HPI接口在TI SOC的應用

1.2 讀數據不正確

通常表現為讀讀HPIC，HPIA 正常，但讀HPID 不正常，前半字為0，后半字正確，對同一個(gè)地址讀兩次，第二次的數據完全正確。

在案例中，用示波器觀(guān)察HCS 與HRDY 之間的時(shí)序關(guān)系，發(fā)現HCS 的上升沿在HRDY 的上升沿之前，即主機在HPI 數據有效之前結束了訪(fǎng)問(wèn)周期。HRDY 的上升沿其實(shí)是因為HCS 的結束而拉高的，并非數據真正有效。

用戶(hù)由于沒(méi)有在硬件上將HRDY 與主機PowerPC 的TA 信號互連，沒(méi)有硬件握手機制，于是從軟件配置上加大主機的總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)周期，即增加HCS 的寬度，故障現象沒(méi)有變化。

原因分析：讀HPID 與HPIC，HPIA 時(shí)序不同，讀HPID 操作需要HPI DMA 從HPIA 所指向的地址讀數據到 HPID，會(huì )有時(shí)間上的延時(shí)。而讀HPIC 和HPIA 直接從寄存器讀數據，沒(méi)有延時(shí)，所以讀HPIC，HPIA 是正確的。在讀HPID 時(shí)，HPI 會(huì )在第一個(gè)HSTROBE 的下降沿后將HRDY 置位，指示數據未準備好的忙狀態(tài)，主機應當在總線(xiàn)上插入等待周期，數據準備好后HPI 清除HRDY，主機才可以結束總線(xiàn)周期，通過(guò)HCS 的上升沿將有效數據鎖存。

HSTROBE 的下降沿到數據有效之間的延時(shí)與芯片及HPI 接口的工作頻率相關(guān)，以C5502，C5501 為例，在芯片手冊中，這個(gè)延時(shí)參數H1 在SYSCLK1 與CPU 時(shí)鐘的分頻為4 時(shí)，最大延時(shí)為12*2H+20(ns)，H=SYSCLK1/2，在HPI 啟動(dòng)期間，PLL 沒(méi)有倍頻，處于旁通狀態(tài)，系統輸入時(shí)鐘就是CPU 的工作時(shí)鐘，SYSCLK1默認分頻為CPU 時(shí)鐘的4 分頻，以輸入時(shí)鐘為25MHz 為例，最大延時(shí)為：

這個(gè)時(shí)間長(cháng)度通常超出了主機端總線(xiàn)周期的軟件配置范圍，所以通過(guò)軟件配置增加HCS 的寬度不一定能滿(mǎn)足 HRDY 的最大延時(shí)要求。在有的DSP 芯片手冊上只提供了HRDY 的最小延時(shí)，最大延時(shí)與芯片的優(yōu)先級設置，及系統配置相關(guān)而不確定，比如與系統中其它主模塊如EDMA 同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)DDR，那么延時(shí)與HPI 的優(yōu)先級，EDMA 的優(yōu)先級，EDMA 的burst 長(cháng)度，以及DDR 的命令排序等配置相關(guān)，這樣通過(guò)延長(cháng)主機的總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)周期，更加不可靠。

解決辦法：在硬件設計之初，一定要利用HRDY 硬件握手信號[2][3]。雖然有的芯片HPIC 寄存器提供了HRDY 軟件握手方式，只能做為彌補硬件設計之初遺漏HRDY 硬件握手信號的權宜之計，軟件輪循HRDY 的辦法會(huì )帶來(lái)額外的開(kāi)銷(xiāo)，降低HPI 總線(xiàn)的吞吐率，增加主機軟件實(shí)現的復雜度。而且有的芯片HPI 不支持HRDY 軟件查詢(xún)方法，只能通過(guò)硬件HRDY 保證數據的有效性。

1.3 HRDY 常高

有的系統在長(cháng)時(shí)間運行中偶爾出現HRDY 常高，導致主機端總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)異常，需要重新上電才能恢復HPI 的正常操作。這種故障是由于HPI 狀態(tài)機出現異常。

從實(shí)際故障定位中總結出以下幾點(diǎn)原因：

A. HPI 的高低半字訪(fǎng)問(wèn)的順序訪(fǎng)問(wèn)被其它HPI 訪(fǎng)問(wèn)打斷：在復用模式下，一個(gè)完整的HPI 訪(fǎng)問(wèn)是由高低半字兩次訪(fǎng)問(wèn)組成，需要嚴格保證，否則會(huì )破壞HPI 的狀態(tài)機，從而導致不可預期的后果。

B. 主機通過(guò)HPI 訪(fǎng)問(wèn)了DSP 內部的保留空間，或者破壞了DSP 的程序，數據空間，導致DSP 運行異常，進(jìn)而導致HPI 狀態(tài)機異常。

C. 主機的HSTROBE 信號有毛刺，或者信號完整性不好，如下圖中HCS(些案例HSTROBE 是由HCS 控制)的上升沿的回勾，都會(huì )導致HPI 誤判斷為主機的新的訪(fǎng)問(wèn)的開(kāi)始，從而打亂了高低半字的訪(fǎng)問(wèn)順序要求，導致HPI 狀態(tài)機的錯亂。

7. 總結

HPI 是一種簡(jiǎn)單的異步接口，只要設計中滿(mǎn)足了時(shí)序要求，即可穩定工作。在開(kāi)發(fā)當中遇到數據讀寫(xiě)不正確，從HSTROBE 信號入手檢查與之相關(guān)的信號的時(shí)序關(guān)系，便可以找出問(wèn)題原因。另外，信號完整性是任何系統穩定工作的前提。

關(guān)于特定芯片上HPI 接口的特有功能本文沒(méi)有針對討論，如C6727 的字地址模式和字節地址模式可通過(guò)HPIC配置;C6727 在HPI 啟動(dòng)后ROM bootloader 將HPI 關(guān)閉，需要軟件重新使能才能使用等;以及不同芯片的HPI 啟動(dòng)模式下的跳轉方式不同，請參考相應芯片的HPI 手冊及bootloader 應用手冊。