陶 然 徐元軍

     來源：《電子產(chǎn)品世界》

     摘要：利用uart解決dsp與pc機(jī)間通信時(shí)速率匹配問題，并給出了具體實(shí)現(xiàn)電路。

     關(guān)鍵詞：dsp

     uart 串行通信 fifo

     dsp是一種專門用來實(shí)現(xiàn)信號處理算法的微處理器芯片，主要優(yōu)點(diǎn)有：硬件乘法器，哈佛總線結(jié)構(gòu)，多種尋址方式，零耗循環(huán)（zero overhead loop），程序執(zhí)行時(shí)間可預(yù)測等。

     正是由于dsp的諸多優(yōu)點(diǎn)能夠滿足密集的數(shù)學(xué)計(jì)算，而且dsp應(yīng)用的另一個(gè)突出特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性，使其在通信、雷達(dá)、數(shù)字電視等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且日益滲透到人們的日常生活的各個(gè)方面。

     在實(shí)時(shí)信號處理中已經(jīng)離不開dsp，這些處理系統(tǒng)中包含了各種數(shù)據(jù)通信，例如dsp與dsp間數(shù)據(jù)通信，dsp與pc機(jī)間數(shù)據(jù)通信等。如何能夠快速、準(zhǔn)確的完成通信是每個(gè)硬件工程師所關(guān)心的問題。由于dsp的工作頻率較高，如tms320c6201時(shí)鐘頻率為200mhz，adsp21060時(shí)鐘頻率為40mhz，故其數(shù)據(jù)讀寫周期很短，然而pc機(jī)串口讀寫速度較低，最大數(shù)據(jù)吞吐量約為115kbps，盡管dsp在與這些慢速外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)可以加入額外的等待周期，但是在實(shí)時(shí)性要求苛刻，算法復(fù)雜的場合，將dsp從這些冗長的等待周期中解放出來，將其時(shí)間重點(diǎn)放在處理關(guān)鍵的實(shí)時(shí)任務(wù)中去，有著重要的實(shí)際意義。故dsp與pc機(jī)之間串口通信的速度匹配是保證快速、準(zhǔn)確通信的關(guān)鍵。

     pc機(jī)一般帶有一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)置串口，每個(gè)端口的機(jī)箱背后有一個(gè)9針或25針的公插口。串口是以bit來傳輸數(shù)據(jù)的，傳輸速率取決于uart芯片。該芯片將pc總線上的并行數(shù)據(jù)(單字節(jié)或多字節(jié)）分割成以比特為單位的串行數(shù)據(jù)流，從而實(shí)現(xiàn)在串口線纜中的數(shù)據(jù)傳輸。

     現(xiàn)在幾乎所有的pc機(jī)都帶有16550uart用以實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)和串行數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換，它的最大數(shù)據(jù)吞吐量為115kbps，這已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)串行設(shè)備的需要了。

     pc16550是國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的通用異步接收/發(fā)送器（uart)芯片，它不僅能把從cpu接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行并-串轉(zhuǎn)換，還能夠把從外圍設(shè)備或modem接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行串-并轉(zhuǎn)換。

     該uart包括一個(gè)可編程的波特率產(chǎn)生器，可將輸入的時(shí)鐘信號進(jìn)行分頻，并可產(chǎn)生16倍的時(shí)鐘來驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的傳輸邏輯單元。同時(shí)它內(nèi)部集成了中斷邏輯，另外通過對其內(nèi)部的寄存器的設(shè)置可以完成相應(yīng)功能，這些寄存器主要有：線路控制寄存器、fifo控制寄存器、中斷使能寄存器、modem控制寄存器、線路狀態(tài)寄存器等。因而它可以與大多數(shù)的cpu實(shí)現(xiàn)無縫接口，使用很方便。pc16550的功能主要包括：

     * 工作在fifo模式時(shí)，接收器/發(fā)送器自帶16字節(jié)的fifo存儲器，減少了中斷cpu的次數(shù)；

     * 串行數(shù)據(jù)位數(shù)可編程，起始位、停止位的長度，奇偶校驗(yàn)位的有無可以分別控制；

     * 可分別產(chǎn)生數(shù)據(jù)的接收/發(fā)送、線路狀態(tài)等