地址总线是分开的，所以/HAS接高。为了防止主机和从机同时访问资源冲突， 将HRDY与主机的READY相连，当HPI模块忙时，主机插入等待周期。A0-A2连接从机的HBIL, HCTNL0,HCTNL1,实现主机对从机内部寄存器进行字节寻址。通过配置HPIC中的BOB位可得到各字节所对应的IO地址, BOB=0时各寄存器高、低字节对应的IO地址如表1 所示。当BOB=1时，表1 中各寄存器的高字节与低字节要对调。

表 1 BOB=0时HPI寄存器字节对应IO地址

 

[1] [2]  下一页