Application of HPI in Image Processing System Based on Dual-DSP
摘要：為了保證空間光通信圖像處理系統(tǒng)快速、穩(wěn)定處理CCD（charge couple device）圖像和與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，設(shè)計(jì)了基于HPI（Host Port Interface）的主-從機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)從機(jī)提供的HPI主機(jī)實(shí)現(xiàn)從機(jī)與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)交換；從機(jī)程序HPI引導(dǎo)加載；對(duì)從機(jī)的故障診斷和系統(tǒng)測(cè)評(píng)。介紹了HPI硬件設(shè)計(jì)原理和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本思想。
關(guān)鍵詞：主機(jī)接口；數(shù)字信號(hào)處理器；引導(dǎo)加載；故障診斷；系統(tǒng)測(cè)評(píng)

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

 

圖1中從機(jī)系統(tǒng)主要由TMS320VC5416 DSP（后文簡(jiǎn)稱VC5416）和IEEE1394總線組成。VC5416提供了增強(qiáng)型HPI主機(jī)接口,用來(lái)與主設(shè)備或者主處理器建立數(shù)據(jù)交換通道。通過(guò)HPI ,主機(jī)可以訪問(wèn)DSP 內(nèi)部的各種資源, 而不會(huì)影響DSP 的運(yùn)行。主機(jī)系統(tǒng)由TMS320LF2407A DSP(后文簡(jiǎn)稱LF2407A)， SRAM，CAN總線和并行總線驅(qū)動(dòng)器組成。LF2407A是TI公司推出的一款定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，具有低成本，低功耗，處理性能好，外設(shè)集成度高，程序存儲(chǔ)空間大等特點(diǎn)，常用于電機(jī)數(shù)字化控制[1]。圖像處理系統(tǒng)利用其CAN控制器和數(shù)據(jù)I/O實(shí)現(xiàn)從機(jī)與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)交換；利用其大容量的程序存儲(chǔ)空間來(lái)實(shí)現(xiàn)從機(jī)程序存儲(chǔ)；結(jié)合內(nèi)部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)從機(jī)的故障診斷和系統(tǒng)測(cè)評(píng)功能。

2 HPI介紹與設(shè)計(jì)

2.1 HPI介紹

VC5416內(nèi)部提供增強(qiáng)型HPI8可訪問(wèn)所有片內(nèi)RAM空間，支持主設(shè)備與VC5416之間高速傳輸數(shù)據(jù)，最快可達(dá)到64Mbps[2]。主機(jī)通過(guò)訪問(wèn)其內(nèi)部寄存器HPIA, HPIC, HPID 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)從機(jī)片內(nèi)RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。其中HPIA是地址寄存器，存放當(dāng)前HPI存儲(chǔ)單元的地址；HPIC是控制寄存器，主、從機(jī)通過(guò)對(duì)其設(shè)置來(lái)控制HPI工作方式；HPID是數(shù)據(jù)寄存器，用于暫存通信數(shù)據(jù)。HPI主要引腳及其功能如下：

HD[0-7]： 雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線

HBIL：字節(jié)識(shí)別信號(hào)，低表示第１字節(jié)，高表示第２字節(jié)

/HCS：片選輸入信號(hào)

HCTNL[0-1] ：主機(jī)控制信號(hào)，用于對(duì)內(nèi)部寄存器HPIA,HPIC,HPID的選擇

HR/W：讀寫(xiě)信號(hào)，高表示讀，地表示寫(xiě)

/HDS[1,2]：數(shù)據(jù)選通信號(hào)，在主機(jī)尋址HPI周期內(nèi)控制數(shù)據(jù)傳送方向

/HINT：中斷輸出信號(hào)，由HPIC中HINT位控制

HRDY ：HPI準(zhǔn)備好，忙時(shí)被拉為低，不能訪問(wèn)

/HAS：地址選通信號(hào)，當(dāng)?shù)刂罚瑪?shù)據(jù)線分開(kāi)時(shí)，此引腳拉高

HPIENA： HPI使能，高電平有效，在復(fù)位期間被采樣

HPI16 ：HPI16模式選擇，選擇HPI8時(shí)，此引腳拉低

HPI 寄存器地址由HCTNL[0-1]決定。HCTNL[1-0]=00時(shí)，主機(jī)可以讀/寫(xiě)HPIC。 HCTNL[1-0]=01時(shí)，主機(jī)可以讀/寫(xiě)HPID。每讀1次，HPIA事后增1；每寫(xiě)1次，事前增1，因此在該方式下寫(xiě)操作前，HPIA中的地址值應(yīng)該比要訪問(wèn)存儲(chǔ)單元的地址值小1。HCTNL[1-0]=10時(shí)，主機(jī)可以讀/寫(xiě)HPIA，該寄存器指向HPI存儲(chǔ)器。HCTNL[1-0]=11時(shí)，主機(jī)可以讀/寫(xiě)HPID，HPIA不受影響。HPI總線每次只能訪問(wèn)一個(gè)字節(jié)，對(duì)于16位DSP來(lái)說(shuō)，一個(gè)單元需要訪問(wèn)兩次。訪問(wèn)的是高字節(jié)（MSB）還是地字節(jié)（LSB）由HBIL引腳狀態(tài)和HPIC中的BOB位決定。當(dāng)BOB=1時(shí)，第一個(gè)字節(jié)為低字節(jié)；BOB=0時(shí)，第一字節(jié)為高字節(jié)。

2.2 HPI硬件設(shè)計(jì)

    圖像處理系統(tǒng)中，通過(guò)將主機(jī)/IS信號(hào)與從機(jī)HPI選通信號(hào)相連，將從機(jī)HPI寄存器映射到IO空間。如圖2 所示。

 

 

圖2 中主機(jī)的8根數(shù)據(jù)總線D[0-7] 與HD[0-7]相連，可以實(shí)現(xiàn)每次對(duì)HPI寄存器進(jìn)行一個(gè)字節(jié)的訪問(wèn)； R/W,/RD,WE分別連接VC5416的R/W,/HDS1, /HDS2實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)邏輯控制；HPIENA拉高，對(duì)HPI模塊進(jìn)行選擇，HPI16接地，選擇HPI-8模式。通過(guò)XINT1與/HINT相連實(shí)現(xiàn)從機(jī)對(duì)主機(jī)的中斷請(qǐng)求。為了實(shí)現(xiàn)HPI程序引導(dǎo)，將/HINT與/INT2相連。由于2407A的數(shù)據(jù)總線和地址總線是分開(kāi)的，所以/HAS接高。為了防止主機(jī)和從機(jī)同時(shí)訪問(wèn)資源沖突， 將HRDY與主機(jī)的READY相連，當(dāng)HPI模塊忙時(shí)，主機(jī)插入等待周期。A0-A2連接從機(jī)的HBIL, HCTNL0,HCTNL1,實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)從機(jī)內(nèi)部寄存器進(jìn)行字節(jié)尋址。通過(guò)配置HPIC中的BOB位可得到各字節(jié)所對(duì)應(yīng)的IO地址, BOB=0時(shí)各寄存器高、低字節(jié)對(duì)應(yīng)的IO地址如表1 所示。當(dāng)BOB=1時(shí)，表1 中各寄存器的高字節(jié)與低字節(jié)要對(duì)調(diào)。

表 1 BOB=0時(shí)HPI寄存器字節(jié)對(duì)應(yīng)IO地址

 

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