如何进行HPI操作？

时间：2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：对于16位的HPI，任何HPI寄存器的主机访问都要求HPI总线上通过两个半字访问；HHWIL为低电平表示第一个半字，HHWIL为高电平表示第二个半字。下面分别介绍16位主机接口及32位主机接口的主机初始化顺序。所有访问都是32位宽的，不使用HPIC寄存器的HWOB位。虽然访问次数不变，但在访问存储器期间，由于主机不需要更新HPIA的值，因此极大地提高了系统的性能。

如何进行HPI操作？

主机对HPI的访问分以下3个步骤：①初始化HPI控制（HPIC）寄存器；②初始化HPI地址（HPIA）寄存器；③写数据到HPI数据（HPID）寄存器或从HPID寄存器读取数据。

HPID寄存器的读或写启动一次内部访问周期，实现期望数据在HPID寄存器和TMS320C64x DSP的内部地址产生硬件之间的传输。对于16位的HPI，任何HPI寄存器的主机访问都要求HPI总线上通过两个半字访问；HHWIL为低电平表示第一个半字，HHWIL为高电平表示第二个半字。主机不能破坏第一个半字/第二个半字的顺序（HHWIL低/高）。如果顺序被破坏，数据可能会丢失，并且导致不确定的操作。

1.HPIC寄存器和HPIA寄存器的初始化

在任何数据访问之前，必须初始化HPIC寄存器和HPIA寄存器。对于TMS320C64x DSP，主机或CPU都可以用于初始化HPIC寄存器和HPIA寄存器。下面分别介绍16位主机接口（TMS320C64x DSP的HPI16）及32位主机接口（TMS320C64x DSP的HPI32）的主机初始化顺序。

（1）HPI16情况下HPIC寄存器和HPIA寄存器的初始化

由于HPI为16位数据总线，而其内部数据宽度为32位，因此必须首先设置HPIC寄存器中的HWOB位，然后主机才能初始化HPIA寄存器。访问数据之前，HPIC寄存器的HWOB位和HPIA寄存器必须以先后顺序初始化（因为HPIC寄存器的HWOB位影响HPIA寄存器访问）。初始化了HWOB位后，主机（或TMS320C64x DSP CPU）可以用正确的半字对齐方式写HPIA寄存器。HWOB=1和HWOB=0的初始化顺序分别见表4-4和表4-5。在这个实例中，HPIA寄存器设置为56781234h。在所有这些访问中，HPIC寄存器中的HRDY位被置位。表4-4和表4-5中的x表示这些值是未知的。

表4-4 HPI16的HPIC寄存器和HPIA寄存器初始化（HWOB=1时）

表4-5 HPI16的HPIC寄存器和HPIA寄存器初始化（HWOB=0时）

（续）

（2）HPI32情况下HPIC寄存器和HPIA寄存器的初始化

对于TMS320C64x DSP的HPI32，主机或CPU都可以用来初始化HPIC寄存器和HPIA寄存器。所有访问都是32位宽的，不使用HPIC寄存器的HWOB位。因此，如果使用默认值，则不必初始化HPIC寄存器。HPI32的HPIC寄存器和HPIA寄存器初始化见表4-6。

表4-6 HPI32的HPIC寄存器和HPIA寄存器初始化

2.固定地址模式下的数据读取

在HPIC寄存器和HPIA寄存器初始化完成后，主机就可以从DSP读取数据。假设主机读地址80002345h处的值为6789ABCDh。下面以实例介绍16位主机接口和32位主机接口在固定地址模式下的HPID寄存器读访问。

（1）HPI16固定地址模式下的HPID寄存器读取

主机必须通过两个16位的半字来读取32位的HPID寄存器。表4-7和表4-8分别概括了当HWOB=1和HWOB=0时的HPID寄存器读访问。

表4-7 HPI16固定地址数据读传输过程（HWOB=1时）

表4-8 HPI16固定地址数据读传输过程（HWOB=0时）

（续）

在第一次读取时，数据未准备好，信号为高。此时HPI表现的情况为：HPID数据未知、数据总线状态不定，虽然其他状态正确，但由于信号为高，主机不会读取任何数据；第二次读取时，由于上一次未完成数据的读取，各种控制信息仍然保持，尤其是HHWIL状态。此时数据准备好，信号为低，HPID数据准备好，根据HHWIL的状态，低字节的数据1234已经被送到数据总线上，主机读取数据总线的值得到ABCD并保存，完成低字节数据的读写；第三次读取时，此时读取高字节，信号为低，和第二次读取类似，主机从数据总线读取高字节数据6789并保存，完成一个32位字数据的读取。

对于HWOB为0时的数据读取，和HWOB为1时的区别仅仅在于高低字节读取的顺序，其他控制信息和时序完全一样。

（2）HPI32固定地址模式下的HPID寄存器读取

HPI32的主机访问HPID寄存器的顺序与HPI16时的类似，对于32位HPI的数据读取，可以一次读取32位的数据，读取过程更加简单。表4-9显示了固定地址模式下TMS320C64x DSP HPI32的HPID寄存器读访问实例。在该实例中，主机读地址80002345h的字，并且字的值为6789ABCDh。

表4-9 HPI32固定地址数据读传输过程

3.地址自增模式下的数据读取

所有的HPI外设都具有提高HPI数据吞吐量的特性，这个特性也称为地址自增方式。在当前访问完成后，HPI预先获取数据并指向下一个高位数据单元，该特性自动修改HPIA寄存器。要使用地址自增方式，需要设置HCNTL。

