cortex a9 dsp_tms320c6747_tms320c6747功耗

【摘要】提出了改进型SPI（Serial Peripheral intece，串行设备接口）协议，在标准SPI协议的基础上，增加了SPI从机主动发起通信的功能，并能指示数据/指令传输，设计了可靠的“帧”格式，帧带有序号和CRC校验，具有完善的出错重传机制。基于该SPI接口协议，设计了TMS320DM642和TMS320C6747之间的SPI通信接口，给出了接口电路设计和工作流程，并应用到课题组设计的水声通信机中。

【关键词】SPI协议;双DSP通信;TMS320DM642;TMS320C6747

1.引言

在水声通信机的设计中，经常是由一个处理器进行唤醒检测、AGC（自动增益控制）、A/D（模拟-数字转换）、D/A（数字-模拟转换）等工作。另外一个处理器负责信号调制、解调、纠错编码/解码等复杂计算。在我们的水声通信机设计中，前端采用低功耗的TMS320C6747浮点DSP，进行数据预处理;后端采用高性能的TMS320DM642定点DSP，进行复杂计算。这就需要双DSP分工协作，共同完成系统整机的功能。不可避免的，将涉及到双DSP之间大量的指令和数据交互操作。我们希望采用灵活的架构，简洁的接口连线，简单的控制协议，实现高可靠和高效率的指令与数据双向传输，通过大量的实验，我们最终选择了SPI协议，并对典型的SPI协议进行了改进。典型的水声通信机的架构如图1所示。

图1 典型水声通信机的架构

在我们的设计中，“处理器A”选用了低功耗的TMS320C6747浮点DSP，“处理器B”选用了高性能的TMS320DM642定点DSP。tms320c6747在实际系统中，根据水声通信机的不同工作频段和运算能力要求，处理器A也可选择FPGA/CPLD或者低功耗单片机;处理器B也可选择不同运算能力的DSP、ARM或者FPGA。

2.SPI协议

SPI（Serial Peripheral Intece，串行设备接口）是Motorola公司于2000年提出的一种串行接口协议。该接口占用硬件资源少，通信协议简单，具有同步时钟，通信速率较高，分主设备和从设备，特别适合处理器与设备之间交换数据，在EEPROM（非易失存储器）、串行A/D（模拟-数字转换器）、串行D/A（数字-模拟转换器）、实时时钟等嵌入式系统中得到了广泛的应用。

SPI协议的原理很简单，它以主从方式工作，这种模式需要有一个主设备和一个或多个从设备。典型的SPI协议定义了4线接口，这也是所有基于SPI的设备共有的，分别是SIMO（从机输入、主机输出），SOMI（从机输出、主机输入），SCK（时钟）和CS（片选）。根据系统的不同需求，SPI接口也可以采用3线（数据单向传输）或5线等不同方式，以实现不同的功能。采用4线制SPI接口时，接口如图2所示。

从图2可知，所有的控制信号均由SPI主设备提供，SPI从设备只能在被查询时才能与主设备建立通信。这种限制在处理器与设备通信时影响不大，但应用在双处理器对等双向通信时就有问题，作为从机的处理器无法主动发起通信，与主机交换数据。

在我们设计的水声通信机中，双DSP之间需要对等双向通信，无论哪一方都能发起通信，因此需要对典型的SPI通信协议进行修改，使得从机也能主动发起通信。这需要修改硬件接口设计，增加额外的信号线来实现。

SPI协议没有定义握手机制，在进行双向高速率的可靠通信时，需要从硬件和软件两方面设计握手机制。同时，SPI协议也没有定义“指令”和“数据”传输标识，需要由软件来解析。为了解决上述问题，我们对SPI通信接口进行了改进，主要包括硬件接口设计和软件协议设计两部分。

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