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基于PCI總線的雙DSP系統(tǒng)及WDM驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

時間:2023-03-19 03:05:59 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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基于PCI總線的雙DSP系統(tǒng)及WDM驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

摘要:介紹了PCI總線控制芯片PCI2040的功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu),分析了基于PCI總線的雙DSP通信的硬件結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法,并描述了利用Windows2000 DDK開發(fā)WDM設(shè)備驅(qū)動程序的方法及PCI雙DSP通信驅(qū)動程序主要模塊的設(shè)計(jì)方法和編程注意要點(diǎn)。

TI公司專門推出了PCI2040橋芯片是專門針對PCI總線和DSP接口用的,本文利用它和DSP來處理視頻信號,并用雙端口RAM實(shí)現(xiàn)DSP之間的數(shù)據(jù)傳輸。

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 PCI總線控制芯片PCI2040

PCI總線是一種不依附于某個具體處理器的局部總線,它支持32位或64位的總線寬度,頻率通常是33MHz,目前最快的PCI2.0總線工作頻率是66MHz。工作在33MHz、32位時,理論上最大數(shù)據(jù)傳輸速率能達(dá)到133MB/s。它支持猝發(fā)工作方式,提高了傳輸速度,支持即插即用,PCI部件和驅(qū)動程序可以在各種不同的平臺上運(yùn)行[1]。

實(shí)現(xiàn)PCI總線協(xié)議一般有兩種方法,一是用FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),但PCI協(xié)議比較復(fù)雜,因此難度較大;二是采用PCI總線控制芯片,如AMCC公司的S5933、PLX公司的PCI9080等通用的PCI接口芯片。TI公司專門推出了針對PCI總線和DSP接口的芯片PCI2040[2],它不但實(shí)現(xiàn)了PCI總線控制的功能,而且提供了和DSP芯片無縫的接口,因而大大簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度并縮短了開發(fā)時間。

PCI2040是一個PCI-DSP橋接器件,它提供了PCI局部總線和TMS320C54X 8位主機(jī)接口(HPI)與TMS320C6X 16位主機(jī)接口的無縫連接。一片PCI2040最多能同時掛接4片DSP芯片。同時,它還提供了一個串行EEPROM接口,一個通用輸入輸出接口(GPIO)和一個16位通用總線接口(為TI JTAG測試總線控制器提供接口)[2]。PCI2040只能作為PCI目標(biāo)設(shè)備使用,不能作為PCI主設(shè)備使用;它只支持單字的讀寫,不能提供DMA操作。PCI2040能夠兼容3.3V和5V信號環(huán)境?系統(tǒng)中的3.3V和5V信號可以直接從PCI插槽中獲得。

PCI2040和TMS320C6201的接口如圖1所示。

1.2 PCI2040寄存器說明

PCI2040橋256字節(jié)的配置頭如圖2所示,HPI CSR 基地址、控制空間基地址(Control Space Base Address)值都是系統(tǒng)自動分配的。所有的PNP器件都是如此?它將控制空間映射到主機(jī)內(nèi)存,映射的空間大小為32KB。4片DSP芯片的選擇是通過解碼PCI_AD14、PCI_AD13來實(shí)現(xiàn)的,其對應(yīng)關(guān)系如表1所示。而DSP HPI寄存器的地址則是由PCI_AD12和PCI_AD11來決定的,其對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

圖1 PCI2040和TMS320C6201的接口

表1 DSP選擇

AD[14:13]

TMS320C6x DSP

00

HCS0(選擇第一塊DSP)

01

HCS1(選擇第二塊DSP)

10

HCS2(選擇第三塊DSP)

11

HCS3(選擇第四塊DSP)

表1 HPI寄存器映射

AD[12:11]

TMS320C6x HPI Register

00

HPI控制寄存器

01

HPI地址寄存器

10

HPI自增數(shù)據(jù)寄存器

11

HPI數(shù)據(jù)寄存器

因此,DSP與主機(jī)交換數(shù)據(jù)的過程,也就是讀寫HPI寄存器的過程。也就是說,通過主機(jī)訪問DSP板上資源,只需要將相應(yīng)地址賦予HPIA寄存器中,然后讀寫數(shù)據(jù)就可以通過HPID寄存器。具體描述如下:

(1) 初始化PCI2040內(nèi)部配置寄存器,指向特定的DSP(因?yàn)楸鞠到y(tǒng)有兩塊DSP和PCI2040相連),指定數(shù)據(jù)傳輸寬度為16位。

(2) 分配HPI CSR基地址和控制空間基地址,允許PCI2040進(jìn)行內(nèi)存映射或I/O端口映射。值得注意的是,PCI2040控制空間只能映射在主機(jī)的內(nèi)存空間里,不能映射在I/O空間。以上兩步都由驅(qū)動程序完成。

(3) 脫離復(fù)位狀態(tài)后,PCI2040解碼從PCI總線來的地址,以此來做出響應(yīng)。若落入32KB的控制空間中,則根據(jù)PCI_AD12、PCI_AD11及PCI_AD14、PCI_AD13片選情況訪問相應(yīng)HPI寄存器。

(4)設(shè)定HPI控制寄存器中的BOB位,選擇正確的高低16位排列方式。

(5)主機(jī)開始對HPI寄存器進(jìn)行讀寫。

1.3 雙DSP系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本文所采用的雙DSP系統(tǒng)主要用來處理視頻信號及高速數(shù)據(jù)采集,該系統(tǒng)是基于TMS320C6201 DSP和PCI2040而設(shè)計(jì)的。此卡的主要功能是:(1)采集視頻信號或其他模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后,交給DSP進(jìn)行相應(yīng)處理,然后將處理后的數(shù)據(jù)通過PCI2040經(jīng)PCI總線存放在計(jì)算機(jī)硬盤上或者直接存儲到板上RAM中,然后通過PCI總線將視頻數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)后顯示。(2)兩塊DSP之間的通信可以通過McBSP或雙端口RAM。

該系統(tǒng)的特點(diǎn)有:兩塊TMS320C6201 DSP,處理能力可達(dá)3200MIPS;每片C6201帶512K SBSRAM,256KB FLASH;16KB高速雙口RAM用于兩塊C620

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