基于XC95108芯片實(shí)現(xiàn)DSP和ARM的并行通信系統(tǒng)的設(shè)計

在現(xiàn)代汽車電子中，一般有多個微控制器共同協(xié)調(diào)工作。DSP控制器采用哈佛結(jié)構(gòu)，運(yùn)算速度快，所以在汽車電子中廣泛采用DSP芯片來實(shí)現(xiàn)汽車動力系統(tǒng)的控制。ARM是一種32位微控制器，有豐富的外擴(kuò)接口，因此在汽車電子中一般用ARM來實(shí)現(xiàn)大容最的數(shù)據(jù)存儲和人機(jī)交互或GPS全球定位系統(tǒng)，故在DSP和ARM之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

CPLD（Complex Programmable Logic Device）是一種復(fù)雜的用戶可編程邏輯器件，由于采用硬件可編程技術(shù)，從而使沒計硬件電路也像設(shè)計軟件一樣方便。DSP2407A是T1公司設(shè)計的一款專為滿足大范圍的數(shù)字電動機(jī)控制應(yīng)用的微控制器。S3C4480是三星公司專為手持設(shè)備設(shè)計的高性價比的微控制器。本設(shè)計以Xilinx公司的XC95108為例，通過在CPLD中開辟2塊獨(dú)立的SRAM區(qū)域（各1字節(jié)）來實(shí)現(xiàn)DSP2407A與S3C4480的并行通信。采用這種通信方式，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、高速，基本可以滿足DSP2407A與S3C4480總線接口實(shí)時通信的要求，從而將整車動力控制和人機(jī)交互有機(jī)地統(tǒng)一起來。

1 整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

DSP2407A負(fù)責(zé)采集汽車所有的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)通過CPLD發(fā)給S3C44B0進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和人機(jī)交互。有時S3C4480要接收觸摸屏命令，命令也通過CPLD發(fā)給DSP2407A控制器，從而控制整臺汽車的動作。對DSP2407A，要及時響應(yīng)由S3C44B0發(fā)過來的命令；而對于S3C4480，要隨時接收DSP2407A送來的數(shù)據(jù)，這樣，雙方通信的實(shí)時性就要很強(qiáng)。因此在系統(tǒng)設(shè)計中，DSP2407A用中斷方式接收數(shù)據(jù)，S3C44BO用查詢方式接收數(shù)據(jù)。

在DSP2407A中，［DO～D7］是數(shù)據(jù)線，［A15～A12］是地址線，IS是I／0空間選通引腳，當(dāng)訪問外部的存儲器或I／O空間時為低電平。WE是寫使能，RD是讀使能。IOPC7足通用I／O引腳，用來判斷DSP2407A是否可以往CPLD寫數(shù)據(jù)。當(dāng)IOPC7為低電平時，代表DSP2407A可以往CPLD中寫數(shù)據(jù)；若為高電平，則表示CPLD中已有數(shù)據(jù)，這時DSP2407A不能往CPLD中寫數(shù)據(jù)。XINT1是外部中斷，用來通知DSP2407A準(zhǔn)備讀取CPLD中的數(shù)據(jù)。

在CPLD中，用l片XC95l08來實(shí)現(xiàn)。XC95108共有108個宏單元，有足夠的空間來實(shí)現(xiàn)2個8位的SRAM區(qū)；主要用來實(shí)現(xiàn)DSP2407A和S3C44B0之間的數(shù)據(jù)交換，沒置DSP2407A和S3C44B0讀／寫控制的狀態(tài)位。在S3C44B0中’［D0～D7］是數(shù)據(jù)線，nGCSl是芯片選擇信號，當(dāng)存儲器地址在相應(yīng)段的地址區(qū)域時芯片被激活。nWE是寫允許信號，nOE是讀允許信號。IOPF0是通用I／O口，用來監(jiān)視可否從CPLD中讀取數(shù)據(jù)：當(dāng)它為高電平時，代表CPLD中有數(shù)據(jù)，可以讀取數(shù)據(jù)；當(dāng)它為低電平時。表示CPLD中無數(shù)據(jù)可讀取。IOPF1是通用I／O口，用來監(jiān)視可否向CPLD中寫數(shù)據(jù)：當(dāng)它為高電平時，代表CPLD中無數(shù)據(jù)，可以向CPLD中寫數(shù)據(jù)；當(dāng)它為低電平時，代表CPLD中已有數(shù)據(jù)，S3C44B0不能向CPLD中寫數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 CPLD的設(shè)計

采用Xilinx ISE8．1為設(shè)計工具，用國際上通用的VHDL語言來編寫源程序。

2.1 8位數(shù)據(jù)從DSP中傳送到ARM中

當(dāng)［A15～A12］是1100時，DSP2407A開始向CPLD中寫數(shù)據(jù)，并置dspsign_write和armsign_read為1；表示CPLD中已經(jīng)有數(shù)據(jù)了，通知S3C4480可以讀取數(shù)據(jù)和DSP2407A暫時不能向CPLD中寫數(shù)據(jù)；同時將數(shù)據(jù)寫入鎖存器sraml中。

當(dāng)ARM發(fā)出讀取數(shù)據(jù)信號，開始將數(shù)據(jù)從sraml中讀出，并且置dspsign_write和armsign_read為0時，表示CPLD中沒有數(shù)據(jù)了，DSP2407A可以向CPLD中重新寫數(shù)據(jù)。

2．2 8位數(shù)據(jù)從83CA480中傳送到DSP2407A中

當(dāng)S3C4480向CPLD寫數(shù)據(jù)時，將數(shù)據(jù)寫入到鎖存器sram2中，同時置dsp_int為0，通知DSP2407A產(chǎn)生一個外部中斷，可以從CPLD中取數(shù)據(jù)；置armsign_write為0，表示CPLD中已有數(shù)據(jù)，S3C4480不能再向CPLD中寫數(shù)據(jù)。

當(dāng)［A15～12］是1101時，DSP2407A向CPLD中發(fā)出一個讀取信號，數(shù)據(jù)從鎖存器sram2傳送給DSP2407A中，并且置dsp_int為1，armsign_write為l，表示數(shù)據(jù)已被DSP2407A讀走，S3C4480可以繼續(xù)向CPLD中寫數(shù)據(jù)。

3 S3C4480和DSP2407A通信軟件設(shè)計

在本程序中，DSP2407A采用中斷方式接收數(shù)據(jù)，S3C4480采用查詢端口方式接收數(shù)據(jù)。

（1）DSP2407A程序

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