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DSP的串行接口技术与程序设计方案

DSP是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。
    如今,嵌入式系统正迅速向低功耗、低成本、小体积、高性能、高速率方向发展。随着串行接口技术的不断成熟,逐步达到了以上设计要求,成为重要的接口方案。尤其在数字信号处理器方面,串行口的重要性体现得更加突出,几乎所有的数字信号处理器都提供了一个或多个串行接口,并且随着数字信号处理器的更新换代,其相应的串行接口,在功能上不断强化,性能上不断提升。
    与并行接口相比,串行接口的最大优点就是减少了DSP的引脚数目,降低了接口设计的复杂性。电路板克隆通常,串行接口提供全双工同步操作,输入和输出数据以位为单位的串行方式进行处理。目前,世界各主要半导体制造商提交了许多不同的串行协议,其中一些已经成为工业标准。典型的串行协议包括:MOTOROLA(Austin,TX)的串行外围设备接口SPI和队列SPI(QSPI)、PHILIPS(Sunnyvale,CA)、National Semiconductor的微总线(microwire)。
    图1是典型的SPI协议。SPI协议采用主从设置,相互连接的设备中一个作为主设备,其他的设备作为从设备。接口连线主要包括以下4条信号线:
    (1)串行数据输入信号线,即MISO(Master InSlave Out);
    (2)串行数据输出信号线,即MOSI(Master Out-Slave In);
    (3)移位时钟信号线,即SCK;
    (4)从设备片选信号线,即SS。
    二、TMS320VC5410的多通道缓存串行口——McBSP
    1.McBSP的功能特点
    TMS320V5410是TI生产的第二代低功耗TMS320C5000系列定点数字信号处理器,pcb抄板提供了3个高速、全双工、多通道缓存串行口McBSP,每个串行口可以支持128通道,速度达100Mbit/s。McBSP是在标准串行接口的基础之上对功能进行扩展,因此,具有与标准串行接口相同的基本功能:
    (1)全双工通信;
    (2)拥有两级缓冲发送和三级缓冲接收数据寄存器,允许连续数据流传输;
    (3)为数据发送和接收提供独立的帧同步脉冲和时钟信号;
    (4)能够与工业标准的解码器、模拟接口芯片(AICs)和其他串行A/D和D/A设备直接连接;
    (5)支持外部移位时钟或内部频率可编程移位时钟。
    此外,McBSP还具有以下特殊功能:
    (1)可以与IOM-2、SPI、AC97等兼容设备直接连接;
    (2)支持多通道发送和接收,每个串行口最多支持128通道;
    (3)串行字长度可选,包括8、12、16、20、24和32位;
    (4)支持μ-Law和A-Law数据压缩扩展;
    (5)进行8位数据传输时,可以选择LSB或MSB为起始位;
    (6)帧同步脉冲和时钟信号的极性可编程;
    (7)内部时钟和帧同步脉冲的产生可编程,具有相当大的灵活性。
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