解析MS320C6202DSP扩展总线与MPC860的接口实现

摘要：分析了Motorola MPC860嵌入式微处理器及数字信号处理器TMS320C6000 TM的特征，介绍了TMS320C6202DSP扩展总线与MPC860的接口实现。

关键词：DSP QUICC VLIW(超长指令字)

MPC860是PowerPC系列产品。PowerPC系列是由IBM、 Motorola和Apple联合研制的基于RISC结构的微处理器。PowerPC可运行于多种操作环境，使用的工作平台从便携式设备到服务器。 TMS320C6000系列是1997年美国TI公司推出的DSP芯片，这种芯片是定点、浮点兼容的DSPs系列。其中定点系列是 TMS320C62xx，浮点系列是TMS320C67xx，它们可以通过DSP的HPI(Host Port Interface)和MPC860相连。本文针对C6202介绍另外一种接口方法，即同步主机接口模式下C6202的扩展总线与MPC860的接口实现，其中C6202为从处理器，MPC860为主处理器。

1 TMS320C6000的主要特点

TMS320C6000系列DSP(数字信号处理器)是TI公司最新推出的一种并行处理的数字信号处理器。TMS320C6000片内有8个并行的处理单元，分为相同的两组。它的体系结构采用超长指令字(VLIW)结构，单指令字长为32bit，8个指令组成一个指令包，总字长为8×32=256bit。芯片内部设置了专门的指令分配模块，可以将256bit的指令包同时分配到8个处理单元，并由8个单元同时运行。芯片的最高时钟频率可以达到300MHz，通过片内的锁相环(PLL)将输入时钟倍频获得。当片内的8个处理单元同时运行时，最大处理能力可以达到2400MIPS。

TMS320C6000主要是为移动通信基站的信号处理而推出的超级处理芯片。200MHz时钟的C6201完成1024点定点FFT的时间只要66μs，比传统的DSP要快一个数量级，在民用和军用领域都将有广阔的应用前景。

2 TMS3206000的扩展总线

目前，TMS320C6000系列中中有C6202和C6203具有扩展总线。它们是在C6201/6701主机接口(HPI)的基础上发展起来的。

扩展总线是一个32bit宽的总线，支持与异步外设、异步/同步FIFO、PCI桥及外部主控处理器的接口。它同时还提供了一个灵活的总线仲裁机制，可以进行内部仲载，也可以由外部逻辑完成。

扩展总线从结构上可以分为两部分：I/O接口和主机接口，如图1所示。

I/O接口，扩展总线共管辖4个XCE外部空间，4个空间可以分别配置成两种工作模式：异步I/O模式和同步FIFO模式。这两种模式可以在一个系统中同时工作。异步I/O模式的接口信号时序与EMIF类似，具有可编程程度高的特点。这一模式下，扩展总线接口的4根地址信号使得每个XCE空间最多可以挂接16个外部设备。FIFO模式则提供了与同步FIFO无缝接口的能力，可以直接控制1个进行读操作的同步FIFO或4个进行写操作的同步FIFO。借助少量外部逻辑，每个XCE空间可以管理16个读操作FIFO或16个写操作 FIFO。扩展总线I/O口与DSP的其他存储空间由DMA控制器进行连接。

主机接口也有两种工和模式：同步和异步。同步模式提供了主控和从属两种工作方式，此时地地址信号和数据信号复用相同的管脚。异步模式只有从属功能，它与C6201/C6211/C6701/C6711的HPI操作完全类似，只是数据宽度为32bit。异步模式可以用来与全类似，只是数据宽度为32bit。异步模式可以用来与其他微处理器接口。扩展总线主机接口与DSP存储器的连接由DMA辅助通道完成。

在同步主机接口模式下，主机的数据与地址信号复用，并且与i960Jx兼容。目前主流的PCI接口芯片都采用i960总线作为芯片内部总线，这样C6000与PCI总线接口时，需要的外部逻辑可以减少到最少。尤其在作为从属处理器时，同步主机接口同样可以非常方便地与其他一些通用处理器接口。C6202的扩展总线还具有突发传输的能力。本文即利用这一方式实现MPC860与 C6202扩展总线的接口。

C6202处理器的工作频率最高可以采用50MHz，经内部4倍频后升至200MHz，每个时钟周期最多可以并行执行8条指令，从而可以实现1600MIPS的定点运算能力，完成1024点定点FFT的时间只需70μs。

3 MPC860介绍

MPC860 PowerQUICC是当今比较流行、性能相当优越的单片集成嵌入式微处理器，继承了以前享有盛誉的32bit 68360Quicc和68302的许多优点。它内部集成了微处理器和一些控制领域常用的外围组件，特别适用于互联网络和数据通信市常 PowerQUICC可以被称为MC68360在网络和数据通信领域的新一代产品，提高了器件运行的各方面性能，包括器件的适应性、扩展能力和集成度等。 MPC860 PowerQUICC通信处理器可根据用户要求提供2～4个串行通信控制器、不同规格的指令和数据缓存及各种级别的网络协议支持。该产品专为宽带接入设备如：远程接入路由器、DSLAM、接入集线器、LAN/WAN交