TI DSP芯片的HPI接口应用

写HPIC的时序截图如下：

写HPIC\HPID的时序截图

两个时序图显示主机送出的数据111b在HSTROBE（ARM_WR）的下降沿后，很快被改变成其它值000b。在写HPID的时序截图中，第一个HSTROBE的下降后，HPI送出HRDY信号，然后数据线被改变，首先判断HPI对主机的命令做出了响应，通过HRDY信号的出现时机，说明HPI判断这是一个读操作，可以判断为HSTROBE的下降沿采样HR/W信号不正确。

从硬件连接来看，HSTROBE（HR/W）要采样HR/W，HCNTL0/1来判断主机命令， HR/W的与HSTROBE为同一信号源，且同为下降沿，HR/W与HSTROBE的下降沿之间的setup时间不够，采样HR/W的电平状态出现误判，认为是高电平读命令，HPI对读命令的响应则是在第一个HSTROBE的下降沿之后送出HRDY信号，并在HRDY之后，HPI送出数据到总线上。

对于该问题，需要对参与HSTROBE逻辑译码的HR/W信号的下降沿做延时处理，可在逻辑电路如CPLD或FPGA里实现，以确保HSTROBE的下降沿采样到稳定的HR/W电平。

6.2 读数据不正确　

通常表现为读读HPIC，HPIA正常，但读HPID不正常，前半字为0，后半字正确，对同一个地址读两次，第二次的数据完全正确。

在案例中，用示波器观察HCS与HRDY之间的时序关系，发现HCS的上升沿在HRDY的上升沿之前，即主机在HPI数据有效之前结束了访问周期。HRDY的上升沿其实是因为HCS的结束而拉高的，并非数据真正有效。

示波器观察HCS与HRDY之间的时序关系

用户由于没有在硬件上将HRDY与主机PowerPC的TA信号互连，没有硬件握手机制，于是从软件配置上加大主机的总线访问周期，即增加HCS的宽度，故障现象没有变化。

原因分析：读HPID与HPIC，HPIA时序不同，读HPID操作需要HPI DMA从HPIA所指向的地址读数据到HPID，会有时间上的延时。而读HPIC和HPIA直接从寄存器读数据，没有延时，所以读HPIC，HPIA是正确的。在读HPID时，HPI会在第一个HSTROBE的下降沿后将HRDY置位，指示数据未准备好的忙状态，主机应当在总线上插入等待周期，数据准备好后HPI清除HRDY，主机才可以结束总线周期，通过HCS的上升沿将有效数据锁存。

HSTROBE的下降沿到数据有效之间的延时与芯片及HPI接口的工作频率相关，以C5502，C5501为例，在芯片手册中，这个延时参数H1在SYSCLK1与CPU时钟的分频为4时，最大延时为12*2H+20(ns)，H=SYSCLK1/2，在HPI启动期间，PLL没有倍频，处于旁通状态，系统输入时钟就是CPU的工作时钟，SYSCLK1默认分频为CPU时钟的4分频，以输入时钟为25MHz为例，最大延时为：

延时计算

这个时间长度通常超出了主机端总线周期的软件配置范围，所以通过软件配置增加HCS的宽度不一定能满足HRDY的最大延时要求。在有的DSP芯片手册上只提供了HRDY的最小延时，最大延时与芯片的优先级设置，及系统配置相关而不确定，比如与系统中其它主模块如EDMA同时访问DDR，那么延时与HPI的优先级，EDMA的优先级，EDMA的burst长度，以及DDR的命令排序等配置相关，这样通过延长主机的总线访问周期，更加不可靠。

解决办法：在硬件设计之初，一定要利用HRDY硬件握手信号[2][3]。虽然有的芯片HPIC寄存器提供了HRDY软件握手方式，只能做为弥补硬件设计之初遗漏HRDY硬件握手信号的权宜之计，软件轮循HRDY的办法会带来额外的开销，降低HPI总线的吞吐率，增加主机软件实现的复杂度。而且有的芯片HPI不支持HRDY软件查询方法，只能通过硬件HRDY保证数据的有效性。

6.3 HRDY常高　

有的系统在长时间运行中偶尔出现HRDY常高，导致主机端总线访问异常，需要重新上电才能恢复HPI的正常操作。这种故障是由于HPI状态机出现异常。

从实际故障定位中总结出以下几点原因：

A. HPI的高低半字访问的顺序访问被其它HPI访问打断：在复用模式下，一个完整的HPI访问是由高低半字两次访问组成，需要严格保证，否则会破坏HPI的状态机，从而导致不可预期的后果。

B. 主机通过HPI访问了DSP内部的保留空间，或者破坏了DSP的程序，数据空间，导致DSP运行异常，进而导致HPI状态机异常。

C. 主机的HSTROBE信号有毛刺，或者信号完整性不好，如下图中HCS（些案例HSTROBE是由HCS控制）的上升沿的回勾，都会导致HPI误判断为主机的新的访问的开始，从而打乱了高低半字的访问顺序要求，导致HPI状态机的错乱。

HSTROBE信号

7. 总结　

HPI是一种简单的异步接口，只要设计中满足了时序要求，即可稳定工作。在开发当中遇到数据读写不正确，从HSTROBE信号入手检查与之相关的信号的时序关系，便可以找出问题原因。另外，信号完整性是任何系统稳定工作的前提。

关于特定芯片上HPI接口的特有功能本文没有针对讨论，如C6727的字