ARM/DSP双核系统的通信接口设计

章节　　嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。早期的嵌入式系统硬件核心是各种类型的8位和16位单片机;而近年来32位处理器以其高性能、较低价格，获得了普遍的应用于。近年来，又经常出现了另一类数据密集处置型芯片DSP。

DSP由于其类似的结构、专门的硬件乘法器和类似的指令，使其能较慢地构建各种数字信号处理及符合各种低实时性拒绝。随着现代嵌入式系统的复杂度更加低，操作系统已沦为嵌入式系统不可缺少的部分。免费的嵌入式操作系统，如Linux等，随着自身大大的提高，获得了飞速的发展。

Linux是一个免费的、强劲的、可信赖的、具备可伸缩性与扩充性的操作系统。Linux构建了许多现代化操作系统的理论，并且反对原始的硬件驱动程序、网络通信协议与多处理器的架构，其源码的公开发表更加不利于操作系统嵌入式应用。　　基于上述分析，笔者研发了基于ARM和DSP芯片的双核嵌入式系统。

系统充分利用了ARM和DSP的各自特点，既可以用于ARM和DSP芯片展开协同研发，也可以利用ARM或DSP展开独立国家研发。操作系统搭配了Linux，借以充分发挥系统的效能。　　1系统的总体设计　　由于ARM芯片的掌控性能较强，在嵌入式系统中ARM主要用作掌控和少量的数据处理。这样，一方面拒绝CPU要低功耗和有充足的时钟频率来运营操作系统，以符合便携式的拒绝;另一方面也拒绝其有充足种类的模块，借以性能的拓展。

基于以上考虑到，在研发平台中搭配HY7202作为CPU。　　DSP作为数据运算部分，可以充分发挥其对数字信号处理的独有优势。

TI公司的C54xx系列16位定点DSP以其高性价比广泛应用于各类通信、便携式应用于当中。考虑到对数字视频和数字图像等大数据吞吐量应用于场合的处置拒绝，搭配TI公司的TMS320C5416芯片。

其时钟频率最低可超过206MHz，系统总体框图如图1右图。　　　　图1系统整体硬件结构框图　　系统软件平台结构如图2右图，软件平台分ARM部分和DSP部分，以及ARM和DSP的模块软件设计部分。

ARM部分以Hynix公司PATCH的ARMLinuxVersion2.4.18为操作系统，并在此基础之上重制Linux标准库GLIBC、LIBJPG、LIBPNG、IMLIB、LIBWWW、LIBFLASH及汉字库。图形界面以Microwindows0.9及其控件库FLNX获取嵌入式图形界面平台。

系统平台具备强劲的网络通信功能，通过平台WEBSERVER、FTP、TELNET、INETD等网络工具和应用程序能便利地研发基于Internet的网络终端、远程控制、远程数据采集、远程数据处理产品。在应用程序层上，系统平台构建窗口管理程序，全中文化网络浏览器（反对HTML、XML），Flash播放器（反对Flash4、Flash5、Flash6），文本编辑器，游戏等用作PDA研发，机顶盒网际网路解决方案，以及可用作嵌入式数据采集、处置的虚拟世界示波器等。　　　　图2系统软件的总体结构　　DSP部分通过获取原始的HPI驱动程序（DSP部分）及通信协议，通过减少适当数据处理程控制算法程序，利用HPI并行接口与主机ARM通信展开数据交换，可用作各种实时处理，掌控领域。

　　此外，DSP和ARM可以各自作为独立国家的系统用于，它们皆有原始的子系统软件。子系统之间联系的核心是DSP器件本身具有的HPI模块。　　2ARM和DSP的通信接口设计　　（1）DSP的HPI口讲解　　HPI是TMS320C54X等芯片获取的一种分段端口，专门用作DSP和外部主机分段通信。HPI模块有标准HPI模块和增强型HPI模块。

对于C5416和C5420DSP器件，它们的主机模块为增强型主机模块。标准HPI模块是一个8位总线模块，通过2个8位字节人组在一起构成1个16字。增强型HPI模块分8位和16位两种。8位增强型主机模块和标准HPI模块操作者时序一样，主要区别在于标准型不能采访2KB专用RAM，而增强型可以采访DSP的整个RAM区。

16位增强型HPI模块使用16位总线，只要一个主机操作者就能已完成采访操作者。　　（2）HPI硬件连线　　HMS30C7202与TMS320C5416模块电路如图3右图。系统将HPI模块所有掌控寄存器、地址寄存器、数据寄存器统一编址，同构到HMS30C7202物理地址0X0C000000开始的I/O内存空间。

　　　　图3DSP和主机双向通信　　利用地址线RA［3:0］产生HPI采访所需的掌控信号。A0与A1要求采访寄存器类型。A2要求采访的是第一个字节还是第二个字节：A2＝0时，回应载入的数据为第一个字节;A2＝1时，回应载入的数据为第二个字节。

在HPI－8中所有地址线和控制线是在HDS1和HDS2的上升沿取样，而不是由HR/W要求，因此HR/W通过地址线A3回应当前操作者是读书还是写出，而数据锁存信号由nRCS3和nRW0谓之后联合产生。KSCAN［2］设置为HMS30C7202的PORTA中断输出脚，DSP通过中断方式与Linux底层HPI驱动程序通信。

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