C6000系列DSP的GPIO模块

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C6000系列DSP的GPIO模块

2019-07-13 11:09发布生成海报

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C6000系列DSP的GPIO模块

最近一直在做DSP与FPGA之间的视频传输工作，使用的通信方式是EDMA，为了系统的介绍通过EDMA方式在DSP与FPGA之间实现数据传输。
首先介绍一下DSP-C6455中的GPIO与中断系统。以后再介绍DSP强大的EDMA模块，以及具体的数据传输实现。
（注：其实EDMA是C6455芯片中的一个模块，可以认为其是芯片内部的一个”协处理器”）

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背景使用DSP+FPGA搭建的嵌入式系统进行视频采集，编解码，传输无疑是一个不错的选择。使用FPGA系统进行视频采集，DSP进行视频处理需要了解一下知识：

1. DSP-C6000系列的中断与GPIO系统
2. DSP-C6000系列的EDMA模块
3. FPGA的乒乓RAM
4. 一种视频格式（例如VGA，PAL等）
5. 视频处理算法

本文将介绍DSP C6000系列的GPIO系统（针对C6455）

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C6455的GPIO TMS320C6455中共有16个通用输入输出管脚。每一个管脚都可以单独进行配置成如下功能之一：

通用输入管脚Input
通用输出管脚Output
中断&EDMA事件管脚

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GPIO框图 首先看一下GPIO的框图：

通过查看GPIO框图，我们可以得出许多信息：

DIR寄存器控制GPIO管脚是输入还是输出，其中，对应bit置0表示该管脚配置为输出管脚；对应bit置1表示该管脚配置为输入管脚。
若一个GPIO管脚配置为Output，给SET_DATA寄存器对应位置1，将使该管脚输出高电平，给CLR_DATA寄存器对应位置1，将使该管脚输出低电平。需要注意的是：向SET_DATA和CLR_DATA中写入0无作用。
若一个GPIO管脚配置为Input，可以通过读取IN_DATA寄存器中的对应位来获得管脚的状态。且向SET_DATA和CLR_DATA中写入0无作用。
若一个GPIO管脚配置为中断&EDMA事件模式，此时可以忽略该管脚的Input/Output配置。可以通过置位SET_RIS_TRIG和SET_FAL_TRIG寄存器的相应bit把GPIO管脚配置为中断/事件触发方式。如下图所示：

由于C64+的CPU无法直接访问RIS_TRIG和FAL_TRIG寄存器，若要访问中断模式的配置状态，可以通过读取SET_RIS_TRIG（SET_FAL_TRIG）或者CLR_RIS_TRIG(CLR_FAL_TRIG)来获取。

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GPIO寄存器组 C6455中GPIO的寄存器组如下所示：

其中，后面9个不再介绍了。唯独第一个寄存器之前没有介绍到查看官方文档：

可以看出，只有该寄存器最低位置1时GPIO管脚才可以作为中断源。所以，只要你使用GPIO管脚中的某一个作为系统的中断源，那么该位必须置1。

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GPIO管脚复用 此外，使用GPIO时，还需要考虑到对应芯片的管脚复用问题，以6455为例，GPIO管脚复用情况如下图示：

可见，16个GPIO管脚中有大半是可以复用的。可以通过配置6455的外设配置寄存器来使能GPIO模块。即把6455中的PERCFG0寄存器中GPIO对应位置1，如下图示：

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GPIO之CSL库 使用CSL库的API函数配置DSP显然比逐一配置寄存器方面且容易理解。下面介绍一下如何使用CSL库把DSP的GPIO4配置成中断模式。

第一步：使能GPIO模块

使能之前，首先要解除锁，即向PERLOCK寄存器写入0x0F0A0B00，然后把PERCFG0寄存器中GPIO对应位置1。代码如下：

Bool	gpioEn；
CSL_FINST(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERLOCK,DEV_PERLOCK_LOCKVAL, UNLOCK);
 
CSL_FINST(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERCFG0, DEV_PERCFG0_GPIOCTL, ENABLE);

do {
       gpioEn = (Bool)CSL_FEXT(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERSTAT0, 
                                 DEV_PERSTAT0_GPIOSTAT);
} while (gpioEn != TRUE);

第二步：初始化GPIO模块

CSL_Status                    status;
CSL_GpioContext               pContext;
status   =     CSL_gpioInit(&pContext);

第三步：打开GPIO模块
第四步：使能GPIO管脚作为中断源的功能
第五步：配置GPIO-PIN4的属性：方向，中断触发方式

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完整的配置代码如下所示：

/*-----------------------------------------------------------------------------------
 * 
 * 					初始化GPIO		
 * 
 -----------------------------------------------------------------------------------*/
void Init_GPIO()
{
 	Bool  						gpioEn;
    CSL_Status              	status;
    CSL_GpioContext         	pContext;
	CSL_GpioHandle 				hGpio;
    CSL_GpioObj             	gpioObj;
    CSL_GpioHwSetup             hwSetup;
    CSL_GpioPinConfig          	config;
//    CSL_GpioPinNum          	pinNum;

    /* Unlock the control register */
    CSL_FINST(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERLOCK, DEV_PERLOCK_LOCKVAL, 
              UNLOCK);
               
    /* Enable the GPIO */
    CSL_FINST(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERCFG0, DEV_PERCFG0_GPIOCTL, 
              ENABLE);

    do {
        gpioEn = (Bool) CSL_FEXT(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERSTAT0, 
                                   DEV_PERSTAT0_GPIOSTAT);
    } while (gpioEn != TRUE);

	    /* Initialize the GPIO CSL module */
    status = CSL_gpioInit(&pContext);

#ifdef SHOW_PRINTF
    if (status != CSL_SOK) {
        printf("GPIO: Initialization error.
");
        return;
    }
	else {
        printf("GPIO: Module Initialized.
");
    }
#endif

    /* Open the CSL module */
    hGpio = CSL_gpioOpen(&gpioObj, CSL_GPIO, NULL, &status);
#ifdef SHOW_PRINTF
    if ((hGpio == NULL) || (status != CSL_SOK)) {
        printf("GPIO: Error opening the instance.
");
        return;
    }
	else {
        printf("GPIO: Module instance opened.
");
    }
#endif

    /* Setup hardware parameters */
    hwSetup.extendSetup = NULL;
    
    /* Setup the General Purpose IO */
    status = CSL_gpioHwSetup(hGpio, &hwSetup);

    /* Enable the bank interrupt */
    status = CSL_gpioHwControl(hGpio, CSL_GPIO_CMD_BANK_INT_ENABLE, NULL);
#ifdef SHOW_PRINTF
    if (status != CSL_SOK) {
        printf("GPIO: Command to enable bank interrupt... Failed.
");
    }
	else {
        printf("GPIO: Command to enable bank interrupt... successful.
");
    }
#endif

    /* Configure pin 4 to generate an interrupt on Rising Edge, and
     * configure it as an input, then set the data High (Low->High).
     * Set Trigger: 
     */
    config.pinNum 		= CSL_GPIO_PIN4;
    config.trigger 		= CSL_GPIO_TRIG_RISING_EDGE;
    config.direction 	= CSL_GPIO_DIR_INPUT;

    /* configure the gpio pin 4 */
    status = CSL_gpioHwControl(hGpio, CSL_GPIO_CMD_CONFIG_BIT, &config);
#ifdef SHOW_PRINTF
    if (status != CSL_SOK) {
        printf("GPIO: GPIO pin configuration error.
");
        return;
    }
    else {
        printf("GPIO: GPIO pin configuration successful.
");
    }
#endif
}

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