FPGA與ADSP TS201的總線(xiàn)接口設計

在雷達信號處理、數字圖像處理等領(lǐng)域中，信號處理的實(shí)時(shí)性至關(guān)重要。由于FPGA芯片在大數據量的底層算法處理上的優(yōu)勢及DSP芯片在復雜算法處理上的優(yōu)勢，DSP+FPGA的實(shí)時(shí)信號處理系統的應用越來(lái)越廣泛。ADI公司的TigerSHARC系列DSP芯片浮點(diǎn)處理性能優(yōu)越，故基于這類(lèi)DSP的DSP+FPGA處理系統正廣泛應用于復雜的信號處理領(lǐng)域。同時(shí)在這類(lèi)實(shí)時(shí)處理系統中，FPGA與DSP芯片之間數據的實(shí)時(shí)通信至關(guān)重要。
TS201 DSP的外部總線(xiàn)接口有兩種協(xié)議：慢速協(xié)議和高速流水協(xié)議。流水線(xiàn)協(xié)議適合與快速同步設備連接，文中采用此協(xié)議，實(shí)現DSP與FPGA之間的通信。

1 DSP流水線(xiàn)協(xié)議
流水線(xiàn)協(xié)議用來(lái)提供流水線(xiàn)方式的數據傳輸。在該傳輸協(xié)議下，每個(gè)時(shí)鐘周期可以傳輸一個(gè)數據?？刂屏魉€(xiàn)協(xié)議進(jìn)行數據傳輸的主要信號包含以下引腳：
RD――數據傳輸讀信號；
WRH和WRL――數據傳輸寫(xiě)信號；
BRST――突發(fā)方式數據傳輸指示；
ADDR――地址總線(xiàn)；
DATA――數據總線(xiàn)。
流水線(xiàn)協(xié)議數據傳輸有兩種方式：普通流水線(xiàn)協(xié)議和突發(fā)流水線(xiàn)協(xié)議。ADSP TS201的數據總線(xiàn)位寬可以通過(guò)SYSCON寄存器設置為32位或者64位，但是有時(shí)候需要傳輸的數據位寬可能是32位，64位或者128位，這樣就有可能出現數據總線(xiàn)位寬和數據位寬不一致的情況，如果總線(xiàn)位寬小于數據位寬，DSP采用突發(fā)流水協(xié)議傳輸，否則采用普通流水線(xiàn)協(xié)議。
1．1 普通流水線(xiàn)協(xié)議
圖1是DSP使用普通流水協(xié)議，寫(xiě)FPGA內部寄存器時(shí)序圖，流水深度為1，在時(shí)鐘沿1地址線(xiàn)、WRx(WRH和WRL)同時(shí)有效，一個(gè)時(shí)鐘周期后，在時(shí)鐘沿2數據線(xiàn)有效，地址線(xiàn)、WRx無(wú)效。

1．2 突發(fā)流水線(xiàn)協(xié)議
因為數據總線(xiàn)位寬小于數據位寬，那么它只能通過(guò)兩次傳輸來(lái)完成。但是如果DSP沒(méi)有任何指示信號，FPGA并不知道當前傳輸是高32位數據，還是低32位數據，這時(shí)候另外一個(gè)信號BURST就顯得尤為重要了。