Blackfin教学课件：第4课-ADSP处理器PPI接口和DMA

四维电子ADSP处理器PPI接口和DMA„ADSP处理器的并行外设接口PPI„ADSP处理器的并行外设接口PPI„ADSP处理器的DMAADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹PPI概述PPI接口是ADSP‐BF533新推出的一种外部接口，全称为并行外围接口是数据高速传输专用的半双工双向通道该接口包括16位接口，是数据高速传输专用的半双工双向通道。该接口包括16位的数据传输线、3个同步信号和一个时钟信号。与其它DSP通用并行数据口的区别在于：行数据的区别在于‹不需要地址线配合，直接与DMA通道整合，读写数据时自动地址增减。由于去掉了地址线，减少了电路设计时地址线布线的面积。而且由于PPI接口具有专门的DMA传输道DSP内核可以在数据而且，由于PPI接口具有专门的DMA传输道，DSP内核可以在数据传输的同时进行高速数据处理，大大提高了DSP的效率。‹具有帧同步信号，不产生读信号和写信号。其它DSP每读写一个数据都会产生一个读写信号，而PPI提供的3个同步信号均是帧同步信号，每帧数据传输前产生一个高电平的同步信号。这些同步信号配置灵活,可根据设计要求配置为0、1个或者3个同步信号。信号配灵活,可根据设计要求配为个或者个同步信号ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹时钟信号配置灵活。时钟作为输入信号，既可直接由外部时钟源提供，也可以由DSP自身系统时钟分频输出后再作为输入时钟，最高频率为系统时钟频率的一半。该时钟信号决定PPI传输的速度，高频率为系统时钟频率的半。该时钟信号决定PPI传输的速度，这就增强了接口速度的灵活性。其它DSP的并行数据接口也具有DMA通道，但是DMA速度一般不可调节，如果有严格的速度和时序要求时必须外部接上FIFO等缓冲设备对于低功耗和体积受序要求时，必须外部接上FIFO等缓冲设备，对于低功耗和体积受限的掌上设备而言是很不利的。由于PPI口具有独立的时钟和同步信号，该接口可以直接连接AD、DA、视频编解码器以及其它通用外设并保证时钟严格同步外设，并保证时钟严格同步。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹数据传输宽度可以灵活设定，可设置为8位、10位～16位等8种数据宽度。PPI的16位数据线中高12位与ADSP‐BF533的PF4～PF15(Programflag可编程标志)复用低4位是专用数据线PPI0～PF15(Program flag，可编程标志)复用，低4位是专用数据线PPI0～PPI3。当数据带宽不足16位时，未被复用的管脚可以作其它用途使用，这一点是相当灵活的。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹PPI概述PPI的工作模式有两种，即通用PPI模式（GP模式）和ITU‐656PPI模式，通用PPI模式又分为单个帧同步模式，三帧同步模式，帧捕获模式和无限捕捉模式。‹单个帧同步模式PPIFS1为帧同步信号上升沿来了之后延迟‹单个帧同步模式：PPI_FS1为帧同步信号，上升沿来了之后，延迟PPI_DELAY寄存器中设置的时间，数据就可以在PPI_CLK的同步下进行传送。计数寄存器（PPI_COUNT）储存PPI将要传送的数据数。所有并发数据处理都是由DMA来操作的PPIFS2和PPIFS3在这种所有并发数据处理都是由DMA来操作的。PPI_FS2和PPI_FS3在这种模式下不可用，这些引脚用作其他功能。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹三帧同步模式：这种模式可以作为视频I/O，在该模式下，使用3个同步引脚，PPI_FS1，PPI_FS2和PPI_FS3分别对应视频信号中的HSYNCVSYNC和FIFLDHSYNC，VSYNC和FIFLD。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹帧捕获模式：在帧捕获模式下，由处理器输出HSYNC和VSYNC帧同步信号，控制何时从图像源获取图像。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹无限捕捉模式：在这种模式下，不需要帧同步信号，有两种方法启动数据传输，均由PPI控制寄存器设置。一种是在数据传输之前由外部通过PPIFS1引脚产生一单一的帧脉冲信号一种是由PPI自由外部通过PPI_FS1引脚产生单的帧脉冲信号；种是由PPI自己启动数据传输。‹ITU‐656 PPI模式ADSP‐BF533支持三种截然不同的ITU‐R656模式：活动视频模式、垂直消隐模式、整场模式。活动视频模式：在活动视频模式下PPI不会读入在活动视频结束活动视频模式：在活动视频模式下，PPI不会读入在活动视频结束（EAV）和活动视频启动（SAV）同步符号间的任何数据，也不读入消隐期间的任何数据。该模式下，控制字节序列不存入存储器，直接被PPI过滤直接被PPI过滤。垂直消隐模式：在垂直消隐模式下，PPI只传送垂直消隐数据，水平消隐数据和垂直消隐行上的控制码序。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子整场模式：在整场模式下，PPI读入到来的全部数据流，包括活动视频、同步控制序列及水平和垂直消隐期间的辅助数据。