DSP C6000系列之C6455的EMIFA接口

  •1.  DSP-C6000系列的中断与GPIO系统
       •2.  DSP-C6000系列的EMIFA模块
       •3.  DSP-C6000系列的EDMA模块
       •4.  FPGA的乒乓RAM
       •5.  一种视频格式（例如VGA，PAL等）
       •6.  视频处理算法

       主题
      EMIF是External Memory Interface的简称。个人认为它是DSP比较强大的地方之一。通过EMIF接口，使得DSP可以和FPGA很方便地进行大数据量的数据传输。
      C6455的EMIFA可以访问多种外部存储器，比如：SRAM,ROM,FLASH等等。当然，也包括FPGA。本文的重点就是介绍使用EMIFA接口与FPGA建立无缝连接。
       EMIFA
       根据习惯，还是先贴图，框图总给人一目了然的感觉。

       这是官方文档给出的EMIFA模块的接口示意图，乍一看，复杂的很。好多引脚而且还有好多复用。


       这一张图首先是把EMIFA模块的接口分了类，然和呢，我把在与FPGA通信场合下所需要使用的管脚使用红色框框标注了出来。是不是少了很多呢。归纳一下标注的管脚，如下：

•AED[63:0]        64位数据总线
•AEA[19:0]        20位地址总线（Optional）
•ACE2              片选信号（低有效）
•AECLKOUT      时钟信号
•ASWE             写使能（低有效）
•ASRE               读使能（低有效）

    （注：应用场合是DSP读FPGA内部RAM中的图像数据，其他场合续根据情况调整）
     
        由于FPGA的可编程性，使得一切从DSP看来简单了许多。因为DSP面对的“存储器”显得格外智能。甚至连地址线都可以不需要。
       下面，我们来一一分析上述的信号。
       •首先，应该是片选信号CE。这里不得不提到DSP的地址空间。下图是DSP6455的EMIFA映射情况

       从图中可以看出：
       •EMIFA共支持4个外部存储器，比如可以把CE2分配给FPGA，CE3分配给SRAM，CE4分配给FLASH等。
       •每个外部存储器的寻址空间大小是8MB。20根地址线即2的20次方，也就是1MB，此外由于数据总线是64位的，故对应的寻址空间是8MB
       由于FPGA内部时序逻辑可以产生地址，所以我们可以不使用地址线。这样，下面的事情就简单了。只要把CE2管脚和FPGA的某一个通用IO口连上即可。
       在读取FPGA内部RAM数据时告诉EDMA要读取的数据的基地址是0xA0000000，以及读取的数据的长度即可。
       •第二个信号，ECLKOUT，即时钟信号的。因为FPGA工作是需要时钟激励的，没有时钟信号怎么产生地址逻辑呢？此外，时钟频率不能过高，要考虑到FPGA芯片的能力。OK,因为有了同步时钟，所以EMIFA模块的工作模式也就确定了，即同步工作模式。
       •第三个信号，包括2个，即ASRE,ASWE。更熟悉的叫法是RE,WE。读使能和写使能。这个就不赘述了。
       •第四个信号，数据总线&地址总线。也不赘述了。
       经过上面的分析，我们可以简要的画出FPGA与DSP的连接图：

       在连接的思路清晰之后，我们可以开始配置EMIFA的寄存器了。
       其实也就只有1个比较重要的寄存器，即CEnCFG。该寄存器有两套完全不同的配置。分别对应于同步存储器模式和异步存储器模式。由于FPGA内部RAM工作于同步模式，故我们来看一下同步模式下该寄存器的配置。

        SSEL设置为1时，表示该CE对应同步模式的外部存储器。
       在与FPGA连接时，主要考虑以下四个参数：

•l  1. 使能设备EMIFA模块
•l  2. 配置CEnCFG寄存器
•l  3. 初始化EMIFA模块
•l  4. 打开EMIFA模块
•l  5. 把2中配置的参数设置到打开的EMIFA模块中

