任何一種自動(dòng)控制系統(tǒng)都離不開數(shù)據(jù)采集裝置，它的性能直接影響整體系統(tǒng)的工作性能。數(shù)據(jù)采集裝置向著高速、實(shí)時(shí)方向發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸和控制速度也提出了較高要求。DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）是一種適合于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，具有哈佛結(jié)構(gòu)、支持流水線處理、快速的指令周期等優(yōu)點(diǎn)，因而在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。事實(shí)上，以DSP為來構(gòu)建數(shù)據(jù)采集裝置也已經(jīng)成為一種常用的有效方法。

　　在多任務(wù)信號(hào)處理系統(tǒng)中，考慮到設(shè)計(jì)系統(tǒng)的復(fù)雜性，經(jīng)常需要使用雙DSP協(xié)同工作來構(gòu)成系統(tǒng)。雙DSP系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，可以通過計(jì)算能力的均勻分布，使系統(tǒng)具有較好的冗余能力、更快的處理速度、模塊化的體系結(jié)構(gòu)。正因?yàn)殡pDSP系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，如何解決好雙DSP間的數(shù)據(jù)共享也變得越來越重要。如果需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速交換，依靠控制器自帶的串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸已很難滿足需求，必須尋求一種能進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信的方法。而采用雙端口RAM是解決雙DSP之間高速數(shù)據(jù)通信的有效辦法，該方法能夠方便地構(gòu)成各種工作方式下的高速數(shù)據(jù)傳送介質(zhì)，很好地解決因數(shù)據(jù)傳輸速度低所引起的瓶頸問題。

　　隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）得到了廣泛的應(yīng)用，基于A／D，DSP，D／A的數(shù)據(jù)采集模式已經(jīng)被大多數(shù)人所接受。在現(xiàn)代生物信號(hào)采集方案中，人們不僅要求系統(tǒng)有高速的數(shù)據(jù)處理能力，而且還要求其有高速的數(shù)據(jù)處理能力和高、多通道的D／A轉(zhuǎn)換能力。

　　基于  公司的 TMS320VC5509 為的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ，著重介紹了如何利用 DSP5509 的 DMA 控制器 ，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中圖像數(shù)據(jù)的傳輸功能。

　　基于 DSP5509 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　系統(tǒng)采用了 DSP + FP GA 的雙核結(jié)構(gòu) ，由 CMOS 感光芯片 OV7620 采集圖像 ， 得到數(shù)據(jù)源 ， FP GA 作為輔助處理器 ，控制部分外圍器件并協(xié)助采集數(shù)據(jù) ，DSP 芯片 TMS320VC5509 作為芯片 ，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示：

　　DSP 芯片除了連接電、時(shí)鐘和J TA G 等其工作所必須電路外 ，還外接了一塊 FLASH 作為程序存儲(chǔ)器 ，一塊SDRAM 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。F IFO 作為 CMOS 所采集的圖像數(shù)據(jù)的暫存器 ，待 DSP 發(fā)出特定信號(hào) ，便可把其內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳至 DSP 。

　　用 DMA 控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃枷?/strong>

　　硬件電路接口

　　DSP 與 F IFO 的接口系統(tǒng)中 ，F(xiàn) IFO 采用的是 AL422B ，這是一款由AverLogic 公司專門推出的視頻幀存儲(chǔ)器 ，它的容量大小為 384 K 3 8bit ，其電路連接如圖 2 所示。此款 F IFO 的容量比較大 ， 可以完整存放由OV7620 所采集的一幀圖像。F IFO 的具體工作方式為 ，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出采集信號(hào) ，DSP 的/ AWE 和/ CE2管腳都輸出低電平 ， 通過 FP GA 所實(shí)現(xiàn)的或門 ， 使得 AL422B 的/ W 管腳為低 ， 此時(shí) F IFO 可寫 ， 圖像數(shù)據(jù)由OV7620 進(jìn)入 F IFO ;當(dāng)采集完一幀圖像后 ，DSP 的/ ARE 和/ CE2 管腳都輸出低電平 ，通過 FP GA 所實(shí)現(xiàn)的或門 ，使得 AL422B 的/ R 管腳為低 ，此時(shí) F IFO 可讀 ，圖像數(shù)據(jù)由 F IFO 進(jìn)入 DSP 。 31112 DSP 與 SDRAM 的接口

