基于EMIF接口的DSP控制系統設計

　　1 引言

　　隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，數字信號處理技術(shù)成為數字化社會(huì )最重要的技術(shù)之一。由于數字信號處理器（DSP）速度快，穩定性高，功耗小，近些年來(lái)在通信、圖像處理、自動(dòng)控制等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。其中，美國德州儀器公司（TI）的TMS320 系列DSP 占據了世界DSP 市場(chǎng)的主要份額，TI 也因此成為了世界上最大的DSP 制造商。本系統采用了TMS320C6722 浮點(diǎn)型DSP芯片。

　　EMIF接口（External Memory Interface）是TMS320 系列DSP上具有的一種高速接口，其設計初衷是實(shí)現DSP 與不同類(lèi)型的外部擴展存儲器（如SDRAM,FLASH 等）之間的高速連接。在當前的一些應用中，為了更充分的應用DSP的運算能力，擴展其引腳資源，工程師們常用EMIF接口連接FPGA,再通過(guò)FPGA與多種外部設備相連。這樣，FPGA成為了一個(gè)中轉站，各種數字芯片的數據都可以通過(guò)FPGA傳輸至DSP.對于更加復雜的系統，當一塊FPGA 芯片的引腳資源都被用盡時(shí)，可以在DSP 的EMIF接口上連接多塊FPGA芯片，再將功能各異的芯片連接至FPGA.這樣，DSP 芯片僅通過(guò)EMIF 接口就能實(shí)現對復雜系統的控制。

　　2 基于EMIF 接口的DSP+FPGA 系統實(shí)現

　　2.1 系統架構

　　圖1 是本人所使用的系統，DSP芯片通過(guò)EMIF接口連接了2 片FPGA,其中EP2C8F256I8 主要負責DSP核心處理所需數據的交換，連接了FLASH 芯片，SDRAM芯片，A/D 芯片。另一塊FPGA 芯片EP2C8F144I8 負責與外部通信，連接了USB 接口芯片，I2C通信芯片和CAN總線(xiàn)通信芯片。

　　TMS320C6722 型DSP的EMIF接口設計初衷是與外部擴展存儲器連接，EMIF接口有兩種工作方式：SDRAM工作模式與異步工作模式。SDRAM工作模式是專(zhuān)為SDRAM設計的同步工作模式，EMIF接口能自動(dòng)給SDRAM進(jìn)行刷新；異步工作模式是與SRAM、FLASH等異步器件工作時(shí)采用的模式。在本系

　　圖2 所示是DSP 與一片FPGA 的接口連接圖，DSP 與多片FPGA連接時(shí)，接口可以按圖的方式復用，TMS320C6722 型DSP的EMIF 接口有14 根地址線(xiàn)，與不同FPGA進(jìn)行通信時(shí)，要使用不同的地址。

　　2.2 DSP 與FPGA 通信時(shí)序

　　2.2.1 異步讀操作

　　DSP發(fā)出對FPGA的讀申請時(shí)，就會(huì )進(jìn)行異步讀操作。當讀操作不能在外部器件的一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)周期內完成時(shí)，EMIF就會(huì )進(jìn)行多個(gè)周期的操作，直到完成整個(gè)申請。