TI的54xxDSP是一種定點(diǎn)DSP系列芯片，產(chǎn)生應(yīng)用于各種信號處理系統(tǒng)，特別是語音信號處理系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，通常由兩部分組成。一部分為DSP子系統(tǒng)，這是整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要完成采樣、數(shù)字信號處理以及輸出等功能；另一部分為單片機(jī)子系統(tǒng)，進(jìn)行交互界面的控制，如鍵盤和顯示。兩個(gè)子系統(tǒng)不是各自孤立的，需要進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)交換。本文主要討論DSP和51單片機(jī)之間通過HPI接口進(jìn)行連接的設(shè)計(jì)方法，給出硬件連接以及軟件編程方法。

    DSP HPI 單片機(jī)

　　TMS320C54xx是TI公司針對音頻信號處理領(lǐng)域推出的一種定點(diǎn)DSP系列芯片，已經(jīng)在很多語音信號處理系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在這些系統(tǒng)中，通常包　含DSP和單片機(jī)兩個(gè)子系統(tǒng)。DSP系統(tǒng)作為從設(shè)備，完成采樣、計(jì)算等功能；單片機(jī)系統(tǒng)作為主設(shè)備，完成交互界面的控制。主從設(shè)備之間也要以一定的方式接口，來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。下面就介紹DSP和單片機(jī)之間的接口技術(shù)。
這里單片機(jī)選擇的是MCS-51系列。51系列是一種很經(jīng)典的單片機(jī)，20多年來一直久盛不衰。而且Intel通過授權(quán)51內(nèi)核，出現(xiàn)很多第三方生產(chǎn)的51系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品一般都具有較高的時(shí)鐘頻率和較大的存儲(chǔ)空間，而且還能運(yùn)動(dòng)嵌入式操作系統(tǒng)。這些都極大地提高了它的性能，擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。
DSP芯片中的HPI（主機(jī)接口）是為了滿足DSP與其它的微處理器接口而專門設(shè)計(jì)的。它分為HPI-8和HPI-16，分別針對具有8位和16位數(shù)據(jù)線的單片機(jī)。每一種又分為標(biāo)準(zhǔn)型和增強(qiáng)型。兩值得的區(qū)別在于標(biāo)準(zhǔn)型只可以訪問固定的地址空間，而增強(qiáng)型可以訪問整個(gè)DSP的片內(nèi)存儲(chǔ)器。這里以增強(qiáng)型的HPI8為例為說明。

　　1 硬件設(shè)計(jì)

　　1.1 時(shí)序匹配

　　HPI8總共有18根信號線。其中數(shù)據(jù)線8根（HD0～HD7）,其余10根都是控制線，如表1所列。（詳細(xì)情況查看參考文獻(xiàn)[1]。）

　　表1 HPI接口信號及功能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　�、貶AS：在數(shù)據(jù)線和地址復(fù)用的MCU中，與ALE信號連接，在下降沿鎖存HBIL、HCNTL0/1、HR/W，因數(shù)這些信號通常與地址線連接。如果MCU的數(shù)據(jù)線和地址線沒有復(fù)用，則應(yīng)該接高電平。

　�、贖DS1、HDS2：數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序控制。時(shí)序見圖1，即下降沿傳輸開始，上升沿傳輸結(jié)束。另外如果不使用HAS（即接高電平），也可以配合HCS對HBIL、HCNTL0/1、HR/W進(jìn)行鎖存。

　　③HCNTL0/：選擇HPI內(nèi)部寄存器，如表2所列。

　　表2 HPI內(nèi)部寄存器的選擇方式
　　

　　1．2 電平匹配

　　54xxDSP的外部I/P引腳用的是3.3V的邏輯電平，而大部分51鄭易里片機(jī)用的是5V的邏輯電平。前者輸出高電平，最小值為2.4V；后者輸入高電平，最小值為2.0V。所以前者的輸出可以直接接到才者的輸入。但是前者允許輸入高電平最大值為3.6V，而后者的輸出高電平一般都在4.6V以上。所以前者的輸入和后者的輸出不能直接連接，需要做電平轉(zhuǎn)換。如果引腳數(shù)量少，可以直接用三極管電阻來轉(zhuǎn)換。這里由于引腳較多，所以選用TI74LVC16245A芯片來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

    74LVC16245A是TI公司的一種16位雙向總線收發(fā)器。它可以接收高達(dá)5.5V的高電平，而輸出的高電平可以達(dá)到3.3V左右，內(nèi)部包括16路如圖2所示的結(jié)構(gòu)單元。

　　圖2中G為使能端，低電平有效；DIR為方向控制端，高電平A→B，低電平B→A。另外要注意，74LVC 16245A的操作電壓引腳VCC應(yīng)該接3.3V。
整個(gè)硬件連接如圖3所示。

　　2 軟件設(shè)計(jì)

　　HPI的數(shù)據(jù)傳輸分為兩部分：外部傳輸和內(nèi)部傳輸。外部傳輸是指主機(jī)和HPI寄存器之間的傳輸，由主機(jī)發(fā)出指令完成。內(nèi)部傳輸是指HPI寄存器和DSP內(nèi)部RAM之間的傳輸，由DSP內(nèi)部的DMA控制器自動(dòng)完成。主機(jī)在進(jìn)行外部傳輸時(shí)，要先檢查內(nèi)部傳輸是否完成，這是通過檢測HRDY信號實(shí)現(xiàn)的。外部傳輸操作的一般步驟是：


　　*檢查HRDY信號的電平。為高，表示可以進(jìn)行傳輸；為低，表示DSP正在進(jìn)行內(nèi)部傳輸，此時(shí)不能進(jìn)行外部傳輸。
　　*主機(jī)發(fā)出指令，設(shè)置HCNTL0、HCNTL1、BHIL、HR/W信號的狀態(tài)，以確定讀或?qū)懙募拇嫫饕约白止?jié)的選擇。
　　*主機(jī)發(fā)出時(shí)序控制信號，按照圖1所示的時(shí)序進(jìn)行操作，從而完成一次外部傳輸。　　

　　編程時(shí)還要注意以下問題。

　�、儆捎贒SP的數(shù)據(jù)是16位，而單片機(jī)的數(shù)據(jù)是8位，所以單片機(jī)要分兩次將數(shù)據(jù)傳給DSP，即將16位的數(shù)據(jù)分成兩個(gè)字節(jié)來傳輸。這時(shí)，可以通過控制HPI口的HBIL信號來指定此次傳輸?shù)氖堑?個(gè)還是第2個(gè)字節(jié)。另外，還要通過HPI的控制寄存器（HPIC）中的BOB位