DSP與單片機的一種高速通信實現(xiàn)方案

　　摘 要：介紹了一種利用雙口RAM實現(xiàn)DSP與單片機高速數(shù)據(jù)通信的方法，給出了它們之間的接口電路以及軟件實現(xiàn)方案。

　　關鍵詞：DSP；雙口RAM；接口電路；數(shù)據(jù)通信

 
1 引言

　　數(shù)字信號處理器（DSP）是一種適合于實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運算的微處理器，具有下列主要結(jié)構(gòu)特點：（1）采用改進型哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，具有獨立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可同時訪問指令和數(shù)據(jù)空間，允許實際在程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器之間進行傳輸；（2）支持流水線處理，處理器對每條指令的操作分為取指、譯碼、執(zhí)行等幾個階段，在某一時刻同時對若干條指令進行不同階段的處理；（3）片內(nèi)含有專門的硬件乘法器，使乘法可以在單周期內(nèi)完成；（4）特殊的指令結(jié)構(gòu)和尋址方式，滿足數(shù)字信號處理FFT、卷積等運算要求；（5）快速的指令周期，能夠在每秒鐘內(nèi)處理數(shù)以千萬次乃至數(shù)億次定點或浮點運算；（6）大多設置了單獨的DMA總線及其控制器，可以在基本不影響數(shù)字信號處理速度的情況下進行高速的并行數(shù)據(jù)傳送。

　　由一片DSP加上存儲器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元和外設接口就可以構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)，但這種方案要達到高速實時控制是不可行的。因為一個實時控制系統(tǒng)一般需要完成數(shù)據(jù)采集、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、分析計算、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、實時過程控制以及顯示等任務，單靠一片DSP來完成這些工作勢必會大大延長系統(tǒng)對控制對象的控制周期，從而影響整個系統(tǒng)的性能。所以我們添加一個CPU，負責數(shù)據(jù)采集、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、過程控制以及人機接口等任務，使DSP專注于系統(tǒng)控制算法的實現(xiàn)，充分利用它的高速數(shù)據(jù)處理能力。從性能價格比的角度出發(fā)，這個CPU采用8位的51系列單片機。這時，兩個CPU之間的數(shù)據(jù)共享就成了一個重要的問題。

　　采用雙口RAM（簡稱DRAM）是解決CPU之間的數(shù)據(jù)共享的有效辦法。與串行通信相比，采用雙口RAM不僅數(shù)據(jù)傳輸速度高，而且抗干擾性能好。在筆者實驗室研制的電力有源濾波器中，選用了TI公司的第三代DSP芯片TMS320C32和51系列單片機89C52作為控制系統(tǒng)的CPU。兩個CPU之間通過雙口RAM CY7C133完成數(shù)據(jù)交換。但在實際使用過程中遇到了89C52 與雙口RAM總線寬度不匹配的問題，需要進行接口電路的設計。

2 雙口RAM CY7C133的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能

　　CY7C133是CYPRESS公司研制的高速2K