CY7C68001與TMS320VC5416的接口設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯CY7C68001與TMS320VC5416的接口設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用近年來，隨著數(shù)字信號技術(shù)的發(fā)展，需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，處理的速度也越來越快，因此具有高速性能DSP芯片的應(yīng)用得到了廣泛重視。而通過DSP處理的數(shù)據(jù)往往要傳輸給PC機(jī)進(jìn)行存儲和再處理，那么就必須研究DSP與PC機(jī)之間的高速通信問題，所以今年發(fā)展起來的USB2.0技術(shù)及其高速易擴(kuò)展等特點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用，本文就是使用USB2.0芯片CY7C68001和DSP芯片TMS320VC5416來實(shí)現(xiàn)DSP與PC機(jī)通信的。1CY7C68001芯片特點(diǎn)描述CY7C68001是用來連接微處理器或DSP的DMA從裝置，其內(nèi)部不含微處理器；集成有USB2.0收發(fā)器（物理層）、USB2.0串行接口引擎SIE（鏈路層、實(shí)現(xiàn)底層通信協(xié)議）、4kB的FIFO和電壓調(diào)節(jié)器、鎖相環(huán)；支持高速（480Mb/s）或全速（12Mb/s）傳輸；3.3V操作電壓，24MHz外部振蕩頻率；可以選擇8位或16位總線方式；具有同步與異步的FIFO接口；他可以向用戶提供足夠的端口，緩沖區(qū)和傳輸速度，提供USB2.0協(xié)議要求的全部4種傳輸方式（控制傳輸、中斷傳輸、批量傳輸和同步傳輸），可以滿足用戶對各種類型數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。片上的串行接口處理器（SIE）能完成大部分的USB協(xié)議操作，使用戶可以擺脫復(fù)雜的協(xié)議細(xì)節(jié)，簡化了用戶配置代碼，加快了程序開發(fā)過程。但是由于采用的是不帶MCU內(nèi)核的USB接口芯片，USB的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)該由TMS320VC5416編程實(shí)現(xiàn)，USB固件的加載必須靠DSP控制CY7C68001完成。2CY7C68001芯片寄存器2.1CY7C68001配置寄存器USB的配置寄存器主要有IFCONFIG，F(xiàn)LAGSAB，F(xiàn)LAGSCD，POLAR，REVID。IFCONFIG配置USB的接口方式；FLAGSAB與FLAGSCD確定FLAGX所代表的狀態(tài)；POLAR確定FIFO接口信號的極性；REVID讀版本號。2.2ENDPOINT配置寄存器配置USB四個(gè)節(jié)點(diǎn)，主要有EPxCFG，EPxPKTLENH與EPxPKTLENL，EPxPEH與EPxPEL，EPxISOINPKTS幾類寄存器（x的值為2，4，6，8）：EPxCFG配置每一個(gè)Endpoint的類型；EPxPKTLENH與EPxPKTLEN設(shè)置每個(gè)節(jié)點(diǎn)包的大??；EPxPFH與EPxPFL確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可編程的標(biāo)志位；EPxISOINPKTS確定等時(shí)同步傳輸時(shí)，每一幀的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)。2.3狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器有EP24FLAGS與EP68FLAGS；EP24FLAGS確定節(jié)點(diǎn)2與4的FIFO的狀態(tài)；EP68FLAGS確定節(jié)點(diǎn)6與8的FIFO的狀態(tài)。2.4USB幀狀態(tài)寄存器USB總線配置寄存器主要有USBFRAMEH、USBFRAMEL、MICROFRAME、FNADDR來確定USB每一幀的狀態(tài)，USBFRAMEEH/L寄存器確定每一幀的數(shù)據(jù)長度；MICROFRAME寄存器確定每一個(gè)微幀的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；FNADDR寄存器保存自舉時(shí)的7位地址。2.5節(jié)點(diǎn)0（Endpoint0）操作寄存器節(jié)點(diǎn)0（Endpoint0）操作寄存器主要包括FP0BUF，SETUP，EP0BC三個(gè)寄存器：EP0BUF寄存器是節(jié)點(diǎn)0的緩沖寄存器，通過他可以完成對節(jié)點(diǎn)0數(shù)據(jù)的訪問；SETUP寄存器從計(jì)算機(jī)接收set－up數(shù)據(jù)包；EP0BC，節(jié)點(diǎn)0中的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。2.6其他寄存器INPKTEND/FLUSH寄存器強(qiáng)制數(shù)據(jù)包結(jié)束或清空FIFO；INTERRUPTS寄存器為中斷使能寄存器；DESC寄存器可以完成對描述表的操作。3TMS320VC5416與CY7C68001的硬件接口本設(shè)計(jì)將CY7C68001配置在TMS320VC5416的I/O空間，采用CY7C68001的并行異步讀寫方式完成二者之間數(shù)據(jù)和命令的交換。其原理框圖如圖1所示。

