HPI接13的視頻數據傳輸系統設計

引 言
在視頻監控、遠程視頻播放等系統中，通常需要將視頻圖形數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到遠程處理機上。作為數字信號處理專(zhuān)用處理器，DSP雖然在視頻壓縮等方面有很大的優(yōu)勢，但對諸如任務(wù)管理，網(wǎng)絡(luò )通信等功能的實(shí)現較困難。運行于通用嵌入式處理器的Linux操作系統，開(kāi)源，可以根據需要修改內核，支持各種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，并且其任務(wù)調度機制性能卓越。綜合二者的優(yōu)點(diǎn)，嵌入式視頻平臺可以由DSP完成圖形處理功能，并通過(guò)高速接口把視頻數據傳輸給嵌入式微處理器，然后由嵌入式Linux系統完成網(wǎng)絡(luò )傳輸功能。
目前DSP與微處理器之間的高速通信方式有以下幾種：共享內存，此種技術(shù)對軟硬件的設計要求都非常高，同樣效率也最高；通用高速總線(xiàn)接口，如PCI、USB等，這種類(lèi)型的通信方式采用復雜的鏈路協(xié)議，軟件設計困難；專(zhuān)用接口，如TI公司DSP提供的HPI(Host Port Inter-face)。本文研究了TMS320E)M642的HPI接口，并提出一種在TMS320DM642和AT91RM9200間高速通信的軟硬件實(shí)現方案。通過(guò)HPI接口，TMS320DM642可以高速地將實(shí)時(shí)視頻數據傳輸給AT91RM9200；在A(yíng)T91RM9200上，Lnux驅動(dòng)實(shí)現存儲器映射I／O和物理內存重映射，避免了視頻數據在應用程序與內核之間的二次拷貝，提高了應用程序的網(wǎng)絡(luò )發(fā)包效率。

1 HPI接口硬件設計
HPI是一種并行接口，支持32位(HPl32)和16位(HPll6)數據總線(xiàn)，通過(guò)HPI的數據寄存器(HPIDA、HlPIDF)，ARM可以間接存取DSP的存儲空間。在DSP內部，數據從存儲單元到HPI數據寄存器的傳輸，是由EDMA(增強DMA)控制器完成的。
HPI控制器的外圍引腳包括HD[0-31]、數據總線(xiàn)。HCNTL[O-1]是寄存器訪(fǎng)問(wèn)控制線(xiàn)，HPI控制器有4個(gè)寄存器，通過(guò)這兩根控制線(xiàn)，DSP可以確定ARM要訪(fǎng)問(wèn)的寄存器。其中，HPIA地址寄存器，存放當前訪(fǎng)問(wèn)單元的地址；HPIC為控制寄存器，實(shí)現各種控制命令；HPIDA自增長(cháng)數據寄存器，每訪(fǎng)問(wèn)一次該寄存器HPIA的內容加4；HPIDF固定地址數據寄存器，與HPIDA不同之處在于，訪(fǎng)問(wèn)該寄存器后HPIA的內容不變。HHWIL，高低位訪(fǎng)問(wèn)控制線(xiàn)，它只用于HPll6模式中，該控制引腳決定寄存器的高或低16位被主機訪(fǎng)問(wèn)。HR／nW，HPI控制器4個(gè)寄存器的讀寫(xiě)控制線(xiàn)。HDSl、HDS2和HCS，其中HDSl、HDS2可連接ARM的讀、寫(xiě)控制線(xiàn)，HCS連接ARM的nCS7片選線(xiàn)，三者在DSP內部組合形成一個(gè)HSTROBE信號，當HCS低有效并且HDSl或HDS2的讀或寫(xiě)低有效，決定數據寄存器(HPIDA、HPIDF)的讀或寫(xiě)操作。HAS，地址鎖存線(xiàn)，當主機的地址線(xiàn)與數據線(xiàn)復用時(shí)，主機可用該控制線(xiàn)通知。DSP鎖存地址；其他不用該控制線(xiàn)情況時(shí)，應接高電平。nHRDY，DSP輸出線(xiàn)，表示HPI總線(xiàn)是否可訪(fǎng)問(wèn)。nHINT，中斷輸出線(xiàn)，用于中斷ARM。
DSP與ARM接口電路如圖1所示。采用HPI16模式，16根數據線(xiàn)通過(guò)16245數據隔離器接到ARM數據總線(xiàn)的低16位，將HPI的片選空間置于A(yíng)RM的nCS7片選線(xiàn)上，HR／nW讀寫(xiě)信號經(jīng)反向器接到ARM的AB4地址線(xiàn)，HCNTL[O-1]與ARM的地址線(xiàn)AB[2-3]相連，則HPI的4個(gè)寄存器的讀基地址為0x80000000，寫(xiě)基地址為0x80000010。在A(yíng)RM端從這兩個(gè)地址開(kāi)始訪(fǎng)問(wèn)，相應地對HPI 4個(gè)寄存器訪(fǎng)問(wèn)。