TI DSP芯片的HPI接口应用

4. HPI寄存器功能说明　

HPIC (HPI Control Register)

HPI控制寄存器HPIC的位图如表3所示，C6000系列DSP的HPI寄存器是32位的，也只有低16位有效，与C5000系列DSP的HPIC寄存器定义的功能保持一致。不同版本的HPI接口的HPIC位定义的主要不同之处在于软件握手HRDY位的有无，其它位名称可能存在细小差异，但功能定义都是一样的。

表3. HPI Control Register

主机在对HPI进行访问前可以通过HPIC配置字节序（HWOB）和地址寄存器模式（DUALHPIA）。默认的配置为HWOB=0，即先访问高半；DUALHPIA=0，即单地址寄存器模式，读和写操作使用同一个HPIA；通常都采用默认的HPIC寄存器配置。

HWOB与硬件信号HWIL是没有联系的，HWIL信号必须保证先低后高分别访问两个半字单元。至于先访问一个字当中的高或低半字，是由HWOB控制的。

HPIA (HPI Address Register) 　

物理上存在HPIAR，HPIAW两个地址寄存器。HPIAR是读操作地址寄存器；HPIAW是写操作地址寄存器。由HPIC的DUALHPIA位来决定是采用双地址寄存器模式还是单地址寄存器模式。如果采用双地址寄存器模式，在对HPIA操作之前，通过设置HPIC的HPISEL位选择下一个要访问的HPIA。通常为了简化在读写操作转换时对HPIC的操作，选用单地址寄存器模式。

HPIA的地址信息在不同系列DSP上有所不同：　

在C5000上，数据空间，I/O空间只能按16位字寻址，程序空间按字节寻址。HPI的DMA访问属于I/O空间，HPIA的值代表16位字地址。如主机端要访问DSP内存字节地址0x100, 则要往HPIA写的地址值是0x80。在用HPI启动时，要注意DSP代码是按字节地址链接的，即代码段的地址是字节地址，主机端要将代码段的地址信息除以2再送到HPIA。

在C64上，HPIA的值代表字节地址，但是HPI访问的数据是32位的，所以HPI会忽略HPIA地址值的低两位。

在C64+的DSP上，HPIA代表32位字地址，HPI会将字地址左移两位转换成字节地址，主机若要访问DSP字节地址0x100，则要赋值HPIA为0x40。

HPID (HPI Data Register)　

主机通过HPI对DSP的内存访问是间接访问，主机只能访问HPID，HPID与DSP内存之间是通过HPI专属的DMA进行数据搬运的。如图3所示。

图3. HPI读写数据流

HPID的访问分为自增模式和非自增模式。在自增模式下，访问HPID后，HPIA会自动增加指向下一个字地址，在连续访问时，自增模式因为减少了主机对HPIA的操作，可以增加HPI数据访问的吞吐率。非自增模式下访问HPID后，HPIA的值保持不变，主机需要更新HPIA来访问下一个地址。

在写操作时，主机把数据写到HPID，HPI将第二个半字的数据通过HSTROBE的上升沿锁存到HPID后，将HRDY置为忙状态，并启动HPI DMA将HPID的内容搬到HPIA所指向的内存单元，然后清除HRDY指示可以进行下一次操作。

在读操作时，在第一个HSTROBE的下降沿，HPI采样到HR/W为读命令，则将HRDY置为忙状态，启动HPI DMA将HPIA指向的内存单元的数据搬到HPID，清除HRDY忙状态，主机端方可结束总线访问周期，锁存数据线上的有效数据。

5. HPI操作流程　

主机对HPI的一次总线访问周期为分三个阶段：主机发起访问，HPI响应，主机结束访问周期。

A. 主机发起访问：即对HPI寄存器的读，或者写命令。主机送出的硬件信号为HSTROBE（由HCS, HDS1/2产生），HR/W，HCNTL0/1，HWIL，以及HD[0:n]。HPI在HSTROBE的下降沿采样控制信号HR/W，HCNTL0/1，HWIL判断主机的操作命令。

B. HPI响应：HPI在HSTROBE的下降沿采样控制信号，根据控制信号做出相应的响应。如果是写（HR/W为低）命令，则在HSTROBE的上升沿将数据线上的信号锁存到HCNTL0/1和HWIL指向的寄存器。如果是读命令（HR/W为高），如果是读HPIC，或者HPIA寄存器，HPI将寄存器的值直接送到数据总线上；如果读HPID，HPI先将HRDY置为忙状态，HPI DMA将数据从HPIA指向的内存单元读到HPID，再送到数据线上，并清除HRDY忙状态，在读HPID后半字时，数据从寄存器直接送到数据总线上，不会出现HRDY信号忙状态。

C. 主机结束访问周期：对于写操作，主机将数据送出后，只要满足芯片手册中HPI对HCS的最小宽度要求，即可结束访问周期。对于读HPID操作，要等HRDY信号由忙变为不忙，主机才能结束访问周期。

a) 两次连续的HPI操作的间隔，在芯片手册的HPI时序参数表里有要求，最小间隔为两个HPI功能模块时钟周期。

6. HPI常见故障案例分析　

在HPI应用调试过程中，常遇到的问题分为：写数据不成功，读数据不正确，HRDY常高。这些问题通常都是由于时序不正确造成的，下面结合实际应用当中的案例进行分析。

6.1 写数据不成功　

案例的硬件连接如下：

硬件连接

首先关注核心信号HSTROBE由DSP_CS，ARM_WR（HDS1），ARM_RD（HDS2）产生，从下面时序图可以看出ARM_WR的下降沿是最后产生的，所以写操作时HSTROBE的下降沿反应的是ARM_WR的下降沿。