一種TMS320C6000擴展總線(xiàn)與MPC860的接口設計方案

1 TMS320C6000的主要特點(diǎn)

TMS320C6000系列DSP（數字信號處理器）是TI公司最新推出的一種并行處理的數字信號處理器。TMS320C6000片內有8 個(gè)并行的處理單元。分為相同的兩組。它的體系結構采用超長(cháng)指令字（ VLIW） 結構，單指令字長(cháng)為32 bit。8個(gè)指令組成一個(gè)指令包?？傋珠L(cháng)為8×32= 256 bit.芯片內部設置了專(zhuān)的指令分配模塊，可以將256 bit 的指令包同時(shí)分配到8 個(gè)處理單元，并由8個(gè)單元同時(shí)運行。芯片的最高時(shí)鐘頻率可以達到300MHz，通過(guò)片內的鎖相環(huán)（ PLL） 將輸入時(shí)鐘倍頻獲得。當片內的8個(gè)處理單元同時(shí)行時(shí)。最大處理能力可以達到2400MIPS。

2 TMS320C6000的擴展總線(xiàn)

目前,TMS320C6000系列中只有C6202和C6203具有擴展總線(xiàn)。它們是在C6201/C6701主機接口(HPI)的基礎上發(fā)展起來(lái)的。

擴展總線(xiàn)從結構上可以分為兩部分：I/O接口和主機接口，如圖1所示。

擴展總線(xiàn)是一個(gè)32bit寬的總線(xiàn),支持與異步外設、異步/同步FIFO、PCI橋及外部主控處理器的接口。它同時(shí)還提供了一個(gè)靈活的總線(xiàn)仲裁機制,可以進(jìn)行內部仲裁,也可以由外部邏輯完成。

I/O接口,擴展總線(xiàn)共管轄4個(gè)XCE外部空間,4個(gè)空間可以分別配置成兩種工作模式:異步I/O模式和同步FIFO模式。這兩種模式可以在一個(gè)系統中同時(shí)工作。異步I/O模式的接口信號時(shí)序與EMIF類(lèi)似,具有可編程程度高的特點(diǎn)。這一模式下,擴展總線(xiàn)接口的4根地址信號使得每個(gè)XCE空間最多可以?huà)旖?6個(gè)外部設備。FIFO模式則提供了與同步FIFO無(wú)縫接口的能力,可以直接控制1個(gè)進(jìn)行讀操作的同步FIFO或4個(gè)進(jìn)行寫(xiě)操作的同步FIFO。借助少量外部邏輯,每個(gè)XCE空間可以管理16個(gè)讀操作FIFO或16個(gè)寫(xiě)操作FIFO。擴展總線(xiàn)I/O口與DSP的其他存儲空間由DMA控制器進(jìn)行連接。

主機接口也有兩種工作模式:同步和異步。同步模式提供了主控和從屬兩種工作方式,此時(shí)地址信號和數據信號復用相同的管腳。異步模式只有從屬功能,它與C6201/C6211/C6701/C6711的HPI操作完全類(lèi)似,只是數據寬度為32bit。異步模式可以用來(lái)與其他微處理器接口。擴展總線(xiàn)主機接口與DSP存儲器的連接由DMA輔助通道完成。

在同步主機接口模式下,主機的數據與地址信號復用,并且與i960Jx兼容。目前主流的PCI接口芯片都采用i960總線(xiàn)作為芯片內部總線(xiàn),這樣C6000與PCI總線(xiàn)接口時(shí),需要的外部邏輯可以減少到最少。尤其在作為從屬處理器時(shí),同步主機接口同樣可以非常方便地與其他一些通用處理器接口。C6202的擴展總線(xiàn)還具有突發(fā)傳輸的能力。本文即利用這一方式實(shí)現MPC860與C6202擴展總線(xiàn)的接口。

C6202處理器的工作頻率最高可以采用50MHz,經(jīng)內部4倍頻后升至200MHz,每個(gè)時(shí)鐘周期最多可以并行執行8條指令,從而可以實(shí)現1600MIPS的定點(diǎn)運算能力,完成1024點(diǎn)定點(diǎn)FFT的時(shí)間只需70μs。

3 MPC860介紹

MPC860 是摩托羅拉公司的單片集成嵌入式微處理器， 它內部集成了微處理器和通信領(lǐng)域常用的外圍組件， 特別適用于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )和數據通信市場(chǎng)。MPC860 通信處理器可根據用戶(hù)要求提供2~4 個(gè)串行通信控制器、不同規格的指令和數據緩存及各種級別的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議支持。

　　該產(chǎn)品專(zhuān)為寬帶接入設備如：遠程接入路由器、DSLAM、接入集線(xiàn)器、LAN /WAN 交換機、PBX 系統和網(wǎng)關(guān)等設計。

　　MPC860包括3個(gè)主要模塊：Power PC核心、系統接口單元（SIU） 、通信處理模塊（CPM）。PowerPC是主要的處理機單元，通常稱(chēng)為Embedded Pow er PC 核心（或EPPC），它包括高速緩存和存儲器管理單元（MMU），在40 MHz 時(shí)鐘時(shí)為50 MIPS 指令速度；第二個(gè)主要模塊為系統接口單元，它的主功能是提供內部總線(xiàn)和外部總線(xiàn)的接口；第三個(gè)主要模塊為通信處理機模塊，CPM 在不同的通信設備如SCC和SMC上發(fā)送接收數據通信，通信設備可以獨立工作。

4 擴展總線(xiàn)接口實(shí)現

MPC860內部集成了嵌入式的PowerPC核和使用特定RISC處理器的通信處理模塊(CPM)。這個(gè)雙處理器結構優(yōu)于傳統結構,因為CPM可以從嵌入式的PowerPC核卸出外圍任務(wù)。

4.1 接口實(shí)現

同步主機接口模式下,C6202和MPC860的接口如圖2所示。盡管圖2中的C6202處于從方式,但還是具有擴展總線(xiàn)仲裁的能力,用于異步I/O和擴展總線(xiàn)的FIFO接口。只有當這兩個(gè)設備共享總線(xiàn)時(shí),MPC860內部的仲裁才被使用。