HPI接口在TI SOC的應用

主機在對HPI 進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)前可以通過(guò)HPIC 配置字節序(HWOB)和地址寄存器模式(DUALHPIA)。默認的配置為HWOB=0，即先訪(fǎng)問(wèn)高半;DUALHPIA=0，即單地址寄存器模式，讀和寫(xiě)操作使用同一個(gè)HPIA;通常都采用默認的HPIC 寄存器配置。

HWOB 與硬件信號HWIL 是沒(méi)有聯(lián)系的，HWIL 信號必須保證先低后高分別訪(fǎng)問(wèn)兩個(gè)半字單元。至于先訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)字當中的高或低半字，是由HWOB 控制的。

HPIA (HPI Address Register)

物理上存在HPIAR，HPIAW 兩個(gè)地址寄存器。HPIAR 是讀操作地址寄存器;HPIAW 是寫(xiě)操作地址寄存器。由HPIC 的DUALHPIA 位來(lái)決定是采用雙地址寄存器模式還是單地址寄存器模式。如果采用雙地址寄存器模式，在對HPIA 操作之前，通過(guò)設置HPIC 的HPISEL 位選擇下一個(gè)要訪(fǎng)問(wèn)的HPIA。通常為了簡(jiǎn)化在讀寫(xiě)操作轉換時(shí)對HPIC 的操作，選用單地址寄存器模式。

HPIA 的地址信息在不同系列DSP 上有所不同：

在C5000 上，數據空間，I/O 空間只能按16 位字尋址，程序空間按字節尋址。HPI 的DMA 訪(fǎng)問(wèn)屬于I/O 空間，HPIA 的值代表16 位字地址。如主機端要訪(fǎng)問(wèn)DSP 內存字節地址0x100, 則要往HPIA 寫(xiě)的地址值是0x80。在用HPI 啟動(dòng)時(shí)，要注意DSP 代碼是按字節地址鏈接的，即代碼段的地址是字節地址，主機端要將代碼段的地址信息除以2 再送到HPIA。

在C64 上，HPIA 的值代表字節地址，但是HPI 訪(fǎng)問(wèn)的數據是32 位的，所以HPI 會(huì )忽略HPIA 地址值的低兩位。

在C64+的DSP 上，HPIA 代表32 位字地址，HPI 會(huì )將字地址左移兩位轉換成字節地址，主機若要訪(fǎng)問(wèn)DSP 字節地址0x100，則要賦值HPIA 為0x40。

HPID (HPI Data Register)

主機通過(guò)HPI 對DSP 的內存訪(fǎng)問(wèn)是間接訪(fǎng)問(wèn)，主機只能訪(fǎng)問(wèn)HPID，HPID 與DSP 內存之間是通過(guò)HPI 專(zhuān)屬的DMA 進(jìn)行數據搬運的。如圖3 所示。

HPID 的訪(fǎng)問(wèn)分為自增模式和非自增模式。在自增模式下，訪(fǎng)問(wèn)HPID 后，HPIA 會(huì )自動(dòng)增加指向下一個(gè)字地址，在連續訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，自增模式因為減少了主機對HPIA 的操作，可以增加HPI 數據訪(fǎng)問(wèn)的吞吐率。非自增模式下訪(fǎng)問(wèn)HPID 后，HPIA 的值保持不變，主機需要更新HPIA 來(lái)訪(fǎng)問(wèn)下一個(gè)地址。

在寫(xiě)操作時(shí)，主機把數據寫(xiě)到HPID，HPI 將第二個(gè)半字的數據通過(guò)HSTROBE 的上升沿鎖存到HPID 后，將HRDY 置為忙狀態(tài)，并啟動(dòng)HPI DMA 將HPID 的內容搬到HPIA 所指向的內存單元，然后清除HRDY 指示可以進(jìn)行下一次操作。

在讀操作時(shí)，在第一個(gè)HSTROBE 的下降沿，HPI 采樣到HR/W為讀命令，則將HRDY 置為忙狀態(tài)，啟動(dòng)HPIDMA 將HPIA 指向的內存單元的數據搬到HPID，清除HRDY 忙狀態(tài)，主機端方可結束總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)周期，鎖存數據線(xiàn)上的有效數據。

5. HPI 操作流程

主機對HPI 的一次總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)周期為分三個(gè)階段：主機發(fā)起訪(fǎng)問(wèn)，HPI 響應，主機結束訪(fǎng)問(wèn)周期。

