TM1300 DSP系統以太網(wǎng)接口的設計

　　1 概述

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，基于IP網(wǎng)絡(luò )的多媒體應用越來(lái)越廣泛。TM1300是Philips公司推出的一款高性能多媒體數字信號處理器芯片，適合于實(shí)時(shí)性強的音視頻處理應用，可廣泛應用于會(huì )議電視、可視電話(huà)、遠程圖像監控等應用場(chǎng)合。具有廣闊的應用前景。

　　根據具體的基于IP網(wǎng)絡(luò )上的多媒體應用系統的需要，采集的音視頻數據經(jīng)壓縮處理后，一般要傳送到遠程終端或控制中心，這時(shí)就需要解決DSP應用系統與IP網(wǎng)絡(luò )接口的問(wèn)題。

　　考慮到國內局域網(wǎng)大部分是以太網(wǎng)，隨著(zhù)交換式網(wǎng)絡(luò )、寬帶網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，使得基于以太網(wǎng)接入IP網(wǎng)絡(luò )上的應用有著(zhù)現實(shí)意義。

　　TM1300可以作為PC機的一個(gè)外設工作，此時(shí)可直接采用PC機上標準的以太網(wǎng)接口傳輸數據;TM1300支持獨立引導，自成一個(gè)系統從而脫理PC環(huán)境工作，這為實(shí)際低價(jià)位高性能音頻處理終端提供了可能。這種情況下，網(wǎng)絡(luò )接口的設計就相對復雜一點(diǎn)，需要解決硬件接口電路的設計、基于實(shí)時(shí)操作系統pSOS+驅動(dòng)程序的設計等。本文介紹以太網(wǎng)控制器CS8900A，并解決TM1300 DSP系統和CS8900A的硬件接口設計;簡(jiǎn)單介紹pSOS+操作系統內核中實(shí)現TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò )模塊pNA+，以及pSOS+操作系統下網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序的設計。

　　2 DSP芯片TM1300及X10總線(xiàn)接口

　　DSP芯片TM1300的核心是32位VLIW結構CPU，時(shí)鐘頻率可達166MHz，片內集成了SDRAM接口、PCI/XIO總線(xiàn)接口、圖像協(xié)處理器、可變長(cháng)解碼器、音頻輸入輸出接口、視頻輸入輸出接口、同步串行通信接口等模塊，各模塊與SDRAM之間采用DMA方式傳送數據。CPU各功能模塊之間的協(xié)調、資源的分析、進(jìn)程的調度，由運行在CPU上的一個(gè)由中斷源觸發(fā)的實(shí)時(shí)操作系統pSOS+控制。

　　網(wǎng)絡(luò )控制器CS8900A是通過(guò)XIO總線(xiàn)與TM1300實(shí)現接口的。限于篇幅，這里重點(diǎn)介紹TM1300中用于外設端口擴展XIO總線(xiàn)。

　　TM1300片內的PCI/XIO復用總線(xiàn)接口給用戶(hù)提供了無(wú)縫連接PCI設備及擴展8位外設端口的能力。當PCI/XIO總線(xiàn)接口中的XIO總線(xiàn)邏輯被激活時(shí)，作為T(mén)M1300系統擴展8位外設的總線(xiàn)，其中PCI-AD[23:0]為地址總線(xiàn)A23～A0，共提供了尋址16M個(gè)單元的能力;PCI-AD[31:24]為8位數據總線(xiàn)D7～D0;C/BE0#為讀信號RD;C/BE1#為寫(xiě)信號WR;C/BE2#為數據選通信號DS。

　　3 CS8900A簡(jiǎn)介

　　CS8900A是Cirrus公司生產(chǎn)的一種高集成度的全面支持IEEE802.3標準的以太網(wǎng)控制器，其組成結構框圖如圖1所示。CS8900A支持8位、16位的微處理器，可以工作在I/O方式或Memory方式。片內集成了ISA總線(xiàn)接口，可以直接和有ISA總線(xiàn)的微處理器系統無(wú)縫連接。片內集成了4KB容量的PacketPage結構的RAM，這4KB存儲器映像結構的RAM包括片內各種控制、狀態(tài)、命令寄存器，以及片內發(fā)送、接收緩存。用戶(hù)可以以I/O方式、Memory方式或DMA方式訪(fǎng)問(wèn)它們。