自动增量模式能获得有效的连续主机访问。对于HPID寄存器读和写访问，该模式可以去掉主机加载增加的地址到HPIA寄存器的过程。对于读访问，在当前读操作完成后，指向下一个地址的数据立刻被捕获。因为连续的读之间的间隔用于预取指数据，所以会减少下一次访问的延迟。地址自增方式便于访问一段连续的片内RAM。当使能地址自增后，每完成一次数据访问，HPIA寄存器能够自动增加为下一次访问的数据地址。虽然访问次数不变，但在访问存储器期间，由于主机不需要更新HPIA的值，因此极大地提高了系统的性能。

使能地址自增后，因为HPIA在每次读操作后增加1，在每次写操作前增加1，所以在进行写操作时，HPIA寄存器的值应该初始化为目标地址减1。地址自增功能会影响HPIA寄存器所有的32位，对具有扩展片内RAM的器件，地址自增功能也会影响扩展寻址。例如，如果HPIA被初始化为0FFFFFFFFh，并且使能地址自增，那么下次访问将把HPI的地址变为0100000000h。由于一些芯片的地址自增功能不影响扩展HPI地址，上面的例子将把其HPI地址变为00000000h。

由于地址自增模式具有预先获取的特性，因此预先修改的读访问可能会使主机读取无效的数据。通常发生在主机执行一次读访问后，DSP更新了下一个数据所在位置的高位，由于预获取和预修改的特性，主机所读取的下一个数据并不是更新后的数据。如果主机和DSP都向同一个位置执行写操作，则最好在读访问之前先执行一次FETCH操作，然后才开始读取数据。在从HPI读取数据之前，先读取HPIC寄存器来确定的状态。对于使用自增模式的初始读操作和没有使用自增模式的其他读操作，在访问开始时（内部的下降沿），信号并没有处于准备好的状态，接下来的读操作（地址自增模式）才执行数据预获取。

（1）HPI16地址自增模式下的HPID寄存器读取

表4-10和表4-11分别概括了在HPI16地址自增模式下，当HWOB=1和HWOB=0时，主机的数据读传输过程。在该实例中，主机读地址80001234h的字，并且字的值为6789ABCDh。首先设置HCNTL1和HCNTL0引脚为10状态，表示地址自增读数据。一旦Y信号为0，主机利用两次读周期读取一个32位数据，之后HPIA寄存器地址增加1个字，也就是4B，从80001234增加到80001238；同时该地址的内容写入到HPID寄存器，为主机下一次读取数据做好准备。

表4-10 HPI16地址自增模式下的数据读传输过程（HWOB=1时）

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表4-11 HPI16地址自增模式下的数据读传输过程（HWOB=0时）

（续）

（2）HPI32地址自增模式下的HPID寄存器读取

HPI32的主机访问HPID寄存器的顺序与HPI16类似。对于32位HPI的数据读取，可以一次读取32位的数据，读取过程更加简单。表4-12显示了在地址自增模式下TMS320C64x DSP HPI32的HPID寄存器读访问实例。在该实例中，主机读地址80002345h的字，并且字的值为6789ABCDh。

表4-12 HPI32地址自增模式下的数据读传输过程

4.固定地址模式下的数据写入

（1）HPI16固定地址模式下的HPID寄存器写入

在HPI的写访问期间，HPID寄存器的第一个半字（HWOB选择是高位还是低位）被来自主机的数据覆盖，并且当HHWIL引脚为低电平时第一个信号被锁存。HPID寄存器的第二个半字也被来自主机的数据覆盖，并且当HHWIL引脚为高电平并且在的上升沿时，第二个信号被锁存。在写访问结束时（第二个的上升沿），HPID被传送到HPIA指定的地址处。

在HWOB=1和HWOB=0情况下，HPI16固定地址模式下的HPID寄存器写传输过程分别见表4-13和表4-14。主机写5566h到HPIA寄存器指向的地址80001234h的低16位。HPI通过设置Y为高电平延迟主机直到前一个传输完成。如果HPID寄存器没有挂起的写等待，则写访问通常不会有一个没有准备好（Not-Ready）的等待时间。

表4-13 HPI16固定地址模式下的数据写传输过程（HWOB=1时）

（续）

注：wxyz表示HD引脚上不用关心的一个值，在本实例中，其值为0000。

表4-14 HPI16固定地址模式下的数据写传输过程（HWOB=0时）

注：wxyz表示HD引脚上不用关心的一个值，在本实例中，其值为0000。

（2）HPI32固定地址模式下的HPID寄存器写入

HPI32的主机访问HPID寄存器的顺序与HPI16类似，对于32位HPI的数据读取，可以一次写入32位的数据，写入过程更加简单。表4-15显示了固定地址模式下TMS320C64x DSP HPI32的HPID寄存器写入实例。

表4-15 HPI32固定地址模式下的数据写传输过程

5.地址自增模式下的数据写入

（1）HPI16地址自增模式下的HPID寄存器写入

表4-16和表4-17分别概括了在自增模式下，当HWOB=1和HWOB=0时，主机的数据写访问过程。除了HCNTL[1：0]值和后面的增量地址为80001238h外，该实例和上面的实例是一样的。地址增加发生在下一个HPID写访问的E的上升沿。如果下一次访问是HPIA寄存器或HPIC寄存器访问，或者HPID寄存器读，则不会发生自动地址增加。