描述HPI接口的工作原理及C8051F060和TMS320VC5409(简称C5409)之间的接口电路设计，给出了HPI接口的软件设计。该系统具有设计灵活、数据传输速度快、适用于其他含有HPI接口的DSP应用系统，为开发人员提供了一种便捷稳定的数据共享、传输方式。
1TMS320VC5409的HPI-8接口
C5409的HPI-8是一个增强型8位HPI8接口，主要用来与主处理器接口。C5409内部有32K的RAM空间，除了DSP本身可以访问该RAM区域外，主机也可以通过HPI口实现对整个RAM的访问，从而实现主机与DSP的通信。HPI-8接口通过HPI控制寄存器HPIC、地址寄存器HPIA、数据寄存器HPID等3个HPI寄存器进行控制和实现数据传输。各寄存器功能如下:HPI-8地址寄存器(HPIA)，该寄存器只能由主机对其直接访问，寄存器中存放当前寻址HPI-8存储单元地址。HPI-8逻辑控制单元(HPIC)。主机和C5409都能对它进行直接访问，它映射到C5409的数据空间002CH单元。HPIC只有4位用于控制HPI的操作，由于HPIC的高8位和低8位是相同的，因此这4位分别位于高字节和低字节的低4位。Bit0/8(BOB)———用于字节顺序控制，BOB=1表示第1个字节为低字节，否则第1个字节为高字节。Bitl/9(SMOD)———访问模式控制，SMOD=l表示共享访问模式(SAM)，否则为主机访问模式(HOM)。Bit2/10(DSPINT)———主机通过将该位写l来向DSP发送1次HPI中断。Bit3/11(H1NT)———DSP通过向该位置l，使外部引脚HINT产生一个低电平作为给主机的中断，中断的清除必须由主机向该位写l来清除。HPI-8数据锁存器(HPID)，只能由主机对其进行访问，主机通过读写该寄存器来实现对共享RAM的读写，RAM的地址则由HPIA地址寄存器的内容来决定。因此，主机对DSP的访问过程是，先往HPI地址寄存器HPIA写入欲访问的地址，然后再对数据寄存器HPID进行读或写访问。
HPI接口信号包括:
HCS———片选信号。作为HPI-8的使能输入端，在每次寻址期间为低电平，在两次寻址期间也可以停留在低电平。
HAS———地址选通信号，此信号用于主机的数据线和地址线复用的情况。当不用时此信号应接高。
HBIL———字节识别信号，用于识别主机传送过来的是第一个字节还是第二个字节。当HBIL=0时为第一个字节，HBIL=1时为第二个字节。
HCNTL1/HCNTL0———主机控制信号，HPI寄存器的访问地址信号，主机用来选择访问的HPI寄存器。当HCNTL1/HCNTL0为00时，表明主机访问HPIC;当为01时，表明主机访问用HPIA指向的HPID，每读一次，HPIA事后增加1，每写一次，HPIA事先增加1;当为10时，表明主机访问HPIA;当为11时，表明主机访问HPID，而HPIA不受影响。当主机访问HPI时，先完成外部接口部分的操作，即先初始化HPIC寄存器，然后初始化HPIA寄存器，再从HPID寄存器中读出或写入数据，一般在DSP的初始化程序中对HPIC进行了初始化后就无须再对HPIC操作了，其余的工作就完全由主机完成。HPI的传送控制是由HPI-8内部选通信号实现的，由3个信号完成:/HDS1、/HDS2、/HCS。由图1HPI-8内部选通逻辑电路图可知，只有当/HDS1、/HDS2信号不同时为零，且/HCS信号为低电平时，内部HPI才被选通。
图1HPI-8内部选通逻辑电路图
2HPI接口设计
2.1HPI接口电路设计
C8051F060与C5409的HPI接口电路图如图2所示。图中将C8051F060的端口P1和HPI的8位数据线HD0～HD7相连作为数据传输通道，P20～P23设置为输出以控制HPI口的操作。其中P20和P21分别连接HCNTL0和HCNTLl以实现对HPIC、HPIA和HPID寄存器的访问，P22连接字节识别信号HBIL可控制读写数据是属16位字的第一字节还是第二字节，P23作为读写控制选通信号连接HR/W，P24与P25分别连接/HDS1和/HDS2，同与P26相连的信号/HCS一起作为数据选通信号来锁存有效的HCNTL0/1、HBIL和HR/W信号。地址锁存信号/HAS与P27相连，为简化设计，可以直接将/HAS和/HDS2置为高电平，/HCS置为低电平。P33作为检测HRDY信号的输入端，当HPI准备好时，HRDY输出高电平有效。