　　之所以選擇CS8900A，是因為Cirrus提供了CS8900A的基于各種操作系統的驅動(dòng)程序源代碼，這就為開(kāi)發(fā)帶來(lái)了方便?；趐SOS的驅動(dòng)程序是假設目標系統中包含了Intel 80X86的CPU和1個(gè)16位的ISA總線(xiàn)接口的，而TM1300中用于擴展外設的XIO總線(xiàn)是8位總線(xiàn)，可見(jiàn)硬件設計的主要任務(wù)是實(shí)現8位XIO總線(xiàn)與16位ISA總線(xiàn)時(shí)序的配合。驅動(dòng)程序的設計主要是解決基于80X86芯片的源代碼移植到TM1300上運行的問(wèn)題。

　　4 TM1300與CS8900A硬件接口電路設計

　　TM1300的XIO總線(xiàn)用于提供用戶(hù)擴展外設，有8根數據線(xiàn)D7～D0，24根地址線(xiàn)A23～A0，還有I/O讀寫(xiě)信號RD、WR。所以，利用TM1300的8位XIO總線(xiàn)模擬1個(gè)16位的ISA接口和CS8900A的ISA總線(xiàn)接口連接，即可解決硬件接口的問(wèn)題。圖2給出了接口設計的原理框圖。

　　圖2中，CS8900A的高8位數據線(xiàn)通過(guò)1個(gè)8位鎖存器和緩沖器連接到8路模擬開(kāi)關(guān)A的一端，CS8900A的低8位數據線(xiàn)連接到8路模擬開(kāi)關(guān)B的一端。8路模擬開(kāi)關(guān)A、B的另一端均連接到TM1300芯片XIO總線(xiàn)的數據線(xiàn)D7～D0上。8路模擬A、B在同一個(gè)時(shí)刻只有1組是連通的，由A0控制：A0=0時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)B連通;A0=1時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)A連通。這樣就可以實(shí)現XIO總線(xiàn)8位數據線(xiàn)與CS8900A的16位總線(xiàn)的連接。同時(shí)，TM1300的A20、A0經(jīng)譯碼控制鎖存器和緩沖器的操作，邏輯關(guān)系如下：

　?、貯20用于控制讀寫(xiě)。當A20=0時(shí)，CS8900A的高8位數據從緩沖器輸入;當A20=1時(shí)，高8位數據經(jīng)鎖存器輸出到CS8900A的D15～D8。

　?、贏(yíng)0用于控制8位或16位操作。當A0=0時(shí)，對應16位數據讀寫(xiě);A0=1時(shí)，對應高8位數據讀寫(xiě)。

　　對CS8900A的16位數據讀和寫(xiě)操作有所不同。當TM1300從CS8900A讀16位數據時(shí)，讀16位數據(A0=0、A20=0)，CS8900A的低8位數據直接通過(guò)8路模擬開(kāi)關(guān)B輸入到TM1300的XIO總線(xiàn)的8位數據線(xiàn)D7～D0;同時(shí)，高8位數據保存在緩沖器中，緊接著(zhù)TM1300再讀入緩沖器中的高8位數據(A0=1、A20=0)。同樣，輸出16位數據到CS8900A時(shí)，首先將要輸出的高8位數據鎖存到鎖存器中(A0=1、A20=1)，然后緊接著(zhù)直接輸出低8位數據到CS8900A的D7～D0(A0=0、A20=1)，此時(shí)，鎖存在鎖存器中的高8位數據輸出允許，也輸出到CS8900A的D15～D8。

　　A12～A0直接連接TM1300的XIO總線(xiàn)的A12～A0。因此對于TM1300而言沒(méi)有I/O和存儲器的區別，所以WR經(jīng)與片選取或后直接與CS8900A的IOW、MEMW連接。RD也是直接與CSCS8900A的IOR、MEMR連接。