多端口存储器在多机系统中的应用

3.其他多端口存储器

以上只介绍了两种双端口存储器。随着电子工艺的飞速发展，出现了三端口及以上的存储器，并且在存储深度和宽度上得到很大发展，仲裁逻辑控制更加复杂；但多端口存储器源彼双端口存储器，基本更加复杂；但多端口存储器源自双端口存储器，基本工作原理入双端口存储器相似，这里不一一详述。

二、双口RAM实现数据采集系统

数字信号处理器（DSP）能实时快速地实现各种数字信号处理算法，而DSP的控制功能不强，可以采用8051单片机控制数据采集板，将采集的原始数据送给DSP处理并将处理结果传送给8位单片机。图5给出了利用1片数字信号处理器TMS320F206（以下简称DSP）和2片AT89C51单片机（以下简称MCU）构成多机数据采集系统接口图。



本系统采用两片CMOS静态双口RAM（IDT7132）实现MCU和DSP的数据双向传递。双口RAM作为DSP的片外数据存储器，即用外部数据存储器选通信号DS和高位地址信号经高速或门输出选通双口RAM的片选信号。这样可以利用DSP的重复操作指令（RPT）和数据存储器块移动指令（BLDD）减少数据传送时间，双口RAM的8位数据总线接在DSP的低8位。IDT7132的仲裁逻辑控制只提供Busy逻辑输出，而由于MCU无Busy功能，只能采用自行设计的软件协议仲裁方法。将双口RAM划分为两块：上行数据区（DSP接收MCU采集的数据区）和下地数据区（DSP输出处理结果区）。此处的上行数据区将远大于下行数据区。采用DSP的4个I/O口与MCU中断口和I/O口相连，并在数据区中规定一个信令交换单元。以DSP采集右端MCU上行数据为例，说明仲裁流程。

（1）初始化时，DSP置IO3为输出口，保持高电平，IO2为输入口（MCU使其初始化为低电平）。

（2）DSP需要采集MCU数据时，向右端IDT7132下行数据区的下行信令字单元（此处设为00H）写入需要取数的信令字，再向右端MCU发中断，置IO3为低电平，然后查询IO2等待MCU应答。

（3）MCU及时响应中断后，则先从IDT7132的下行数据区的下行信令字单元读取DSP请求信息，检测为DSP需要取数的下行信令。然后，向IDT7132上行数据区的上行信令字单元写入数据，准备好需要DSP取数据的信令（00H）或数据未准备好的信令（01H）。最后，向DSP发送应答信号，置IO2为高电平（此处高电平的持续时间不过，只要DSP可以检测到即可）。

（4）DSP检测到IO2为高是平，表明MCU应答，立即读取IDT7132上行数据区的上行信令字单元。若为可以取数据的上行信令，则从IDT7132上行数据区取出采集数据，完成后，需要向右端MCU发送采集结束下行信令（01H）；若为数据未准备好的上行信令（01H），则跳转至与左端MCU通信程序中。

以下是DSP部分采集右端MCU数据的部分代码：

rx1: splk #
0020h,60h；
out 60h,wsgr ;设置等待状态寄存器，指令周期为50ns；而IDT7132选用55ns，则需插入1个等待状态；
splk #0000h,dn-sig ;向下行信令字单元写入00h（dn-sig表示下行信令字单元），通知MCU需要接收上行的语音数据；
call int0gr ;向右端MCU发中断；
reply:in 70h,iosr；
bit 70h,12 ；检测IO3；
bcnd reply,ntc ；IO3为低，返回reply，继续检测；
lacl up-sig ；读上行信令字单元（up-sig表示下行信令字单元）到累加器中；
sacl 70h；
bit 70h,15；
bcnd rx2,tc ；若为01H，表示MCU没有准备好，跳之与另一MCU通信rx2处；为00H，表示允许采集数据；
mar *,ar1；
lar ar1,#data-buf ;将目的数据块首地址存入ar1辅助寄存器；
rpt #data-size ;重复下一条指令（data-size+1）次；
bldd #up-data,*+；
splk #0000h,dn-sig ;向下行信令字单元写入01h，表示采集数据结束，让出双口RAM上行数据区的使用权；
call int0gr ；向右端MCU发中断；
b rx2

RPT和BLDD是TMS320F206的高级指令，充分体现了DSP的流水线特点。RPT没有时间开销，它使下一条指令重复执行；BLDD是数据存储器间块移动指令，源和目的块不一定都要在片内或片外。当RPT和BLDD一起使用时，中断应该禁止，而且一旦流水线启动，BLDD就变成了单周期指令，如上述程序，DSP采集100Byte的数据，指令周期为50ns，一个等待状态周期则仅需50ns×2×100=10000ns=10μs，充分节省了采集时间，使DSP将更多的时间投入到算法中。

以下是产生中断子程序：

int0gr：in 70h,iosr ;读IO状态寄存器到70H单元中；
lacl 70h；
and #0fffbh；
sacl 71h；
out 71h,iosr;置IO2为低电平，下跳变触发INT0中断；
call wait1 ；延时，低电平的持续时间需满足MCU接收中断的要求；
lacl 70h；
or #0004h；
sacl 71h；
out 71h,iosr ;恢复IO2为高电平；
ret