虽然不直接支持ITUR656的输出但可以通过在存储区中设定全‹虽然不直接支持ITU‐R656的输出，但可以通过在存储区中设定全帧结构（包括活动视频，消隐，和控制信息），并用无帧同步模式将数据从PPI口送出来实现ITU‐R656的输出功能。处理器的2D DMA模式简化了这种传送方法，它允许将静态帧缓冲器放在存储器中，而只在每帧更新活动视频信息。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹有关寄存器PPI由以下5个寄存器来控制它的操作：‹PPI控制寄存器（PPI_CONTROL），用于设置PPI的操作模式、控制信号极性以及端口的带宽。‹PPI状态寄存器（PPISTATUS）提供当前PPI运行状态的信息整个‹PPI状态寄存器（PPI_STATUS）提供当前PPI运行状态的信息。整个寄存器被读入以后会自动清空，这样就不需要清除单独的错误或状态位。‹PPI延时计数寄存器（PPI_DELAY），该寄存器只在GP模式下有效，用来决定在PPI_FS1之后，开始读写数据之前，延迟多少个PPI_CLK周期。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹传输计数寄存器（PPI_COUNT），该寄存器只在GP模式下有效。在GP输入模式和帧捕获模式下，这个寄存器存储每条线路读入PPI的采样个数在GP输出模式下它以负数的形式存储每条线路写的采样个数。在GP输出模式下，它以负数的形式存储每条线路写出的采样个数。‹线路数寄存器（PPI_FRAME），该寄存器只在ITU‐656输入模式和GP输入模式下有效，用于存储每帧的数据线路数。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹DMA概述‹直接存储器存取（DMA）是计算机系统提高运行效率的一项重要技术它可以在运行指令的同时使系统从外部存储器或设技术。它可以在CPU运行指令的同时，使系统从外部存储器或设备中存取数据，也可以在核心处理器不参与的情况下由专用的DMA设备存取数据。‹对于DSP芯片来讲，DMA的作用尤为重要。众所周知，DSP芯片主要面向实时信号处理，其核心运算部件具有很高的运算速度。其中ADSP‐BF533具有600MHZ时钟频率和12GMACS（每秒十亿次乘中ADSP‐BF533具有600MHZ时钟频率和1.2GMACS（每秒十亿次乘法累加运算），此速度是以存储在芯片内部存储器中的程序和数据为前提的。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹在DSP内部，一般多采用总线的哈佛结构，数据总线和程序总线相互独立，即指令的存取和数据的存取并行不悖，为了发挥DSP核心运算单元的高速运算能力必须先把外部数据传输到片内存储器运算单元的高速运算能力，必须先把外部数据传输到片内存储器中。使用DMA操作可以减少核心处理器的负担，提高运算速度。‹另一方面，DSP系统总要与各种外部信号打交道，它从外部输入数字信号，经过各种算法处理后，还要输出给其它外部设备。不仅如此，对于很多应用系统，数据的输入和输出常常是连续不断的。试想若用DSP的核心部件完成数据的输入和输出，将无法发挥DSP的高速运算能力。而AD公司的ADSP‐BF533内部集成了DMA控制器，从而可用DMA来完成数据的输入和输出。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹ADSP‐BF533中的DMA ‹ADSP‐BF533的DMA执行的数据传送可以是内部或外部存储器之间，也可以是内部或外部存储器与串也可以是内部或外部存储器与SPI口、串口、UART口、PPI口(ParallelPortInterface)之间。‹ADSP‐BF533系统有6个具有DMA能力的外设，再加上存储器DMA‹系统有个具有能力的外设，再加上存储器控制器以及相应的DMA总线构成了12个DMA通道，分别为：SPORT0RCVDMA通道、SPORT0XMTDMA通道、SPORT1RCVDMA通道SPORT1XMTDMA通道UARTRCV通道UARTXMT通DMA通道、SPORT1XMTDMA通道、UARTRCV通道、UARTXMT通道、PPIDMA通道、SPIDMA通道、4个存储器通道（2个读通道和2个写通道）。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹ADSP‐BF533处理器上的DMA传输可以基于描述符，也可以基于寄存器。基于描述符的DMA传输需要用存放在存储器内的一组参数来初始化一个DMA序列这种传输允许多个DMA序列链接在一起来初始化个DMA序列。这种传输允许多个DMA序列链接在起。基于寄存器的DMA允许处理器直接对控制寄存器编程来启动一个DMA传输。传输完成后，为了连续传输数据，也可以用它们原来设置的值自动更新控制寄存器设置的值自动更新控制寄存器。ADI开发工具ADI大学计划ADI客户培训电子产品设计开源社区四维电子‹DMA有关寄存器‹DMAｘ＿DMA＿CONFIG：DMA设置寄存器，设置DMA的打开/关闭方向模式（描述符型寄存器型）中断打包等闭，方向，模式（描述符型/寄存器型），中断，打包等。‹DMAｘ＿X_COUNT：内部循环计数器。‹DM