DSP與單片機的一種高速通信實(shí)現方案

　　摘 要：介紹了一種利用雙口RAM實(shí)現DSP與單片機高速數據通信的方法，給出了它們之間的接口電路以及軟件實(shí)現方案。

　　關(guān)鍵詞：DSP；雙口RAM；接口電路；數據通信

 
1 引言

　　數字信號處理器（DSP）是一種適合于實(shí)現各種數字信號處理運算的微處理器，具有下列主要結構特點(diǎn)：（1）采用改進(jìn)型哈佛（Harvard）結構，具有獨立的程序總線(xiàn)和數據總線(xiàn)，可同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)指令和數據空間，允許實(shí)際在程序存儲器和數據存儲器之間進(jìn)行傳輸；（2）支持流水線(xiàn)處理，處理器對每條指令的操作分為取指、譯碼、執行等幾個(gè)階段，在某一時(shí)刻同時(shí)對若干條指令進(jìn)行不同階段的處理；（3）片內含有專(zhuān)門(mén)的硬件乘法器，使乘法可以在單周期內完成；（4）特殊的指令結構和尋址方式，滿(mǎn)足數字信號處理FFT、卷積等運算要求；（5）快速的指令周期，能夠在每秒鐘內處理數以千萬(wàn)次乃至數億次定點(diǎn)或浮點(diǎn)運算；（6）大多設置了單獨的DMA總線(xiàn)及其控制器，可以在基本不影響數字信號處理速度的情況下進(jìn)行高速的并行數據傳送。

　　由一片DSP加上存儲器、模/數轉換單元和外設接口就可以構成一個(gè)完整的控制系統，但這種方案要達到高速實(shí)時(shí)控制是不可行的。因為一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統一般需要完成數據采集、模/數轉換、分析計算、數/模轉換、實(shí)時(shí)過(guò)程控制以及顯示等任務(wù)，單靠一片DSP來(lái)完成這些工作勢必會(huì )大大延長(cháng)系統對控制對象的控制周期，從而影響整個(gè)系統的性能。所以我們添加一個(gè)CPU，負責數據采集、模/數轉換、過(guò)程控制以及人機接口等任務(wù)，使DSP專(zhuān)注于系統控制算法的實(shí)現，充分利用它的高速數據處理能力。從性能價(jià)格比的角度出發(fā)，這個(gè)CPU采用8位的51系列單片機。這時(shí)，兩個(gè)CPU之間的數據共享就成了一個(gè)重要的問(wèn)題。

　　采用雙口RAM（簡(jiǎn)稱(chēng)DRAM）是解決CPU之間的數據共享的有效辦法。與串行通信相比，采用雙口RAM不僅數據傳輸速度高，而且抗干擾性能好。在筆者實(shí)驗室研制的電力有源濾波器中，選用了TI公司的第三代DSP芯片TMS320C32和51系列單片機89C52作為控制系統的CPU。兩個(gè)CPU之間通過(guò)雙口RAM CY7C133完成數據交換。但在實(shí)際使用過(guò)程中遇到了89C52 與雙口RAM總線(xiàn)寬度不匹配的問(wèn)題，需要進(jìn)行接口電路的設計。

2 雙口RAM CY7C133的內部結構和功能

　　CY7C133是CYPRESS公司研制的高速2K