摘要：提出了两个微机串口与DSP处理器（TMS320VC5402）HPI（Host Port Interface）口通信问题的解决方案，该方案采用单片机（AT89C2051）实现数据的串/并、并/串转换，并控制DSP的HPI实现共享总线。给出了硬件连接电路和用FPGA作为总线仲裁器的设计思路，介绍HPI口的操作过程，单片机与微机串口之间通信的硬件设计方法。

    关键词：DSP 单片机 HPI 串行通信 FPGA

本文所介绍的是我所正在研制的卫星CDMA接收机未端DSP与微机串口通信的接口电路。由于CDMA接收机支持两个独立CDMA信道的接收，并将两路解调后的数据分别经串口送至不同的计算机做后续的处理，故接收机需要带两个RS232接口。

微机的异步串口与DSP处理器通信的方法通常有三种，第一种方法是采用异步通信芯片扩展串口，如用TI公司的TL16C550完成数据的串/并、并/串变换。由地TL16C550提供了丰富的控制管脚和应答信号，对其只需设置一些寄存器就可以进行灵活的控制，故编程比较简单，但对其数据的读取或写入则需要用到DSP的数据总线。第二种方法是将DSP的I/O口XF和BIO，或者将DSP的McBSP口用软件模拟成异步串口。用这种方法，虽然DSP与微机串口之间无需串/并变换器件，硬件构成十分简单，但DSP的编程比较复杂，用I/O口线模拟串口需要占用两个定时器资源，并且只有在DSP操作不繁忙的情况下这种方法才可行。第三种方法是用单片机实现数据的串/并、并/串转换。与第一种方法相比较，这种方法增加了对单片机的编程，但单片机可以作为控制器操作DSP的HPI口，对DSP存储器的数据上发可完全由单片机发起，DSP几乎无需作任何操作，也无需用到数据总线。在DSP处理过程复杂、运算量大的情况下，这种方法特别有用。

在本系统中，我们采用的DSP处理器是高性能、低功耗的TMS320VC5402，用以实现系统的MAC层控制和数据的编、解码工作，处理器的工作量很大。另外DSP数据总线需要与作为基带处理器的FPGA芯片（APEGEP20K600E）交换数据，为避免引入额外的控制逻辑实现与数据总线复用，采有单片机控制HPI口的方法实现DSP与双串口的通信。考虑到FPGA芯片的存在及节省成本，没有采用价格贵且需用高级仿真器开发的双串口单片机（如DS80C320），而是采用两片AT89C2051，并借用物理层FPGA的冗长资源作为总线仲裁器来实现同样的功能。

1 TMS320VC5402 HPI口结构

TMS320VC5402上的HPI口是增强型的8bit主机接口（Enhanced 8 bit host port interface），专门用于与主机进行通信，通过它主机可以访问TMS320VC5402片仙16K的RAM空间。这一接口由一个8bit的双向数据总线和不同的控制管脚组成，能够支持按高、低字节传送16bit数据。TMS320VC5402提供三个跟HPI操作相关的寄存器--地址寄存器HPIA、数据寄存器HPID和控制寄存器HPIC。TMS320VC5402只能访问控制寄存器，而主机则对这三个寄存器都可以访问。主机欲随机访问TMS320VC5402的片内RAM，需要先发送一个16bit地址到HPI地址寄存器（HPIA），然后通过数据寄存器（HPID）访问该地址所指向的存储单元。主机欲连续访问一段RAM空间，则要先送该段的自地址到HPIA，然后以地址自动加一的方式访问，即主机每访问一个存储单元后HPIA自动指向下一个单元。

HPI接口还提供了中断逻辑同主机进行软件握手。主机可通过对控制寄存器HPIC的第二位（DSPINT）置1中断DSP芯片；DSP芯片可通过对HPIC的第三位（HINT）置1中断主机，此时HPI的引脚HINT被置为低电平，从而向主机发出中断请求；主机还可设置HPIC的位HINT为1使HINT脚回到高电平，从而清除中断信号。

下面给出HPI口相关管脚说明：

HD0～HD7是8位双向数据线，与单片机P1口相连，用于交换数据。

HCNTL1/0的组合用于选择主机所访问的HPI寄存器，00表明主机访问HPIC；10表明访问HP