俊 张朝阳 陈文正

     来源：《电子技术应用》

     摘要：提出了两个微机串口与dsp处理器（tms320vc5402）hpi（host

     port interface）口通信问题的解决方案，该方案采用单片机（at89c2051）实现数据的串/并、并/串转换，并控制dsp的hpi实现共享总线。给出了硬件连接电路和用fpga作为总线仲裁器的设计思路，介绍hpi口的操作过程，单片机与微机串口之间通信的硬件设计方法。

     关键词：dsp

     单片机 hpi 串行通信 fpga

     本文所介绍的是我所正在研制的卫星cdma接收机未端dsp与微机串口通信的接口电路。由于cdma接收机支持两个独立cdma信道的接收，并将两路解调后的数据分别经串口送至不同的计算机做后续的处理，故接收机需要带两个rs232接口。

     微机的异步串口与dsp处理器通信的方法通常有三种，第一种方法是采用异步通信芯片扩展串口，如用ti公司的tl16c550完成数据的串/并、并/串变换。由地tl16c550提供了丰富的控制管脚和应答信号，对其只需设置一些寄存器就可以进行灵活的控制，故编程比较简单，但对其数据的读取或写入则需要用到dsp的数据总线。第二种方法是将dsp的i/o口xf和bio，或者将dsp的mcbsp口用软件模拟成异步串口。用这种方法，虽然dsp与微机串口之间无需串/并变换器件，硬件构成十分简单，但dsp的编程比较复杂，用i/o口线模拟串口需要占用两个定时器资源，并且只有在dsp操作不繁忙的情况下这种方法才可行。第三种方法是用单片机实现数据的串/并、并/串转换。与第一种方法相比较，这种方法增加了对单片机的编程，但单片机可以作为控制器操作dsp的hpi口，对dsp存储器的数据上发可完全由单片机发起，dsp几乎无需作任何操作，也无需用到数据总线。在dsp处理过程复杂、运算量大的情况下，这种方法特别有用。

     在本系统中，我们采用的dsp处理器是高性能、低功耗的tms320vc5402，用以实现系统的mac层控制和数据的编、解码工作，处理器的工作量很大。另外dsp数据总线需要与作为基带处理器的fpga芯片（apegep20k600e）交换数据，为避免引入额外的控制逻辑实现与数据总线复用，采有单片机控制hpi口的方法实现dsp与双串口的通信。考虑到fpga芯片的存在及节省成本，没有采用价格贵且需用高级仿真器开发的双串口单片机（如ds80c320），而是采用两片at89c2051，并借用物理层fpga的冗长资源作为总线仲裁器来实现同样的功能。

     1 tms320vc5402 hpi口结构

     tms320vc5402上的hpi口是增强型的8bit主机接口（enhanced

     8 bit host port interface），专门用于与主机进行通信，通过它主机可以访问tms320vc5402片仙16k的ram空间。这一接口由一个8bit的双向数据总线和不同的控制管脚组成，能够支持按高、低字节传送16bit数据。tms320vc5402提供三个跟hpi操作相关的寄存器--地址寄存器hpia、数据寄存器hpid和控制寄存器hpic。tms320vc5402只能访问控制寄存器，而主机则对这三个寄存器都可以访问。主机欲随机访问tms320vc5402的片内ram，需要先发送一个16bit地址到hpi地址寄存器（hpia），然后通过数据寄存器（hpid）访问该地址所指向的存储单元。主机欲连续访问一段ram空间，则要先送该段的自地址到hpia，然后以地址自动加一的方式访问，即主机每访问一个存储单元后hpia自动指向下一个单元。

     hpi接口还提供了中断逻辑同主机进行软件握手。主机可通过对控制寄存器hpic的第二位（dspint）置1中断dsp芯片；dsp芯片可通过对hpic的第三位（hint）置1中断主机，此时hpi的引脚hint被置为低电平，从而向主机发出中断请求；主机还可设置hpic的位hint为1使hint脚回到高电平，从而清除中断信号。

     下面给出hpi口相关管脚说明：

     hd0～hd7是8位双向数据线，与单片机p1口相连，用于交换数据。

     hcntl1/0的组合用于选择主机所访问的hpi寄存器，00表明主机访问hpic；10表明访问hpia；01和11均表