CY7C68001除了存儲器接口外，還有1個(gè)中斷信號USBINT反和4個(gè)狀態(tài)信號（READY，F(xiàn)LAGA，F(xiàn)LAGB和FLAGC），中斷信號USBINT反，擴(kuò)展總線的XINT2反，操作復(fù)用TMS320VC5416的外部中斷INT2反被配置在系統(tǒng)狀態(tài)寄存（sysstat1）中，可由TMS320VC5416查詢，以確定真正的中斷源，狀態(tài)信號READY，F(xiàn)LAGA，F(xiàn)LAGB和FLAGC配置在本系統(tǒng)狀態(tài)寄存器0（sysstat0）中，可由TMS320VC5416查詢，由于采用了CPLD，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)充性。在實(shí)際操作中，由于通信速度達(dá)到了480Mb/s，所以采用4層板設(shè)計(jì)，而且對電源要進(jìn)行很好的退耦處理，對DSP所需的16MHz有源晶振和CY7C68001用到的24MHz有源晶振要進(jìn)行鋪銅處理。4TMS320VC5416對CY7C68001的操作CY7C68001有2個(gè)外部接口：（1）命令接口：用來訪問CY7C68001寄存器、Endpoint0緩沖器及描述表；（2）FIFO數(shù)據(jù)接口：用來訪問4個(gè)1kB的FIFO中的數(shù)據(jù)。這兩個(gè)外部接口均可以通過同步或異步的方式進(jìn)行訪問。在本系統(tǒng)中均采用異步的方式進(jìn)行訪問的，命令口的命令字：

AD：地址/數(shù)據(jù)選擇，為0時(shí)表示本操作為數(shù)據(jù)讀或?qū)?，?時(shí)表示本操作為地址寫；R/W：讀/寫操作選擇，為0時(shí)進(jìn)行寫，為1時(shí)進(jìn)行讀；D[5：0]：地址/數(shù)據(jù)，當(dāng)AD＝0時(shí)，D[3：0]為數(shù)據(jù)半字節(jié)，D[5：4]未用，命令字為8位，故命令字?jǐn)?shù)據(jù)分二次讀出或?qū)懭?；?dāng)AD＝1時(shí)，D[5：0]包含將要尋址的命令寄存器的地址。4.1命令口的讀/寫操作系統(tǒng)中CY7C68001作為TMS320VC5416的外設(shè)，占用TMS320VC5416的I/O空間，地質(zhì)為0x0007－0x0000。地址分配如下：FIFO2，F(xiàn)IFO4，F(xiàn)IFO6，F(xiàn)IFO8和命令口的地址分別為000，001，010，011，100，而地址101，110，111則保留。CY7C68001的地址線FIFOADR[2：0]為100B時(shí)，選中CY7C68001的命令口。通過CY7C68001的命令口，可以訪問37個(gè)寄存器、Endpoint0緩沖器（64個(gè)字節(jié)FIFO）和描述表（500個(gè)字節(jié)FIFO）等，如果將Endpoint0緩沖器和描述表也看成是寄存器，那么單個(gè)命令口下內(nèi)含了眾多的寄存器，對這些寄存器進(jìn)行讀/寫訪問采用二次尋址方式，即首先通過命令口將要尋址寄存器子地址和操作類型（讀操作還是寫操作）寫入，然后再通過命令口將數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭胂鄳?yīng)的寄存器，寫入命令口的內(nèi)容稱為命令字，命令字包含要尋址的寄存器的子地址，或是要寫入寄存器數(shù)據(jù)的高位4位或低4位，讀命令口必須在給命令口寫入命令字之后，所讀出的為相應(yīng)寄存器的8位數(shù)據(jù)。在這里，對寄存器的操作均以8位數(shù)據(jù)寬度進(jìn)行。4.1.1TMS320VC5416對CY7C68001寄存器的寫操作過程（1）將TMS320VC5416對I/O空間訪問的等待周期設(shè)為7；（2）通過檢查系統(tǒng)狀態(tài)寄存器0（sysstat0）位2（USBRDY）等待CY7C68001的Ready線變高；

