基于DSP5402芯片HPI接口技术分析

基于DSP5402芯片HPI接口技术分析

1 引 言

本文基于对一个脑电信号采集系统中数字处理电路部分的研究，设计并实现了TMS320VC5402应用程序的HPI自举加载，HPI方式通信，详细介绍了调试方法与过程，对开发

基于DSP处理芯片的脑电信号采集系统有很大的参考价值。

2 系统介绍

图 1 系统方框图

3 透明式USB通信设计

VC5402 自身提供了标准的串行口， 时分复用(TDM) 串行口和自动缓冲串行口BSP(Auto-Buffered Serial Port)，这些接口必须通过PC 机的串口与PC 机进行通信，而PC 机的串口无法满足高速数据采集对速度的要求。本文采用CY7C68013A 芯片通过HPI(HostPort Interface)接口和DSP 芯片TMS320VC5402 相连，再由CY7C68013A 通过USB2.0 将数据传送到PC 机上，方便满足系统对传输速度的要求。

3.1 硬件

3.2 开发工具

3.3 固件开发与调试过程

1、修改设备描述符表： USB 设备与主机建立通信前须先向主机提供具体配置，包括设备的厂商、产品识别号(VID，PID)，设备的供电方式以及能量消耗等系列信息。而有关设备的信息是通过设备描述符表提供给主机的，从而决定主机使用哪一个USB 设备驱动和采用哪种方式建立与设备之间的连接。

4 DSP部分设计

4.1 HPI方式自举加载

4.2 软件部分设计

CCS(Code Composer Studio)是TI开发的一个DSP集成开发环境。其集成了常规的开发工具，如源程序编辑器、代码生成工具（编译器，连接器）以及调试环境等。CCS的编译器和链接器生成COFF格式文件，用HEX转化程序hex500.exe将COFF格式代码转换为标准的ASCII十六进制格式TI Tagged，支持16位地址。转换而成的Hex文件为ASCII码形式的，不能用于HPI自举，需将其转换为二进制(Bin)格式。

4.4 写入DSP入口地址并运行

在TMS320VC5402进入HPI启动模式后，它将一直检查0X007F这个地址是否为0，如不为0，则跳转到0X007F指向的地址处执行代码。在将DSP的代码写入之后，只需将程序的入口地址写入0X007F这个地址，DSP将自动跳转到入口执行程序。程序的入口地址可以在CCS生成的.map文件中看到，其格式如：ENTRY POINT SYMBOL: "_c_int00" address: 000020be。

由于调用的是HPI_WriteD2()函数写数据，而HPI_WriteD2()在写数据之前，会自动将地址+1，所以在调用之前写入地址时，调用的是HPI_WriteA(0x007E)，这样，最后调用HPI_WriteD2(m_dat)时，地址会自动指向0X007F。

4.5 观察写入代码

TMS320VC5402 在仿真时候其HPI接口也是正常工作的，这就方便了对HPI启动方式的调试。首先把5402连接到仿真器上，然后打开CCS5000集成环境。此时可以利用CCS5000的MemoryView来观察5402的内部RAM数据。调试中，先通过HPI接口把DSP的代码下载进去，再通过CCS5000集成环境观察，同时用UltraEdit十六进制编辑器打开由HEX500.EXE生成的.HEX文件。由于两者都是以ASCII码形式显示，可以直观地比较各个地址空间中的代码是否完全相同以及下载的代码是否完全正确。

4.6 整体方案测试效果

上述的各个模块调试通过后，又编写了上位机应用程序。上位机应用程序功能包括：建立USB 通信、加载DSP 代码、读取DSP 代码、写入口地址、数据采集与保存等功能。在把各个模快连接之后，用控制台通过HPI 接口加载DSP 代码5402 Code.i00，并写入程序入口地址0x20BE，启动下位机进入采集过程。图2 为上位机控制台应用程序截图。

图2 应用程序截图

5 结 论

利用 C54x 的HPI 接口在脑电数据采集系统中的设计与实现，可用于自发脑电信号实时准确的高速采集。如从DSP 的实际应用环境出发，利用DSP 的HPI 加载方式和JTAG 调试相结合的开发模式，可以在线调试该电路板的制作，自行编制相应的主机软件，设计DSP KERNEI和HPI 接口逻辑，还可以实现开发基于HPI 自举和通信的DSP 应用设计方案。这样做可以缩短开发周期，且硬件资源透明。该透明化开发过程更利于学习者理解和掌握DSP 的软硬件原理。该方案还可以从脑电采集系统设计推广到其它领域。

将USB接口芯片CY7C68013A（100引脚）的在线仿真和DSP芯片TMS320VC5402的JTAG仿真结合起来，设计VC5402基于USB2.0和HPI自举加载的脑电采集系统。通过CCS5000集成环境，能即刻查看DSP内部HPI加载代码，使该方案设计的采集系统直观地调试并缩短开发时间。该方案还可以从脑电采集系统设计方面推广到其它领域。

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