cortex a9 dsp_tms320c6747_tms320c6747功耗(2)

3.系统硬件接口设计

硬件接口方面，在标准4线SPI协议的基础上，增加ENAn、RSm和RSs三根控制线，分别代表从机请求主机通信、主机发给从机指令/数据指示、从机发给主机指令/数据指示。其控制思路如下：

当TMS320C6747（SPI主机）有指令/数据发给TMS320DM642（SPI从机）时，先设置RSm为某电平（约定高电平代表指令，低电平代表数据），然后发起通信，DM642的SPI模块配置位从动模式，其底层硬件逻辑将自动检测接收，并通知DM642进行后续接收/发送处理。

ENAn信号线平时为低电平，当DM642有指令/数据要传递给C6747时，先设置RSs电平（指示将指令/数据传输），然后设置ENAn信号线为高电平，C6747检测到ENAn信号线电平的变化时，主动发起与DM642的通信。

我们设计的改进型SPI接口如图3所示，图3中左侧虚线框内的部分为TMS320DM642芯片内集成的McBSP0接口，配置为4线SPI从动工作模式;图3中右侧虚线框内的部分为TMS320C6747芯片内集成的SPI1接口，配置为4线SPI主控模式，其中SPI1_ENAn由GPIO引脚控制。

图2 典型的4线制SPI接口连接图

图3 TMS320DM642（SPI从）;TMS320C6747（SPI主）

经过如此改进之后，TMS320C6747（主机）和TMS320DM642（从机）之间能进行高速率的全双工数据与指令的交互。

4.系统软件设计

硬件接口设计为实现SPI高速率传输创造了通道，但难以保证数据传输的可靠性和有效性。为此，我们设计了SPI主机（TMS320C6747）和SPI从机（TMS320DM642）通信的软件协议。

为了能进行指令和大容量数据传输，并且易于对接收到的SPI数据进行实时解析，为“指令”和“数据”设计了不同的“帧”结构。

进行指令传输时，固定每个数据包的长度，由“0x55AA”指示一个指令帧的开始，之后跟着帧序号，每次成功传输一帧后，帧序号增1，接下来是本机在前次握手通信时收到的帧序号，方便对方据此判断前次指令是否被成功接收。 序号之后是20个指令字，最后是CRC校验字段，接收端对前23个字进行CRC校验，如果与接收到的CRC不同，则重新请求该指令序号;如果与接收到的CRC相同，则解析该指令。如果接收端收到的帧序号不连续，则表明两个序号之间的部分指令出错，根据需要可请求重发;如接收端收到的对方“已接收序号”和之前发送的不同，也能识别出通信出错。

在进行数据传输时，由“0x55A5”指示一个数据帧的开始，在帧序号之后是数据区的长度，接下来是数据区，最后是CRC校验。指令帧和数据帧的序号分别编号，与传输“指令帧”同样的机制，如果CRC出错也可以请求重传。连续的数据区便于接收端和发送端启用EDMA模式，极大提高传输大量数据的效率。tms320c6747

构建的“帧”结构如下表所示。

“指令”帧格式：

0x55AA 序号 已接收序号 指令1 指令2 …… 指令20 CRC

“数据”帧格式：

0x55A5 序号 数据长度 数据…… CRC

采用上述协议后，有效地保障了SPI主机和从机之间双向、可靠、高速、稳定的指令和数据传输。

5.结论

在我们设计的水声通信机中，采用了上述改进型SPI接口协议，TMS320C6747和TMS320DM642最小系统板之间以SPI接口进行板间连接，采用非屏蔽杜邦排线，长度大约10cm，实际测试表明，SPI时钟速率在8.6 MHz时可稳定进行指令和数据的全双工通信。由于通过SPI接口传输一个字节最少需要8个时钟，加上发送端准备数据、接收端解析并处理数据的开销等，实际测试能以800kB/s稳定通信。

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