基于PCI总线和DSP芯片的图像处理平台的硬件设计（3） 寄存器, 硬件, 接口, 空间, 信息

yuyang911220

4 S5933与DSP之间的接口设计

　　S5933的三种数据传输方式有不同的特点,应用于不同的场合。

　　S5933信箱方式不支持猝发(Burst)传输,由8个32位信箱寄存器组成,可从两个方向进行访问。它们平均分为两类,分别用于PCI接口和ADD-ON接口之间的双向信息传输。主机和扩展逻辑都可以通过查询或中断方式获悉任一信箱寄存器的任一字节的空满状态,并通过相应地址访问该字节。S5933的信箱寄存器映射在DSP的I/O空间中,从而可以实现DSP对信箱的直接操作,数据速率较低,故系统中只使用这种方式传输命令和状态信息,例如PC机通知DSP设备关闭;DSP通知上层已经传送完数据(处理完的数据的大小不是固定的)等。

　　S5933的FIFO方式主要由两个接口共用的两个32×8比特的FIFO、读或写地址寄存器以及读或写计数器组成。两个FIFO分别作为PCI和ADD-ON接口之间的双向缓冲区。S5933提供了快捷方式:一组专门用于FIFO方式传输的控制及状态信号,包括FIFO寄存器的直接读、写以及状态信号等,用以提高数据传输速度,但此信号组只能工作在S5933为主控设备的情况下。S5933作为目标设备时,内部FIFO只是作为一般的寄存器,PCI总线如同访问信箱寄存器那样访问它们,操作比较直观,但不支持猝发传输,极大地限制了传输速度;S5933作为主控设备时,FIFO方式可进行DMA方式的猝发传输,S5933可以通过FIFO接口启动DMA传输周期,传输过程不需要CPU的干预,传输的速率与外部设备的数据传输速率有关,可以得到很高的数据传输速率。S5933的DMA数据传输启动方式有两种CI总线接口启动和ADD-ON总线接口启动。启动方式决定于由哪个接口设置读或写地址寄存器以及读或写计数器CI总线接口启动方式是由PCI总线主设备(一般是PC机的客户程序)设置DMA相关寄存器发起DMA传输的;ADD-ON总线接口启动方式是由外部逻辑电路(一般是外部插卡上的CPU)设置DMA相关寄存器发起DMA传输的。

　　S5933的PASS-THRU方式使主机以内存映射方式访问ADD-ON接口的存储空间,只能工作在S5933是目标设备的情况下,且外部接口需要逻辑电路的支持,故不常用。

　　本系统是图像处理的一个实验平台,既要求数据传输率高,又要求有一定的升级功能和灵活性。因此,系统采用FIFO数据传输方式。当采集的图像数据量大且要求传输速度高时,可以采用FIFO方式中的PCI总线接口启动DMA方式,使用DMA传输;有一些应用场合,要传送的数据个数不明确,例如图像压缩后的数据量是不一定的,可以使用外加总线接口启动DMA的传输方式传送压缩图像,而用信箱方式传送命令和图像状态信息。在这种方式下,S5933的外加总线操作寄存器全部映射在TMS320C32 DSP的选通控制信号IOSTRB#控制的空间中,使DSP对PCI接口传输的数据的控制十分简单,就象操作自身的外围接口一样。S5933与DSP之间的硬件接口的具体连接方式如图5所示。

　　S5933和DSP之间的硬件连接,就是利用DSP的读写信号R/W#、地址选通控制信号IOSTRB#、外部设备就绪信号RDY#和部分地址信号以及S5933的FIFO状态信号WRFULL进行简单的时序和逻辑组合,生成对S5933的外加总线接口的读写控制信号:WR#、RD#、SELECT#、ADR[6:2]、BE[3:0]、WRFIFO#。S5933的数据总线与DSP的数据总线相连接,数据线宽度为32位,以便提供尽可能高的传输速率。

　　本文采用PCI接口芯片S5933、DSP芯片TMS320C32和视频输入处理芯片SAA7113设计实现的视频图像处理实验平台系统可以实现图像的高速连续采集,进行图像压缩、图像处理等算法的验证,达到了系统设计的目标。本系统具有使用灵活、升级方便等特点。考虑到DSP芯片的内部RAM有限,程序不能完全在片内运行,在进行一些复杂的图像处理运算时,速度会受到限制,故本系统仅适用于静态图像的处理算法研究。