摘要：提出了兩個(gè)微機(jī)串口與DSP處理器（TMS320VC5402）HPI（Host Port Interface）口通信問題的解決方案，該方案采用單片機(jī)（AT89C2051）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串/并、并/串轉(zhuǎn)換，并控制DSP的HPI實(shí)現(xiàn)共享總線。給出了硬件連接電路和用FPGA作為總線仲裁器的設(shè)計(jì)思路，介紹HPI口的操作過程，單片機(jī)與微機(jī)串口之間通信的硬件設(shè)計(jì)方法。

    關(guān)鍵詞：DSP 單片機(jī) HPI 串行通信 FPGA

本文所介紹的是我所正在研制的衛(wèi)星CDMA接收機(jī)未端DSP與微機(jī)串口通信的接口電路。由于CDMA接收機(jī)支持兩個(gè)獨(dú)立CDMA信道的接收，并將兩路解調(diào)后的數(shù)據(jù)分別經(jīng)串口送至不同的計(jì)算機(jī)做后續(xù)的處理，故接收機(jī)需要帶兩個(gè)RS232接口。

微機(jī)的異步串口與DSP處理器通信的方法通常有三種，第一種方法是采用異步通信芯片擴(kuò)展串口，如用TI公司的TL16C550完成數(shù)據(jù)的串/并、并/串變換。由地TL16C550提供了豐富的控制管腳和應(yīng)答信號(hào)，對(duì)其只需設(shè)置一些寄存器就可以進(jìn)行靈活的控制，故編程比較簡單，但對(duì)其數(shù)據(jù)的讀取或?qū)懭雱t需要用到DSP的數(shù)據(jù)總線。第二種方法是將DSP的I/O口XF和BIO，或者將DSP的McBSP口用軟件模擬成異步串口。用這種方法，雖然DSP與微機(jī)串口之間無需串/并變換器件，硬件構(gòu)成十分簡單，但DSP的編程比較復(fù)雜，用I/O口線模擬串口需要占用兩個(gè)定時(shí)器資源，并且只有在DSP操作不繁忙的情況下這種方法才可行。第三種方法是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串/并、并/串轉(zhuǎn)換。與第一種方法相比較，這種方法增加了對(duì)單片機(jī)的編程，但單片機(jī)可以作為控制器操作DSP的HPI口，對(duì)DSP存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)上發(fā)可完全由單片機(jī)發(fā)起，DSP幾乎無需作任何操作，也無需用到數(shù)據(jù)總線。在DSP處理過程復(fù)雜、運(yùn)算量大的情況下，這種方法特別有用。

在本系統(tǒng)中，我們采用的DSP處理器是高性能、低功耗的TMS320VC5402，用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的MAC層控制和數(shù)據(jù)的編、解碼工作，處理器的工作量很大。另外DSP數(shù)據(jù)總線需要與作為基帶處理器的FPGA芯片（APEGEP20K600E）交換數(shù)據(jù)，為避免引入額外的控制邏輯實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)總線復(fù)用，采有單片機(jī)控制HPI口的方法實(shí)現(xiàn)DSP與雙串口的通信。考慮到FPGA芯片的存在及節(jié)省成本，沒有采用價(jià)格貴且需用高級(jí)仿真器開發(fā)的雙串口單片機(jī)（如DS80C320），而是采用兩片AT89C2051，并借用物理層FPGA的冗長資源作為總線仲裁器來實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

1 TMS320VC5402 HPI口結(jié)構(gòu)

TMS320VC5402上的HPI口是增強(qiáng)型的8bit主機(jī)接口（Enhanced 8 bit host port interface），專門用于與主機(jī)進(jìn)行通信，通過它主機(jī)可以訪問TMS320VC5402片仙16K的RAM空間。這一接口由一個(gè)8bit的雙向數(shù)據(jù)總線和不同的控制管腳組成，能夠支持按高、低字節(jié)傳送16bit數(shù)據(jù)。TMS320VC5402提供三個(gè)跟HPI操作相關(guān)的寄存器--地址寄存器HPIA、數(shù)據(jù)寄存器HPID和控制寄存器HPIC。TMS320VC5402只能訪問控制寄存器，而主機(jī)則對(duì)這三個(gè)寄存器都可以訪問。主機(jī)欲隨機(jī)訪問TMS320VC5402的片內(nèi)RAM，需要先發(fā)送一個(gè)16bit地址到HPI地址寄存器（HPIA），然后通過數(shù)據(jù)寄存器（HPID）訪問該地址所指向的存儲(chǔ)單元。主機(jī)欲連續(xù)訪問一段RAM空間，則要先送該段的自地址到HPIA，然后以地址自動(dòng)加一的方式訪問，即主機(jī)每訪問一個(gè)存儲(chǔ)單元后HPIA自動(dòng)指向下一個(gè)單元。

HPI接口還提供了中斷邏輯同主機(jī)進(jìn)行軟件握手。主機(jī)可通過對(duì)控制寄存器HPIC的第二位（DSPINT）置1中斷DSP芯片；DSP芯片可通過對(duì)HPIC的第三位（HINT）置1中斷主機(jī)，此時(shí)HPI的引腳HINT被置為低電平，從而向主機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求；主機(jī)還可設(shè)置HPIC的位HINT為1使HINT腳回到高電平，從而清除中斷信號(hào)。

下面給出HPI口相關(guān)管腳說明：

HD0～HD7是8位雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)P1口相連，用于交換數(shù)據(jù)。

HCNTL1/0的組合用于選擇主機(jī)所訪問的HPI寄存器，00表明主機(jī)訪問HPIC；10表明訪問HP