3 、FPGA中的硬件设计
TMS320C54x为外部存储器的扩展提供了下列信号:CLK、CS、AO~A15、D0~D15、RW、MATRB、ISTRB、IS,而SDRAM接收下列信号:CLK、CKE、CS、CQM、W、RAS、CAS、A0~A11。由于两端控制信号不同,需要在DSP与SDRAM之间加上控制逻辑,以便将从DSP过来的信号解释成SDRAM能够接收的信号,图3是用FPGA设计的顶层硬件接口图。
图中主要由三个模块:DSP-IQ、DMA-BUF和SD-CMD。其中DSP-IO是DSP端的接口,用来解码TMS320C54x发送的SDRAM地址和命令。DMA-BUF代表缓冲区BO、B1。SD_CMD模块用来产生SDRAM访问所需的各种信号。
DSP_IO模块又包括IO_DMA、DSP_BUF和DSP_READ。IO_DMA产生SDRAM的命令信号,即图3中的DSP_RDY、DSP_SD_RW、DSP_SD_BANK_SW、DSP_SD_ADDR[20..0]、DSP_SD_ADDR_RESET、DSP_SD_START。DSP_BUF产生访问B0、B1的地址、数据和控制信号,图3中指DSP_SD_BUFCLKI、DSP_SD_BUFCLKO、DSP_SD_BUFWE、DSP_SD_BUFADDR[6..0]、DSP_SD_BUFIN[7..0]。DSP-READ子模块用来控制DSP的读写方向。
DMA_BUF分为B0、B1两个缓冲区,用来进行数据传送,每个缓冲区的输入输出信号包括:CLKI、CLKO、WE、ADDR[6-0]、DATA_IN[7-0]、DATA_OUT[7-0]。BANK_SW是一个开关信号,用于DSP和SDRAM对B0、B1的切换访问。
SD_CMD模块包括刷新、读、写功能。当DSP芯片发出SDRAM读命令时,128字节的数据从SDRAM中读出来并被存储到B0或B1中,当DSP发出写命令之时,128字节的数据传到B0或B1之中并被最终写到SDRAM中。
4 、软件设计
TMS626812A SDRAM有两兆字节的存储容量。所以DSP用两个I/O地址向FPGA传送访问SDRAM的高低地址。此文中,该两个I/O地址对应用图4中的03h(DMA_ADDH)和04h(DMA_ADDL)。另外,还有一个I/O地址(图4中的05h)用来向FPGA传送命令产生SDRAM访问的信号。
DSP向SDRAM写数据时的操作步骤如下:
(1)数据先被写到B0或B1。
(2)SDRAM的访问地址经由DSP的I/O地址DMA_ADDH和DMA_ADDL发送到FPGA中。
(3)DSP向FPGA发出一个命令(I/O地址为DMA_CTL)产生控制信号,使SDRAM从B0或B1中读取数值。
DSP从SDRAM读数据的操作步骤如下:
(1)DSP传送访问SDRAM的地址。
(2)DSP经由FPGA传送一个命令,使得数据从SDRAM中读到FPGA中。
(3)DSP从B0或B1中读得数据。
图4为DSP中与数据传送相关的各类存储器的分配情况。