HPI接口在TI SOC的應用

摘要

本文從總體上介紹HPI(Host Peripheral Interface)接口的工作模式，與上位主機的連接方式，主機訪(fǎng)問(wèn)的操作流程;歸納了應用當中常見(jiàn)問(wèn)題，并提供了分析解決辦法。

簡(jiǎn)介

HPI 接口是TI 為處理器之間直接互連通訊定義的一種異步接口，大多數TI DSP 芯片上都有HPI 接口。HPI 接口是從(Slave)端口，接在主機的擴展內存總線(xiàn)上，DSP 不能通過(guò)HPI 向主機(Host)的訪(fǎng)問(wèn)，只能被主機讀寫(xiě)。兩個(gè)DSP 的HPI 接口之間不能通訊。兩個(gè)DSP 之間互連，可以將一個(gè)DSP(從)的HPI 接到另一個(gè)DSP(主)的擴展內存接口(EMIF)上[1]。

1. HPI 工作模式

不同系列DSP 上的HPI 接口版本有所不同，區別體現在DSP 對HPI 的控制上，如C6727 上的UHPI 可通過(guò)寄存器使能與關(guān)閉HPI 接口，對主機訪(fǎng)問(wèn)DSP 內存空間的控制，以及對HPI 接口信號的功能復用上。但從主機訪(fǎng)問(wèn)的角度，HPI 的工作模式分為：復用模式(Multiplexed-Mode)和非復用模式(Non-multiplexed-Mode)。

復用模式下沒(méi)有地址線(xiàn)，主機訪(fǎng)問(wèn)DSP 的地址信息是以數據方式送到HPIA(HPI 地址寄存)。從硬件信號的角度，地址，數據信號是由同一組數據線(xiàn)傳遞，所以稱(chēng)為復用模式。

非復用模式的數據線(xiàn)與地址線(xiàn)是分開(kāi)的，與內存接口連接相似。非復用模式不需要操作HPIA 寄存器，主機訪(fǎng)問(wèn)的地址信息通過(guò)地址總線(xiàn)直接送給HPI。

所有的HPI 接口都支持復用模式，但不是所有芯片的HPI 接口都支持非復用模式(參考相應的芯片手冊確定是否支持)。除了有無(wú)HPIA 的操作區別外，兩種模式的操作沒(méi)有區別。因為非復用模式的操作是復用模式操作的子集，為方便起見(jiàn)，本文以復用模式展開(kāi)討論。

2. HPI 硬件信號連接

HPI 接口復用模式連線(xiàn)如圖1 所示，根據在應用當中的必要性分為：必要的，和可選的兩組信號?？蛇x的信號

以虛線(xiàn)表示。

l 數據線(xiàn)HD[0:n]：在復用模式下，數據線(xiàn)的寬度一般為CPU 位寬的一半，一個(gè)HPI 訪(fǎng)問(wèn)分為高低半字的兩次訪(fǎng)問(wèn)，如C5000 是16-bit CPU，HPI 數據線(xiàn)為8 位，C6000 是32-bit CPU，其HPI 數據線(xiàn)為16 位。C64x 系列的HPI 支持32 位，在32 位模式下一個(gè)HPI 訪(fǎng)問(wèn)不需要分為高低半字兩次訪(fǎng)問(wèn)組成一個(gè)完整的訪(fǎng)問(wèn)。

l HCNTL0/1，HWIL：HCNTL0/1 選擇要訪(fǎng)問(wèn)的HPI 寄存器，HWIL 控制訪(fǎng)問(wèn)寄存器的高低半字，必須先高后低。一個(gè)寄存器的高低半字的兩次訪(fǎng)問(wèn)一定要連續完成，中間不能插入其它的HPI 操作。只有HPIC 可以只訪(fǎng)問(wèn)半個(gè)字。

l HR/W：指示對HPI 寄存器進(jìn)行讀，還是寫(xiě)操作。如果主機的讀，寫(xiě)信號是分開(kāi)的，可以利用其中一個(gè)信號，但要注意做上拉或下拉處理以控制其在三態(tài)時(shí)的電平。

l HCS，HDS1/2：這三個(gè)信號根據圖2 的邏輯產(chǎn)生內部HSTROBE 信號，其邏輯關(guān)系是要求HDS1 和HDS2信號相反，HCS 低有效。HSTROB 下降沿的時(shí)間點(diǎn)反應的是三個(gè)信號中最后跳變的信號。HPI 在HSTROB的下降沿采樣控制信號HR/W，HCNTL0/1，HWIL 以判斷主機要對哪個(gè)寄存器進(jìn)行讀，或者寫(xiě)操作命令。