（3）尋址CY7C68001命令口（3位地址必須為100B），將10xx，xxxxB寫命令字寫入命令寄存器（xx，xxxxB代表需尋址的寄存器的子地址）；（4）通過檢查系統(tǒng)狀態(tài)寄存器0（sysstat0）位2（USBRDY）等待CY7C68001的Ready線變高；（5）尋址CY7C68001命令口（3位地址必須為100B），將0xxx，D7D6D5D4B數(shù)據(jù)高4位命令字寫入命令寄存器（D7D6D5D4B代表要寫入的數(shù)據(jù)的高4位）；（6）通過檢查系統(tǒng)狀態(tài)寄存器0（sysstat0）位2（USBRDY）等待CY7C68001的Ready線變高；（7）尋址CY7C68001命令（3位地址必須為100B），將0xxx，D3D2D1D0B數(shù)據(jù)低4位命令字寫入命令寄存器（D3D2D1D0B代表要寫入的數(shù)據(jù)的低4位）。4.1.2TMS320VC5416對CY7C68001寄存器的讀操作過程（1）TMS320VC5416對I/O空間訪問的等待周期設(shè)為7；（2）通過檢查系統(tǒng)狀態(tài)寄存器0（sysstat0）位2（USBRDY）等待CY7C68001的Ready線變高；（3）尋址CY7C68001命令口（3位地址必須為100B），將11xx，xxxxB讀命令字寫入命令寄存器（xx，xxxxB代表需尋址的寄存器的子地址）；（4）等CY7C68001申請TMS320VC5416的外部中斷XINT2反；（5）尋址CY7C68001命令口（3位地址必須為100B），讀CY7C68001命令口。4.2FIFO數(shù)據(jù)接口的操作對數(shù)據(jù)接口的寫操作用到了SX2_FifoWriteSingle（）函數(shù)，負(fù)責(zé)向USB的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中寫數(shù)據(jù)，由于這個(gè)寫程序是在主頻為160MHz時(shí)的設(shè)置，為了滿足數(shù)據(jù)保持時(shí)間為10ns，需要清空流水線，加入3個(gè)空操作NOP，I/O系統(tǒng)的等待周期為2個(gè)；對數(shù)據(jù)接口讀操作用到了函數(shù)SX2_FifoReadSingle（），例如從端口4讀一個(gè)字節(jié)POPMAHPOPMALPSHMALPSHMAHSUB＃1，ABCfifo_r3rd，ANEQPORTRusbfifo4，＊AR0POPMAHPOPMALBfifoReadExit另外，程序中用到了中斷函數(shù)int2_isr（），在讀周期，主機(jī)申請讀寄存器的值，此時(shí)產(chǎn)生中斷，從SX2讀進(jìn)數(shù)據(jù)；5USB的編程5.1USB的初始化CY7C68001有E2PROM自舉和通過DSP自舉2種自舉方式，在本系統(tǒng)中這兩種方式均可以，一般采用E2PROM來進(jìn)行USB的初始化，在E2PROM中初始化的順序如下：0xC4通知EZ_USBSX2有一個(gè)有效的E2PROM存在；IFCONFIG設(shè)置IFCONFIG寄存器，其函數(shù)為Write_SX2reg（）；POLAR設(shè)置各個(gè)信號的極性，其中SLOW，SLRD，SLWR只能由E2PROM來配置；Descriptor是否從E2PROM中裝入初始化表。當(dāng)值為0xc4時(shí)裝入，反之等待Master裝入；DescriptorLength這是兩個(gè)字節(jié)的空間，指示E2PROM中Descriptor的長度；DescriptorData描述表的內(nèi)容，其函數(shù)為Load_descriptors（）。USB的編程主要分為2個(gè)部分，一是HOST方面驅(qū)動程序的編寫，一是有關(guān)DSP與USB數(shù)據(jù)與命令的交換，5.2HOST端程序HOST端需要編寫USB設(shè)備驅(qū)動程序和應(yīng)用程序。USB設(shè)備驅(qū)動程序主要是通過調(diào)用微軟的USBD.SYS來實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與USB總線的數(shù)據(jù)交換。因而USB設(shè)備驅(qū)動程序主要完成的功能如下：（1）對相應(yīng)的USB設(shè)備建立設(shè)備驅(qū)動對象并完成對USB設(shè)備的初始化；（2）完成USB設(shè)備的即插即用功能；（3）完成USB設(shè)備電源的管理；（4）實(shí)現(xiàn)對USBD.SYS的調(diào)用，完成對USB設(shè)備的控制與數(shù)據(jù)的交換；（5）實(shí)現(xiàn)對USB通訊措施的處理。USB設(shè)備應(yīng)用程序主要用到以下幾個(gè)函數(shù)：OpenDriver（）打開驅(qū)動程序；CloseDriver（）關(guān)閉驅(qū)動程序；Sx2GetDeviceDesc（）獲取描述表；Sx2GetconfigDesc（）獲取配置說明；Sx2GetPipeInfo（）獲取接口信息；Sx2SendVendorReq（）向USB發(fā)送請求；Sx2BulkdataTrans（）在PC和USB間傳遞數(shù)據(jù)。5.3TMS320VC5416端程序TMS320VC5416是通過其