一、DSP的串行接口技术 DSP是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特 {MOD}。
如今,嵌入式系统正迅速向低功耗、低成本、小体积、高性能、高速率方向发展。随着串行接口技术的不断成熟,逐步达到了以上设计要求,成为重要的接口方案。尤其在数字信号处理器方面,串行口的重要性体现得更加突出,几乎所有的数字信号处理器都提供了一个或多个串行接口,并且随着数字信号处理器的更新换代,其相应的串行接口,在功能上不断强化,性能上不断提升。
与并行接口相比,串行接口的最大优点就是减少了DSP的引脚数目,降低了接口设计的复杂性。通常,串行接口提供全双工同步操作,输入和输出数据以位为单位的串行方式进行处理。目前,世界各主要半导体制造商提交了许多不同的串行协议,其中一些已经成为工业标准。典型的串行协议包括:MOTOROLA(Austin,TX)的串行外围设备接口SPI和队列SPI(QSPI)、PHILIPS(Sunnyvale,CA)、National Semiconductor的微总线(microwire)。
图1是典型的SPI协议。SPI协议采用主从设置,相互连接的设备中一个作为主设备,其他的设备作为从设备。接口连线主要包括以下4条信号线:
(1)串行数据输入信号线,即MISO(Master InSlave Out);
(2)串行数据输出信号线,即MOSI(Master Out-Slave In);
(3)移位时钟信号线,即SCK;
(4)从设备片选信号线,即SS。
下面通过产生国个锯齿波的例子来说明TMS320VC5410与MAX541之间的软件设计。
当McBSP作为SPI通信的主设备,由它为从设备提供时钟信号,并控制数据的传输过程。CLKX引脚上的时钟信号必须在数据包传输期间使能,当没有数据包传输时,时钟信号根据所采用的极性保持高电平或者低电平。通常,通过McBSP的采样率发生器产生10MHz时钟信号,由BCLKX引脚输出,作为MAX541的串行时钟输入信号。McBSP利用BFSX引脚为MAX541提供片选信号,因此必须正确设置帧脉冲发生器,使之在每个数据包传输期间产生帧同步脉冲,即在数据包传输的第一位转变为有效状态(在本例中为低电平有效,取决于MAX541的片选信号CS),然后维持有效状态直到数据包发送完毕。此外,根据SPI传输协议,必须正确设置数据发送延迟时间(XDATDLY=01b),由图4可知,在帧同步脉冲有效之后,大约延迟了一个时钟周期才进行串行数据的发送。根据图4所示的时序图,为McBSP选择一种合适的时钟方案,即设置McBSP的时钟停止模式。在本例中采用时钟停止模式3(CLKSTP=10b、CLKXP=1),其时钟方案如图5所示。
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