FPGA與ADSP TS201的總線接口設(shè)計(jì)

由圖2可以看出，數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制與普通流水協(xié)議相同，只多了一個(gè)BRST指示信號(hào)，它與地址1同時(shí)有效，表示本次數(shù)據(jù)沒有傳輸完畢，下次要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與本次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一個(gè)整體，即BRST有效時(shí)傳輸是低32位數(shù)據(jù)，無(wú)效時(shí)傳輸?shù)氖歉?2位數(shù)據(jù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了在32位數(shù)據(jù)總線上傳輸64位數(shù)據(jù)，如果沒有BRST信號(hào)，該過程會(huì)被認(rèn)為是2次32位傳輸。
同理，如果用32位數(shù)據(jù)總線傳輸128位數(shù)據(jù)，在傳輸前3個(gè)32位數(shù)據(jù)的時(shí)候，BRST信號(hào)有效，傳輸最后一個(gè)32位數(shù)據(jù)BRST無(wú)效。
注意：使用流水協(xié)議時(shí)，流水深度由傳輸類型(讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)據(jù))決定。在寫數(shù)據(jù)傳輸中，流水深度固定為1；在讀數(shù)據(jù)傳輸中，流水線深度可由用戶編程決定，即由系統(tǒng)配置寄存器SYSCON決定，在1~4之間可變。

2 FPGA設(shè)計(jì)
由于DSP的協(xié)議是相對(duì)固定的，FPGA只需按照協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，下面以DSP訪問FPGA內(nèi)部寄存器為例詳細(xì)介紹。筆者建議采用同步設(shè)計(jì)，主要信號(hào)、輸出信號(hào)都由時(shí)鐘沿驅(qū)動(dòng)，可以有效避免毛刺。
為了使所設(shè)計(jì)的模塊通用化，可設(shè)流水深度、數(shù)據(jù)總線位寬、寄存器位寬、寄存器地址可設(shè)。筆者建議采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，使用參數(shù)傳遞語(yǔ)言GENERIC將參數(shù)傳遞給實(shí)體，在實(shí)體內(nèi)部使用外if…else結(jié)構(gòu)，這樣在一個(gè)程序中可以包含各種情況，但不會(huì)增加邏輯的使用量。下面以個(gè)別情況為例，詳細(xì)介紹。
2．1 32位數(shù)據(jù)總線，32位寄存器，寫操作
前面提過，DSP采用流水協(xié)議寫FPGA時(shí)，流水深度固定為1，F(xiàn)PGA在前一時(shí)鐘沿采到地址、WRx信號(hào)有效，在下一時(shí)鐘沿就鎖存數(shù)據(jù)，如圖1所示，F(xiàn)PGA在時(shí)鐘沿1采到地址總線上的地址與寄存器地址一致，WRx信號(hào)為低，寫標(biāo)志信號(hào)S_W_FLAG置高，由于采用同步設(shè)計(jì)，F(xiàn)PGA只有在時(shí)鐘沿2才能采到S_W_FLAG為高，一旦采到S_W_FLAG為高，F(xiàn)PGA就鎖存數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)，即在時(shí)鐘沿2鎖存數(shù)據(jù)。
2．2 32位數(shù)據(jù)總線，32位寄存器，讀操作
與寫寄存器不一樣，讀寄存器時(shí)流水深度在1到4之間可設(shè)，需要注意的是，為避免總線沖突，DSP不讀時(shí)，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)總線應(yīng)保持三態(tài)。

如果流水深度設(shè)置為1，F(xiàn)PGA在前一時(shí)鐘沿采到地址、RD信號(hào)有效，應(yīng)確保在下一時(shí)鐘沿?cái)?shù)據(jù)已經(jīng)穩(wěn)定的出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，否則DSP不能正確讀取數(shù)據(jù)，如圖3所示，在時(shí)鐘沿1采到地址總線上的地址與寄存器地址一致，RD信號(hào)為低，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線，在時(shí)鐘沿2數(shù)據(jù)已穩(wěn)定出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，DSP可以讀取。
如果流水深度設(shè)置為2，F(xiàn)PGA在前一時(shí)鐘沿采到地址、RD信號(hào)有效，應(yīng)確保隔一時(shí)鐘周期后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定的出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，這樣就像寫操作一樣，需要加一個(gè)標(biāo)志，當(dāng)條件滿足，標(biāo)志為高，一旦標(biāo)志為高，輸出數(shù)據(jù)，如圖4所示。

綜上所述，流水深度加深一級(jí)，F(xiàn)PGA就晚一個(gè)時(shí)鐘周期驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線。可以看出，雖然流水深度在1~4之間可設(shè)，但是總能保證一個(gè)時(shí)鐘周期傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)。