• /*-----------------
  
• *
  
• *      初始化EMIFA  
  
• *
  
• --------------------*/
  
• #define EMIFA_MEMTYPE_ASYNC     0
  
• #define EMIFA_MEMTYPE_SYNC      1
  
• #define EMIFA_CE2_BASE_ADDR  (0xA0000000)//地址空间基地址
  
• #define CSL_EMIFA_SYNCCFG_RLTNCY_PARAMETER  2//读延时2周期
  
• #define CSL_EMIFA_SYNCCFG_SBSIZE_PARAMETER  3//64位数据总线
  
• #define CSL_EMIFA_SYNCCFG_READEN_PARAMETER 1//SRE
  
• //CEnCFG寄存器参数宏
  
• #define CSL_EMIFA_SYNCCFG_PARAMETER {\
  
•     (Uint8)CSL_EMIFA_SYNCCFG_READBYTEEN_DEFAULT, \
  
•     (Uint8)CSL_EMIFA_SYNCCFG_CHIPENEXT_DEFAULT, \
  
•     (Uint8)CSL_EMIFA_SYNCCFG_READEN_PARAMETER, \
  
•     (Uint8)CSL_EMIFA_SYNCCFG_WLTNCY_DEFAULT, \
  
•     (Uint8)CSL_EMIFA_SYNCCFG_RLTNCY_PARAMETER, \
  
•     (Uint8)CSL_EMIFA_SYNCCFG_SBSIZE_PARAMETER \
  
• }
  
• void Init_EMIF()
  
• {
  
• CSL_EmifaObj              emifaObj;
  
• CSL_Status               status;
  
• CSL_EmifaHwSetup         hwSetup;
  
• CSL_EmifaHandle        hEmifa;
  
• CSL_EmifaMemType         syncVal;
  
• CSL_EmifaSync            syncMem = CSL_EMIFA_SYNCCFG_PARAMETER;
  
• 
  
•   memset(&emifaObj, 0, sizeof(CSL_EmifaObj));      
  
•     memset(&hwSetup, 0, sizeof(CSL_EmifaHwSetup));
  
•    
  
•   //步骤1： 使能设备的EMIFA功能(不用先解锁外设寄存器)
  
• CSL_FINST(((CSL_DevRegs*)CSL_DEV_REGS)->PERCFG1, DEV_PERCFG1_EMIFACTL, ENABLE);
  
• 
  
•     //步骤2：配置CE2CFG寄存器
  
•     syncVal.ssel  = EMIFA_MEMTYPE_SYNC;
  
•     syncVal.async  = NULL;
  
•     syncVal.sync  = &syncMem;
  
• hwSetup.ceCfg[0] = &syncVal;   
  
•     hwSetup.ceCfg[1] = NULL;
  
•     hwSetup.ceCfg[2] = NULL;
  
•     hwSetup.ceCfg[3] = NULL;     
  
• //步骤3：初始化EMIFA模块
  
• status = CSL_emifaInit(NULL);
  
• 
  
• #ifdef SHOW_PRINTF
  
•     if (status != CSL_SOK) {
  
•         printf("EMIFA: Initialization error.\n");
  
•         printf("\tReason: CSL_emifaInit [status = 0x%x].\n", status);      
  
•         return;
  
•     }
  
•     else {
  
•         printf("EMIFA: Module Initialized.\n");
  
•     }
  
• #endif
  
• //步骤4：打开EMIFA模块
  
• hEmifa = CSL_emifaOpen(&emifaObj,CSL_EMIFA,NULL,&status);
  
• 
  
• #ifdef SHOW_PRINTF
  
•     if ((status != CSL_SOK) || (hEmifa == NULL)) {
  
•         printf("EMIFA: Error opening the instance. [status = 0x%x, hEmifa \
  
•                 = 0x%x]\n", status, hEmifa);        
  
•         return;
  
•     }
  
•     else {
  
•         printf("EMIFA: Module instance opened.\n");
  
•     }
  
• #endif
  
• 
  
• //步骤5：把步骤2中配置的参数设置到打开的EMIFA模块中
  
• status = CSL_emifaHwSetup(hEmifa,&hwSetup);
  
• #ifdef SHOW_PRINTF
  
•     if (status != CSL_SOK) {
  
•         printf("EMIFA: Error in HW Setup.\n");         
  
•         printf("Read write operation fails\n");
  
•         return;      
  
•     }
  
•     else {
  
•         printf("EMIFA: Module Hardware setup is successful.\n");
  
•     }
  
• #endif
  
• }
  
•