注意控制信號在HSTROBE 的下降沿之前需要最少5ns 的setup 穩定時(shí)間，而HDS1/2 和HCS 到HSTROBE信號內部門(mén)電路的延時(shí)是皮秒級的，所以控制信號的setup 時(shí)間需要外部時(shí)序保證。

l HRDY：HPI 的輸出信號，指示當前操作狀態(tài)，用做硬件流量控制握手信號。

l HINT：通過(guò)HPI，主機與DSP 之間可以互發(fā)中斷。HINT 是HPI 送給主機的中斷信號，DSP 對HPIC[HINT]位寫(xiě)1，HINT 信號線(xiàn)上送出高電平信號，主機可利用此信號做為中斷信號輸入。DSP 不能清除HPIC[HINT]狀態(tài)，主機在響應中斷后，需要對HPIC[HINT]位寫(xiě)1 清除狀態(tài)，DSP 才能再次對HPIC[HINT]置位發(fā)中斷。主機通過(guò)寫(xiě)HPIC[DSPINT]置1 給DSP 產(chǎn)生中斷，DSP 在響應中斷后，需要對HPIC[DSPINT]寫(xiě)1 清除狀態(tài)，主機才能繼續操作HPIC[DSPINT]給DSP 發(fā)中斷。通過(guò)HPI 傳輸數據，結合互發(fā)中斷做為軟件層的握手信號，可有效提高通訊的效率與靈活性。

l ALE：存在于地址，數據線(xiàn)復用的主機上用來(lái)指示地址信號周期，這種總線(xiàn)復用的主機很少見(jiàn)，所以通常將ALE 固定上拉處理，只用HSTROBE 采樣控制信號。

l BE：Byte Enable 信號，這個(gè)信號只出現在32 位的C6000 DSP 上。因為應用當中通常都是對整個(gè)32-bit 字進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，所以直接做上拉使能處理。

3. HPI 寄存器地址映射

HPI 口提供給主機端訪(fǎng)問(wèn)的寄存器只有4個(gè)，通過(guò)HCNTL[1：0]選擇.

表 1 HPI 寄存器訪(fǎng)問(wèn)選擇

由于在復用模式下數據線(xiàn)通常只有寄存器寬度的一半，所以一個(gè)完整的數據訪(fǎng)問(wèn)由高低半字兩次訪(fǎng)問(wèn)組成，由HWIL 信號控制，HWIL 信號必須是先低后高。通常將HWIL 和HCNTL[1:0]接在主機的地址線(xiàn)上，將4 個(gè)寄存器映射為主機端的8 個(gè)內存單元，下表中的地址線(xiàn)連接方法將8 半字寄存器映射到主機的8 個(gè)連續的內存單元。這里的地址線(xiàn)是用來(lái)選擇HPI 的寄存器，與非復用模式下的地址線(xiàn)直接訪(fǎng)問(wèn)DSP 的內存空間是完全不同的作用。

4. HPI 寄存器功能說(shuō)明

HPIC (HPI Control Register)

HPI 控制寄存器HPIC 的位圖如表3 所示，C6000 系列DSP 的HPI 寄存器是32 位的，也只有低16 位有效，與C5000 系列DSP 的HPIC 寄存器定義的功能保持一致。不同版本的HPI 接口的HPIC 位定義的主要不同之處在于軟件握手HRDY 位的有無(wú)，其它位名稱(chēng)可能存在細小差異，但功能定義都是一樣的。