P34作为输入与HPI口的主机中断信号/HINT相连。由HPI接口的原理可知，在HCNTL0/1、HBIL和HR/W信号有效之后，设置HDS1、/HCS为低电平可实现读写的数据选通，从而完成C8051F060对C5409HPI口的读写操作。在数据交换过程中，C8051F060向HPI发送数据可通过置C5409的HPI控制寄存器HPIC中的DSPINT位为1来中断C5409。C8051F060接收来自HPI的数据时则可用查询方式。当C5409准备发送数据时，置/HINT信号为低。当C8051F060查询到P34为低时，系统将调用接收数据子程序来实现数据的接收。
图2C8051F060与C5409的HPI接口电路图
2.2HPI接口软件设计
HPI的数据传输分外部传输和内部传输。外部传输是指主机和HPI寄存器之间的传输，由主机发出指令完成。内部传输是指HPI寄存器和DSP内部RAM之间的传输，由DSP内部的DMA控制器自动完成。主机在进行外部传输时，要先检查内部传输是否完成，这是通过检测HRDY信号实现的。外部传输操作的一般步骤是:检查HRDY信号的电平。为高，表示可以进行传输;为低，表示DSP正在进行内部传输，此时不能进行外部传输。主机对HPI-8口进行数据读写需要三个步骤:设置控制寄存器，写地址寄存器，读写数据寄存器。在寄存器读写过程中，主机通过端口发送控制信号，检测状态信号，完成对HPI口访问的时序模拟，双方通过向对方发送中断通知对方数据已经准备好，通过检测对方设置的状态判断对方是否准备好接受数据。
具体设置过程如下：
a)首先初始化HPIC寄存器，特别是BOB位。具体方法为:先设置HCNTL1=HCNTL0=0，选择将要对HPIC进行操作。然后将HPIC的值写入HPI。注意HPIC的高8位和低8位是一样的。
b)设置地址寄存器HPIA。先设置HCNTL1=1&HCNTL0=0，选择将要对HPIA进行操作。然后将要访问的C54x片内RAM的地址写入HPI，高8位先写，低8位后写。
c)读写C54x的片内RAM。先设置HCNTL1/0，选择将要对数据锁存器HPID进行操作。如果设置HCNTL1=0&HCNTL0=1，表示使用地址自动增加模式;如果设置HCNTL0=HCNTL1=1时，表示不使用地址自动增加模式，这时完成读写操作后，地址寄存器HPIA将不会变。
以下是C8051F060的HP I接口程序:
(1) 读HPID寄存器程序
unsigned int HP ID_Read ( )
{
unsigned char H_Byte，L_Byte;
HDS2 = 1;
HCS = 0; 使能HP I
HCNTL0 = 1;
HCNTL1 = 0; 主机可读写HPID
HB IL = 0; 当前是第一字节
HRW = 1; 主机要求读选通HPI
HDS1 = 0; 开始数据操作
H_Byte = P1; 读出高8位数据
Delay(2) ; 等待数据读出完成
HDS1 = 1; 结束数据操作
HB IL = 1; 当前是第二字节
HRW = 1; 主机要求读选通HPI
HDS1 = 0; 开始数据操作
L_Byte = P1; 读出低8位数据
Delay(2) ; 等待数据读出完成
HDS1 = 1; 结束数据操作
}
(2) 写HPID寄存器程序
void HPID_Write ( unsigned intW_data)
{
HDS2 = 1;
HCS = 0; 使能HP I
HCNTL0 = 1;
HCNTL1 = 0; 主机可读写HPID
HB IL = 0; 当前是第一字节
HRW = 0; 主机要求写选通HPI
HDS1 = 0; 开始数据操作
P1 = ( unsigned char) ( (W_data > > 8) &0xFF) ; 写入高8位数据
Delay(2) ; 等待数据写入完成
HDS1 = 1; 结束数据操作
HB IL = 1; 当前是第二字节
HRW = 0; 主机要求写选通HPI
HDS1 = 0; 开始数据操作
P1 = ( unsigned char) (W_data&0xFF) ; 写入低8位数据
Delay(2) ; 等待数据写入完成
HDS1 = 1; 结束数据操作
}
3结束语
本设计方案具有硬件结构简单、使用方便等优点，有很好的使用价值。经在某导航系统中实际使用的效果来看，证明该设计方案简单、性能稳定、高效可靠，达到了预期的设计目的。