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1 引言
随着信息技术的发展，数字信号处理技术成为数字化社会最重要的技术之一。由于数字信号处理器（DSP）速度快，稳定性高，功耗小，近些年来在通信、图像处理、自动控制等领域中得到了广泛的应用。其中，美国德州仪器的TMS320系列DSP占据了世界DSP 市场的主要份额，TI也因此成为了世界上最大的DSP制造商。本系统采用了TMS320C6722浮点型DSP芯片。
EMIF接口（External Memory Interface）是TMS320系列DSP上具有的一种高速接口，其设计初衷是实现DSP与不同类型的外部扩展存储器（如 SDRAM，FLASH等）之间的高速连接。在当前的一些应用中，为了更充分的应用DSP的运算能力，扩展其引脚资源，工程师们常用EMIF接口连接FPGA，再通过FPGA与多种外部设备相连。这样，FPGA成为了一个中转站，各种数字芯片的数据都可以通过FPGA传输至DSP.对于更加复杂的系统，当一块FPGA芯片的引脚资源都被用尽时，可以在DSP 的EMIF接口上连接多块FPGA芯片，再将功能各异的芯片连接至FPGA。这样，DSP芯片仅通过EMIF接口就能实现对复杂系统的控制。
2 基于EMIF接口的DSP+FPGA系统实现：
图2 所示是DSP与一片FPGA的接口连接图，DSP与多片FPGA连接时，接口可以按图的方式复用，TMS320C6722型DSP的EMIF接口有14根地址线，与不同FPGA进行通信时，要使用不同的地址。
2.2 DSP 与FPGA 通信时序
图1 是本人所使用的系统，DSP芯片通过EMIF接口连接了2 片FPGA，其中EP2C8F256I8 主要负责DSP核心处理所需数据的交换，连接了FLASH 芯片，SDRAM芯片，A/D 芯片。另一块FPGA 芯片EP2C8F144I8 负责与外部通信，连接了USB 接口芯片，I2C通信芯片和CAN总线通信芯片。
TMS320C6722 型DSP的EMIF接口设计初衷是与外部扩展存储器连接，EMIF接口有两种工作方式：SDRAM工作模式与异步工作模式。SDRAM工作模式是专为 SDRAM设计的同步工作模式，EMIF接口能自动给SDRAM进行刷新；异步工作模式是与SRAM、FLASH等异步器件工作时采用的模式。
随着信息技术的发展，数字信号处理技术成为数字化社会最重要的技术之一。由于数字信号处理器（DSP）速度快，稳定性高，功耗小，近些年来在通信、图像处理、自动控制等领域中得到了广泛的应用。其中，美国德州仪器的TMS320系列DSP占据了世界DSP 市场的主要份额，TI也因此成为了世界上最大的DSP制造商。本系统采用了TMS320C6722浮点型DSP芯片。
EMIF接口（External Memory Interface）是TMS320系列DSP上具有的一种高速接口，其设计初衷是实现DSP与不同类型的外部扩展存储器（如 SDRAM，FLASH等）之间的高速连接。在当前的一些应用中，为了更充分的应用DSP的运算能力，扩展其引脚资源，工程师们常用EMIF接口连接FPGA，再通过FPGA与多种外部设备相连。这样，FPGA成为了一个中转站，各种数字芯片的数据都可以通过FPGA传输至DSP.对于更加复杂的系统，当一块FPGA芯片的引脚资源都被用尽时，可以在DSP 的EMIF接口上连接多块FPGA芯片，再将功能各异的芯片连接至FPGA。这样，DSP芯片仅通过EMIF接口就能实现对复杂系统的控制。
2 基于EMIF接口的DSP+FPGA系统实现：
图2 所示是DSP与一片FPGA的接口连接图，DSP与多片FPGA连接时，接口可以按图的方式复用，TMS320C6722型DSP的EMIF接口有14根地址线，与不同FPGA进行通信时，要使用不同的地址。
2.2 DSP 与FPGA 通信时序
图1 是本人所使用的系统，DSP芯片通过EMIF接口连接了2 片FPGA，其中EP2C8F256I8 主要负责DSP核心处理所需数据的交换，连接了FLASH 芯片，SDRAM芯片，A/D 芯片。另一块FPGA 芯片EP2C8F144I8 负责与外部通信，连接了USB 接口芯片，I2C通信芯片和CAN总线通信芯片。
TMS320C6722 型DSP的EMIF接口设计初衷是与外部扩展存储器连接，EMIF接口有两种工作方式：SDRAM工作模式与异步工作模式。SDRAM工作模式是专为 SDRAM设计的同步工作模式，EMIF接口能自动给SDRAM进行刷新；异步工作模式是与SRAM、FLASH等异步器件工作时采用的模式。
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TMS320C6722 型DSP的内部没有可写的ROM，DSP的程序必须存放在外部器件中，DSP芯片上电后必须首先从外部芯片下载程序。本款DSP可以通过SPI总线启动、通过I2C总线启动和通过EMIF接口启动。这几种Boot方式和对应的引脚配置如表1所示，在本系统中，EMIF接口除了实现通常的数据交换，还兼任带动DSP启动的功能。
系统上电后，DSP的RESET引脚要通过下拉电阻拉低，使DSP 处于复位态。FPGA芯片EP2C8F256I8上电后从FPGA 配置芯片EPCS4中下载程序启动。FPGA启动成功后将DSP芯片的SPI0SOMI引脚与SPI0CLK引脚拉低，将SPI0SIMO引脚拉高，然后再将RESET引脚拉高。这样配置是为了使DSP退出复位态时能根据上述3个引脚的电平获知DSP芯片将通过EMIF接口启动。此后，DSP芯片将从EMIF接口读取1KB数据，并将这1KB数据存放于DSP的RAM中，再执行这1KB的程序。
上述过程称为DSP的第一次启动过程。这1KB的程序是由汇编语言编写并通过CCStudio 软件编译成机器语言，存放于FPGA中（通过mif 文件编译进FPGA的程序）。该1KB程序的功能是再次调用EMIF 接口，操作FPGA，使得FPGA 通过IP 核从FLASH芯片中将其余的程序（本系统的程序约为32K）拷入DSP的RAM 中并执行这些新拷入的程序。这是DSP 的第二次启动。第一次启动是硬件启动，是TMS320C6722 型DSP已经设定好的启动方式，第二次启动是软件启动，所执行的启动程序由用户编写。
综上，本文介绍了DSP芯片通过EMIF接口连接FPGA的硬件电路与时序，根据本文介绍的方法，DSP芯片通过FPGA能控制大量外部芯片工作，仅使用DSP的EMIF接口就能实现DSP启动和控制复杂系统工作的功能，大大扩展了DSP芯片的灵活性，使其强大的运算功能得以更好的发挥。
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