HPI接口在TI SOC的應(yīng)用

1.2 讀數(shù)據(jù)不正確

通常表現(xiàn)為讀讀HPIC，HPIA 正常，但讀HPID 不正常，前半字為0，后半字正確，對(duì)同一個(gè)地址讀兩次，第二次的數(shù)據(jù)完全正確。

在案例中，用示波器觀察HCS 與HRDY 之間的時(shí)序關(guān)系，發(fā)現(xiàn)HCS 的上升沿在HRDY 的上升沿之前，即主機(jī)在HPI 數(shù)據(jù)有效之前結(jié)束了訪問(wèn)周期。HRDY 的上升沿其實(shí)是因?yàn)镠CS 的結(jié)束而拉高的，并非數(shù)據(jù)真正有效。

用戶由于沒(méi)有在硬件上將HRDY 與主機(jī)PowerPC 的TA 信號(hào)互連，沒(méi)有硬件握手機(jī)制，于是從軟件配置上加大主機(jī)的總線訪問(wèn)周期，即增加HCS 的寬度，故障現(xiàn)象沒(méi)有變化。

原因分析：讀HPID 與HPIC，HPIA 時(shí)序不同，讀HPID 操作需要HPI DMA 從HPIA 所指向的地址讀數(shù)據(jù)到 HPID，會(huì)有時(shí)間上的延時(shí)。而讀HPIC 和HPIA 直接從寄存器讀數(shù)據(jù)，沒(méi)有延時(shí)，所以讀HPIC，HPIA 是正確的。在讀HPID 時(shí)，HPI 會(huì)在第一個(gè)HSTROBE 的下降沿后將HRDY 置位，指示數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好的忙狀態(tài)，主機(jī)應(yīng)當(dāng)在總線上插入等待周期，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后HPI 清除HRDY，主機(jī)才可以結(jié)束總線周期，通過(guò)HCS 的上升沿將有效數(shù)據(jù)鎖存。

HSTROBE 的下降沿到數(shù)據(jù)有效之間的延時(shí)與芯片及HPI 接口的工作頻率相關(guān)，以C5502，C5501 為例，在芯片手冊(cè)中，這個(gè)延時(shí)參數(shù)H1 在SYSCLK1 與CPU 時(shí)鐘的分頻為4 時(shí)，最大延時(shí)為12*2H+20(ns)，H=SYSCLK1/2，在HPI 啟動(dòng)期間，PLL 沒(méi)有倍頻，處于旁通狀態(tài)，系統(tǒng)輸入時(shí)鐘就是CPU 的工作時(shí)鐘，SYSCLK1默認(rèn)分頻為CPU 時(shí)鐘的4 分頻，以輸入時(shí)鐘為25MHz 為例，最大延時(shí)為：

這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度通常超出了主機(jī)端總線周期的軟件配置范圍，所以通過(guò)軟件配置增加HCS 的寬度不一定能滿足 HRDY 的最大延時(shí)要求。在有的DSP 芯片手冊(cè)上只提供了HRDY 的最小延時(shí)，最大延時(shí)與芯片的優(yōu)先級(jí)設(shè)置，及系統(tǒng)配置相關(guān)而不確定，比如與系統(tǒng)中其它主模塊如EDMA 同時(shí)訪問(wèn)DDR，那么延時(shí)與HPI 的優(yōu)先級(jí)，EDMA 的優(yōu)先級(jí)，EDMA 的burst 長(zhǎng)度，以及DDR 的命令排序等配置相關(guān)，這樣通過(guò)延長(zhǎng)主機(jī)的總線訪問(wèn)周期，更加不可靠。

解決辦法：在硬件設(shè)計(jì)之初，一定要利用HRDY 硬件握手信號(hào)[2][3]。雖然有的芯片HPIC 寄存器提供了HRDY 軟件握手方式，只能做為彌補(bǔ)硬件設(shè)計(jì)之初遺漏HRDY 硬件握手信號(hào)的權(quán)宜之計(jì)，軟件輪循HRDY 的辦法會(huì)帶來(lái)額外的開(kāi)銷，降低HPI 總線的吞吐率，增加主機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。而且有的芯片HPI 不支持HRDY 軟件查詢方法，只能通過(guò)硬件HRDY 保證數(shù)據(jù)的有效性。

1.3 HRDY 常高

有的系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中偶爾出現(xiàn)HRDY 常高，導(dǎo)致主機(jī)端總線訪問(wèn)異常，需要重新上電才能恢復(fù)HPI 的正常操作。這種故障是由于HPI 狀態(tài)機(jī)出現(xiàn)異常。

從實(shí)際故障定位中總結(jié)出以下幾點(diǎn)原因：

A. HPI 的高低半字訪問(wèn)的順序訪問(wèn)被其它HPI 訪問(wèn)打斷：在復(fù)用模式下，一個(gè)完整的HPI 訪問(wèn)是由高低半字兩次訪問(wèn)組成，需要嚴(yán)格保證，否則會(huì)破壞HPI 的狀態(tài)機(jī)，從而導(dǎo)致不可預(yù)期的后果。

B. 主機(jī)通過(guò)HPI 訪問(wèn)了DSP 內(nèi)部的保留空間，或者破壞了DSP 的程序，數(shù)據(jù)空間，導(dǎo)致DSP 運(yùn)行異常，進(jìn)而導(dǎo)致HPI 狀態(tài)機(jī)異常。

C. 主機(jī)的HSTROBE 信號(hào)有毛刺，或者信號(hào)完整性不好，如下圖中HCS(些案例HSTROBE 是由HCS 控制)的上升沿的回勾，都會(huì)導(dǎo)致HPI 誤判斷為主機(jī)的新的訪問(wèn)的開(kāi)始，從而打亂了高低半字的訪問(wèn)順序要求，導(dǎo)致HPI 狀態(tài)機(jī)的錯(cuò)亂。

7. 總結(jié)

HPI 是一種簡(jiǎn)單的異步接口，只要設(shè)計(jì)中滿足了時(shí)序要求，即可穩(wěn)定工作。在開(kāi)發(fā)當(dāng)中遇到數(shù)據(jù)讀寫(xiě)不正確，從HSTROBE 信號(hào)入手檢查與之相關(guān)的信號(hào)的時(shí)序關(guān)系，便可以找出問(wèn)題原因。另外，信號(hào)完整性是任何系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提。

關(guān)于特定芯片上HPI 接口的特有功能本文沒(méi)有針對(duì)討論，如C6727 的字地址模式和字節(jié)地址模式可通過(guò)HPIC配置;C6727 在HPI 啟動(dòng)后ROM bootloader 將HPI 關(guān)閉，需要軟件重新使能才能使用等;以及不同芯片的HPI 啟動(dòng)模式下的跳轉(zhuǎn)方式不同，請(qǐng)參考相應(yīng)芯片的HPI 手冊(cè)及bootloader 應(yīng)用手冊(cè)。