基于USB2.0总线的TMS320VC5402 HPI自举的实现方案

　　TMS320VC5402是TI公司的一种16位数字信号处理器，以其独有的低功耗和高性价比，受到用户的欢迎。C54x操作灵活及运行速度高；使用改进的哈佛结构，具有专用硬件逻辑的CPU、片内存储器和外设接口，以及高度专业化的指令集。而且， C54系列DSP与主机连接通过HPI（Host Port Interface）接口，以逻辑电路设计简单、不需要额外的存储器和程序更新方便优点，可以应用灵活多样的引导加载模式以实现接口和处理功能开发。

　　HPI口是C54x DSP系列芯片内部的并行接口部件，用于与其他总线或CPU主机之间进行连接通信，主机是HPI口的主控者，通过专用地址和数据寄存器、HPI控制寄存器以及外部数据和接口控制信号与HPI口通信。

　　USB接口具有即插即用，速度快（最高可达480Mbps）等特点，可成为PC机的外围设备扩展中应用日益广泛的接口标准，基于USB总线对DSP实现HPI自举，可以降低成本，也便于DSP与PC机的高速数据通信，鉴于此种考虑，本文介绍一种利用USB2.0接口控制芯片（CY7C68013-56PVC）实现TMS320VC5402自举的实现方案。

　　USB2.0芯片及其GPIF简介

　　本方案采用的USB2.0接口控制芯片是Cvpress公司的CY7C6801356PVC,该系列芯片是世界上第一款支持USB2.0的集成微控制器芯片，它集成有USB2.0收发器、智能串行接口引擎（SIE）、增强的8051微处理器，通用可编程接口（GPIF）、片上RAM和FIFO存储器.该系列芯片的智能引擎也支持USB1.1协议，因此，它具有很好兼容性。

　　CY7C68013与外设有主/从两种接口方式：可编程接口GPIF和Slave FIFO,可编程接口GPIF是一个微状态机,可由软件编写读写控制时序，也可以作为USB FIFO的主控制器与DSP进行无缝连接，GPIF可工作在自动模式，USB总线和GPIF接口域直接进行数据传输，无需8051内核直接参入，以此解决USB2.0高速传输的"瓶颈"问题，GPIF与8051内核关系如图1所示。

　　硬件设计原理

　　自举从本质上说就是DSP上电后，在Bootloader引导下，获取应用程序并开始运行的过程，TMS320VC5402上电以后，当MP/MC为低电平时，系统将从片内ROM的OFF80H开始执行，此处的跳转指令使程序跳转至BootLoader程序入口处（OF800H处）。Bootloader程序先清除IFR,并设置HPI入口点（0x7F）的值为0,置HINT为低，再检测INT2是否置位，如置位则进行HIP自举,具过程如图2所示。

　　DSP复位之后，如检测到HPI自举方式有效，就可以进行HPI自举引导，基于USB总线的HPI自举，就是在Bootloader引导下，通过USB接口控制芯片把程序数据由主机（PC）写入DSP内部RAM（DARAM）并使DSP开始运行的过程，该自举过程分为三个步骤：一是写HPIC,以设置HPI控制参数；二是写HPIA,设置访问DSP的首地址；三是通过HPID下载程序。

　　首先，推动EZ-USB Control Panel下载CY7C68013的固件程序。当重枚举结束，驱动程序（ezusb.sis）重新安装成功后，在Control Panel中通过发送请求的方式由端点0向HPIC发送两个相同的8位控制字，而当HPIC初始化完成之后，再通过端点0设置欲下载程序段到DSP中的首地址HPIA.HPIC、HPIA设置好之后，就可以通过端点2下载DSP程序代码段，程序代码段需要分段下载，实际上，CY7C68013通过端点2把数据写入HPID,然后，DSP按照HPIA指定的地址，由DMA自动将HPID中的数据写到RAM,接口控制时序可由GPIF软件编程控制，程序数据分段下载完毕之后，再将程序的入口地址通过端点0写入0x7F处，在主机下载程序的过程中，DSP将一直检测0x7F是否为0,如不为0,即判定DSP已由主机进行了HPI自举加载，并按照该值跳转PC指针，以开始运行，进而完成HPI自举。

　　硬件电路

　　本设计用CY7C68013-56PVC与TMS320VC5402的HPI口相连接，接口选择GPIF模式，硬件电路如图3所示，该方案中，HCNTL[1:0]与GPIF的低位地址线PA3、PA2相连，以选择需要访问的HPI的HPIA、HPIC,HPID寄存器，CTL0接至HR/W,可作为读写控制信号，HDS1与输出信号线CTL1相连，以作为HPI访问的选通信号，HBIL与输出信号线CTL2相连，已用于识别传输的是第一个字节还是第二个字节，HRDY接输入信号线RDY0.用于通过主机查询HPI口的状态，HINT、INT2与INT0连接，可确保HPI自举有效，HCS接GND,可使HPI片选信号有效，HPIENA接高电平时，HPI使能，HAS、HDS2接高电平时，信号线禁用。数据线PD[7:0]与HD[7:0]相连，可在控制时序作用下传输一切数据信号。HPI接口控制时序由CTL0、CTL1、CTL2引脚输出，在自举过程中，系统将关闭CY7C68013所有的中断，若要通过中断实现数据通信的握手，可以在自举完毕打开CY7C68013的中断。

CY7C68013的具体配置为：启用GPIF接口控制数据传输，GPIF