　　通過外部存儲(chǔ)器接口 （ EM IF） DSP 可與 SDRAM 實(shí)現(xiàn)無縫連接 ， 系統(tǒng) SDRAM 采用的是 H YN IX 公司的H Y57V641620 ，其存儲(chǔ)容量為 4 3 1M ，連接電路如圖 3 所示。

　　DSP 的 CE0 為片選信號(hào) ，B E02B E1 為字節(jié)使能信號(hào) ，CL KM EM 為同步時(shí)鐘信號(hào) ，行選通信號(hào)/ SDRAS ，列選通信號(hào)/ SDCAS 和寫使能信號(hào)/ SDWE 分別于SDRAM 的/ RAS 、/CAS 、/WE 管腳相連 ， DSP 的地址線 A 和數(shù)據(jù)線 D 直接與 SDRAM 的相連。

　　TMS320 VC5509 的 DMA 控制器的特點(diǎn)

　　DMA 可獨(dú)立于 CPU 工作; 有 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)端口與內(nèi)部 DARAM 、SARAM 、外部存儲(chǔ)器和外設(shè)相連;有一個(gè)輔助端口用于 HPI 和存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳輸; 具有 6個(gè)通道;可以設(shè)置每個(gè)通道的優(yōu)先級(jí);每個(gè)通道的傳輸可以由選定事件觸發(fā); 當(dāng)操作完成后 ，DMA 控制器可向 CPU 發(fā)出中斷。

　　DMA 傳輸

　　TMS320VC5509 的存儲(chǔ)空間包括統(tǒng)一的數(shù)據(jù)/ 程序空間和 I/ O 空間 ，數(shù)據(jù)空間地址用于訪問存儲(chǔ)器和內(nèi)存影射寄存器。DSP5509 的內(nèi)部地址線為 24 位 ，但當(dāng)訪問數(shù)據(jù)空間時(shí)使用 23 位地址 ，并將 23 位地址左移一位 ，有效位置 0 ，使得地址總線傳輸 24 位地址。故 DSP 在數(shù)據(jù)空間的尋址范圍為 8M ，其 M EMRO Y MA P 如圖 4所示。

　　由圖 4 可以看到 ，以 CE0 為片選信號(hào)的 4M 容量 SDRAM 占用了 DSP 數(shù)尋址空間的 CE02CE1 兩個(gè)片區(qū) ，以 CE2 為讀寫控制信號(hào)的 F IFO 始終為 CE2 片區(qū)的起始地址0x800000 。F IFO 是作為數(shù)據(jù)源 ，且地址固定不變 ，SDRAM 是作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?，其起始地址為 0x040000 ，且每接收一個(gè)數(shù)據(jù)單元后 ，地址增加 1 。

　　DMA 通道傳輸?shù)哪康亩丝诤驮炊丝谟蓞?shù)寄存器 DMACS2DP 中的 DST （ SRC） 字段來確定：

　　當(dāng) DST （ SRC） = xx00 時(shí) ，目的（源） 端口為 SARAM ;

　　當(dāng) DST （ SRC） = xx01 時(shí) ，目的（源） 端口為 DARAM ;

　　當(dāng) DST （ SRC） = xx10 時(shí) ，目的（源） 端口為 EM IF ;

　　當(dāng) DST （ SRC） = xx11 時(shí) ，目的（源） 端口為 Perip heral 。

　　DMA 通道在數(shù)據(jù)傳輸過程中的地址修改方式由 DMACCR

　　寄存器中的 DST （ SRC） AMODE 字段來確定：

　　當(dāng)DST （ SRC） AMODE = 00 時(shí) ，目的（源） 地址為固定地址 ，用于單元傳輸;

　　當(dāng)DST （ SRC） AMODE = 01 時(shí) ，目的（源） 地址再每個(gè)單元傳輸完后自動(dòng)增加 ，根據(jù)數(shù)據(jù)的位數(shù)是 8 位、16 位還是 32 位 ，地址分別增加 1 、2 或 4 。

