HPI接口在TI SOC的应用

简介

　　HPI接口是TI为处理器之间直接互连通讯定义的一种异步接口，大多数TI DSP芯片上都有HPI接口。HPI接口是从（Slave）端口，接在主机的扩展内存总线上，DSP不能通过HPI向主机（Host）的访问，只能被主机读写。两个DSP的HPI接口之间不能通讯。两个DSP之间互连，可以将一个DSP（从）的HPI接到另一个DSP（主）的扩展内存接口（EMIF）上［1］。

　　1. HPI工作模式

　　不同系列DSP上的HPI接口版本有所不同，区别体现在DSP对HPI的控制上，如C6727上的UHPI可通过寄存器使能与关闭HPI接口，对主机访问DSP内存空间的控制，以及对HPI接口信号的功能复用上。但从主机访问的角度，HPI的工作模式分为：复用模式（Multiplexed-Mode）和非复用模式（Non-multiplexed-Mode）。

　　复用模式下没有地址线，主机访问DSP的地址信息是以数据方式送到HPIA（HPI地址寄存）。从硬件信号的角度，地址，数据信号是由同一组数据线传递，所以称为复用模式。

　　非复用模式的数据线与地址线是分开的，与内存接口连接相似。非复用模式不需要操作HPIA寄存器，主机访问的地址信息通过地址总线直接送给HPI.

　　所有的HPI接口都支持复用模式，但不是所有芯片的HPI接口都支持非复用模式（参考相应的芯片手册确定是否支持）。除了有无HPIA的操作区别外，两种模式的操作没有区别。因为非复用模式的操作是复用模式操作的子集，为方便起见，本文以复用模式展开讨论。

　　2. HPI硬件信号连接

　　HPI接口复用模式连线如图1所示，根据在应用当中的必要性分为：必要的，和可选的两组信号。可选的信号以虚线表示。

图1. HPI接口复用模式硬件连接

　　数据线HD［0:n］：在复用模式下，数据线的宽度一般为CPU位宽的一半，一个HPI访问分为高低半字的两次访问，如C5000是16-bit CPU，HPI数据线为8位，C6000是32-bit CPU，其HPI数据线为16位。C64x系列的HPI支持32位，在32位模式下一个HPI访问不需要分为高低半字两次访问组成一个完整的访问。

　　HCNTL0/1，HWIL:HCNTL0/1选择要访问的HPI寄存器，HWIL控制访问寄存器的高低半字，必须先高后低。一个寄存器的高低半字的两次访问一定要连续完成，中间不能插入其它的HPI操作。只有HPIC可以只访问半个字。

　　HR/W：指示对HPI寄存器进行读，还是写操作。如果主机的读，写信号是分开的，可以利用其中一个信号，但要注意做上拉或下拉处理以控制其在三态时的电平。

　　HCS，HDS1/2：这三个信号根据图2的逻辑产生内部HSTROBE信号，其逻辑关系是要求HDS1和HDS2信号相反，HCS低有效。HSTROB下降沿的时间点反应的是三个信号中最后跳变的信号。HPI在HSTROB的下降沿采样控制信号HR/W，HCNTL0/1，HWIL以判断主机要对哪个寄存器进行读，或者写操作命令。注意控制信号在HSTROBE的下降沿之前需要最少5ns的setup稳定时间，而HDS1/2和HCS到HSTROBE信号内部门电路的延时是皮秒级的，所以控制信号的setup时间需要外部时序保证。

图2. HSTROBE信号产生逻辑

　　HRDY:HPI的输出信号，指示当前操作状态，用做硬件流量控制握手信号。

　　HINT：通过HPI，主机与DSP之间可以互发中断。HINT是HPI送给主机的中断信号，DSP对HPIC［HINT］位写1，HINT信号线上送出高电平信号，主机可利用此信号做为中断信号输入。DSP不能清除HPIC［HINT］状态，主机在响应中断后，需要对HPIC［HINT］位写1清除状态，DSP才能再次对HPIC［HINT］置位发中断。主机通过写HPIC［DSPINT］置1给DSP产生中断，DSP在响应中断后，需要对HPIC［DSPINT］写1清除状态，主机才能继续操作HPIC［DSPINT］给DSP发中断。通过HPI传输数据，结合互发中断做为软件层的握手信号，可有效提高通讯的效率与灵活性。

ALE：存在于地址，数据线复用的主机上用来指示地址信号周期，这种总线复用的主机很少见，所以通常将ALE固定上拉处理，只用HSTROBE采样控制信号。

　　BE:Byte Enable信号，这个信号只出现在32位的C6000 DSP上。因为应用当中通常都是对整个32-bit字进行访问，所以直接做上拉使能处理。

　　3.HPI寄存器地址映射

　　HPI口提供给主机端访问的寄存器只有4个，通过HCNTL［1:0］选择。

表1. HPI寄存器访问选择

由于在复用模式下数据线通常只有寄存器宽度的一半，所以一个完整的数据访问由高低半字两次访问组成，由HWIL信号控制，HWIL信号必须是先低后高。通常将HWIL和HCNTL［1:0］接在主机的地址线上，将4个寄存器映射为主机端的8个内存单元，下表中的地址线连接方法将8半字寄存器映射到主机的8个连续的内存单元。这里的地址线是用来选择HPI的寄存器，与非复用模式下的地址线直接访问DSP的内存空间是完全不同的作