A. 主機發(fā)起訪(fǎng)問(wèn)：即對HPI 寄存器的讀，或者寫(xiě)命令。主機送出的硬件信號為HSTROBE(由HCS, HDS1/2產(chǎn)生)，HR/W，HCNTL0/1，HWIL，以及HD[0:n]。HPI 在HSTROBE 的下降沿采樣控制信號HR/W，HCNTL0/1，HWIL 判斷主機的操作命令。

B. HPI 響應：HPI 在HSTROBE 的下降沿采樣控制信號，根據控制信號做出相應的響應。如果是寫(xiě)(HR/W為低)命令，則在HSTROBE 的上升沿將數據線(xiàn)上的信號鎖存到HCNTL0/1 和HWIL 指向的寄存器。如果是讀命令(HR/W 為高)，如果是讀HPIC，或者HPIA 寄存器，HPI 將寄存器的值直接送到數據總線(xiàn)上;如果讀HPID，HPI 先將HRDY 置為忙狀態(tài)，HPI DMA 將數據從HPIA 指向的內存單元讀到HPID，再送到數據線(xiàn)上，并清除HRDY 忙狀態(tài)，在讀HPID 后半字時(shí)，數據從寄存器直接送到數據總線(xiàn)上，不會(huì )出現HRDY 信號忙狀態(tài)。

C. 主機結束訪(fǎng)問(wèn)周期：對于寫(xiě)操作，主機將數據送出后，只要滿(mǎn)足芯片手冊中HPI 對HCS 的最小寬度要求，即可結束訪(fǎng)問(wèn)周期。對于讀HPID 操作，要等HRDY 信號由忙變?yōu)椴幻?，主機才能結束訪(fǎng)問(wèn)周期。兩次連續的HPI 操作的間隔，在芯片手冊的HPI 時(shí)序參數表里有要求，最小間隔為兩個(gè)HPI 功能模塊時(shí)鐘周期。

6. HPI 常見(jiàn)故障案例分析

在HPI 應用調試過(guò)程中，常遇到的問(wèn)題分為：寫(xiě)數據不成功，讀數據不正確，HRDY 常高。這些問(wèn)題通常都是由于時(shí)序不正確造成的，下面結合實(shí)際應用當中的案例進(jìn)行分析。

1.1 寫(xiě)數據不成功

案例的硬件連接如下：

首先關(guān)注核心信號HSTROBE 由DSP_CS，ARM_WR(HDS1)，ARM_RD(HDS2)產(chǎn)生，從下面時(shí)序圖可以看出ARM_WR 的下降沿是最后產(chǎn)生的，所以寫(xiě)操作時(shí)HSTROBE 的下降沿反應的是ARM_WR 的下降沿。

寫(xiě)HPIC 的時(shí)序截圖如下：

寫(xiě)HPID 的時(shí)序截圖如下：

兩個(gè)時(shí)序圖顯示主機送出的數據111b 在HSTROBE(ARM_WR)的下降沿后，很快被改變成其它值000b。在寫(xiě)HPID 的時(shí)序截圖中，第一個(gè)HSTROBE 的下降后，HPI 送出HRDY 信號，然后數據線(xiàn)被改變，首先判斷HPI 對主機的命令做出了響應，通過(guò)HRDY 信號的出現時(shí)機，說(shuō)明HPI 判斷這是一個(gè)讀操作，可以判斷為HSTROBE 的下降沿采樣HR/W信號不正確。

從硬件連接來(lái)看，HSTROBE(HR/W)要采樣HR/W，HCNTL0/1 來(lái)判斷主機命令， HR/W的與HSTROBE 為同一信號源，且同為下降沿，HR/W與HSTROBE 的下降沿之間的setup 時(shí)間不夠，采樣HR/W的電平狀態(tài)出現誤判，認為是高電平讀命令，HPI 對讀命令的響應則是在第一個(gè)HSTROBE 的下降沿之后送出HRDY 信號，并在HRDY 之后，HPI 送出數據到總線(xiàn)上。

對于該問(wèn)題，需要對參與HSTROBE 邏輯譯碼的HR/W信號的下降沿做延時(shí)處理，可在邏輯電路如CPLD 或 FPGA 里實(shí)現，以確保HSTROBE 的下降沿采樣到穩定的HR/W電平。