　　當(dāng)DST （ SRC） AMOD E = 10 時(shí) ，目的（源） 地址再每個(gè)單元傳輸完后自動(dòng)增加一個(gè)索引值 ，索引值由單元索引寄存器 DMACEI/ DMACSEI 確定。

　　當(dāng)DST （ SRC） AMOD E = 11 時(shí) ，目的（源） 地址再每個(gè)單元傳輸完后按單元索引和幀索引自動(dòng)增加 ，索引值由單元索引寄存器 DMACEI/ DMACSEI 和幀索引寄存器 DMACF I/ DMACSF I 確定 ，又稱為雙索引。

　　4 程序加載

　　調(diào)用 DMA 庫函數(shù)首先要在頭文件中包含 csl - dma. h 文件 ，文件中定義了一名為 DMA - Config 的結(jié)構(gòu)體如：

　　typedef st ruct {

　　Uint16 dmacsdp ; DMA 通道控制寄存器

　　Uint16 dmaccr ; DMA 通道中斷寄存器

　　Uint16 dmacicr ; DMA 通道狀態(tài)寄存器

　　DMA - Adr Pt r dmacssal ; DMA 通道源起始地址（低字段）

　　Uint16 dmacssau ; DMA 通道源起始地址（高字段）

　　DMA - Adr Pt r dmacdsal ; DMA 通道目的地址（低字段）

　　Uint16 dmacdsau ; DMA 通道目的地址（高字段）

　　Uint16 dmacen ; DMA 通道數(shù)據(jù)單元數(shù)量寄存器

　　Uint16 dmacf n ; DMA 通道幀數(shù)寄存器

　　# if DMA DST AND SRC INDEX SU PPOR T

　　- - - - - -

　　對(duì)于 5509A ，5510 P G2

　　Uint16 dmacsfi ;

　　Uint16 dmacsei ;

　　Uint16 dmacdfi ;

　　Uint16 dmacdei ;

　　# else 對(duì)于 5509 ，5510 P G1

　　Uint16 dmacfi ; DMA 通道幀索引寄存器

　　Uint16 dmacei ; DMA 通道單元索引寄存器

　　# endif

　　} DMA - Config ;

　　在定義了結(jié)構(gòu)體 DMA - Config 后 ，便可以在主程序中聲明所需的配置：

　　DMA - Config myconfig = {

　　。。。。。。

　　}

　　聲明配置結(jié)構(gòu)后 ，需調(diào)用 DMA - open 函數(shù)初始化 DMA 句柄：

　　DMA - Handle myhDma ;

　　然后打開 DMA 通道 0 ：

　　myhDma = DMA - open （DMA - CHA0 ， 0） ;

　　調(diào)用 DMA - config 函數(shù)對(duì) DMA 進(jìn)行配置：

　　myconfig. dmacssal =

　?。―MA - Adr Pt r） （ （ （ Uint32） （ myconfig. dmacssal） 《 《 1）

　　&0xFFFF） ;

　　myconfig. dmacdsal =

　?。―MA - Adr Pt r） （ （ （ Uint32） （ myconfig. dmacdsal） 《 《 1）

　　0xFFFF） ;

　　配置通道：

　　DMA - config （ myhDma ， &myconfig） ;

　　調(diào)用 DMA - start 函數(shù)開始 DMA 傳送：

　　DMA - start （ myhDma） ;

　　等待 DMA 狀態(tài)寄存器的幀狀態(tài)位指示傳輸結(jié)束：

　　while （ ！ DMA - F GETH （ myhDma ，DMACSR ，F(xiàn)RAM E） ） {

　　}

　　關(guān)閉句柄：

　　DMA - close （ myhDma） ;

　　著重介紹了如何利用 DSP 的 DMA 控制器在系統(tǒng)中從 F IFO 向 SDRAM 傳輸數(shù)據(jù) ，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn) ，此方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高 ，并實(shí)現(xiàn)了 DSP 對(duì)并行數(shù)據(jù)的高速采集 ，不僅在系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用 ，在其它需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中也有很廣泛的應(yīng)用前景。