MODUL XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU ADP64Z2PCI

CHƯƠNG MODUL XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU ADP64Z2PCI GIAO DIỆN PCI 64BIT/66MHZ Modul xử lý số tín hiệu ADP64Z2PCI bo mạch đa năng, thiết kế lập trình để thực nhiệm vụ khác giao tiếp với máy tính qua giao diện PCI64bit/66Mhz Trong chương nghiên cứu modul ADP64Z2PCI, để hiểu rõ chế làm việc modul nghiên cứu giao diện PCI 64bit/66Mhz 1.1: Sự đời tính ưu việt giao diện PCI Để khai thác hết tốc độ vi xử lý tốc độ lớn đòi hỏi Bus phải có tốc độ lớn để đáp ứng nhanh với thao tác vi xử lý Trong tốc độ vi xử lý ngày tăng lên nhanh tốc độ bus lại không theo kịp Nhiều hệ thống máy tính tốc độ cao siêu máy tính CRAY máy tính lớn sở hữu bus sở hữu riêng , việc chưa phổ cập có giá thành đắt Khi vi xử lý 80286 với tần số 10 -16Mhz sử dụng, nhiều nhà sản xuất xếp lại bus sở hữu riêng để vượt qua giới hạn 8Mhz bus ISA Điều có nghĩa máy tính 80286/386 với tốc độ 16Mhz 20Mhz bo mạch cắm vào khe cắm mở rộng truy nhập với tốc độ cực đại 8Mhz Điều dẫn tới việc nhà sản xuất phải xây dựng modul nhớ riêng Với máy tính khe cắm mở rộng ISA dùng cho bo mạch ngoại vi card video, card mạng việc mở rộng nhớ thực nhờ khe cắm thiết kế riêng bo mạch chủ Các máy tính thường quảng cáo với tên ‘Hệ thống bus kép’, bus dành cho card ISA bus dành cho môđun nhớ Tuy nhiên thiếu vắng chuẩn bus card 26 video card điều hợp khác điều khiển đĩa buộc nhà thiết kế bo mạch chủ tiến hành xây dựng tiêu chuẩn Bus cục Mục đích xây dựng bus cục nhằm truy nhập bus hệ thống với tốc độ xấp xỉ tốc độ vi xử lý Ở máy tính có vi xử lý 33Mhz, bus ISA có tần số truy nhập bị giới hạn 8Mhz, bus cục có tốc độ truy nhập với tốc độ vi xử lý – 33Mhz Sự khác tốc độ vi xử lý khe cắm mở rộng bắt đầu xuất từ vi xử lý 80286 tần số vượt 8Mhz Ngày thiết bị có tốc độ tren 8Mhz Song từ có phần mềm giao diện đồ hoạ tình hình đổi khác, máy tính có bus ISA trí card video 16bit cắm vào khe mở rộng ISA không đủ nhanh để đáp ứng đươc đòi hỏi phần mềm đồ hoạ Điều buộc nhà sản xuất máy tính sử dụng giải pháp thiết kế card video bo mạch chủ mà không cần khe cắm mở rộng Như hỏng card video phải thay bo mạch chủ cắm card video vào khe mở rộng Để khắc phục tốc độ chậm card video chuẩn ISA, số nhà sản xuất card video sử dụng thêm vi xử lý đồ hoạ để giảm gánh nặng cho vi xử lý 80386/486 Nếu xử lý đồ hoạ vi xử lý phải đảm đương thao tác đồ hoạ, có nghĩa phải truy nhập liệu thông qua bus ISA tốc độ chậm Do yếu tố nên hiệp hội chuẩn điện tử video VESA(Video Electronics Standans Association) khởi đầu công việc xây dựng chuẩn bus cục Đây chuẩn sử dụng rộng rãi máy tính có tên gọi bus VESA cục hay bus VL(vesa local bus) Mặc dù tốc độ vi xử lý tăng nhanh việc đời vi xử lý tốc độ cao Pentium đòi hỏi phải có chuẩn bus tốc độ cao Vì Intel đưa chuẩn bus cục đươc goi chuẩn bus cục PCI (giao diện PCI) hay goi giao diện PCI Chuẩn bus gọi chuẩn liên kết thành phần ngoại vi (Peripheral Component Interconnect) Giao diện PCI có khả mạnh hẳn bus VL nên ứng dụng 27 phổ biến máy tính tốc độ cao trở thành giao diện tiêu chuẩn giao tiếp với máy tính 1.2 Giao diện tốc độ cao PCI: 1.2.1 Giao diện PCI: Bus cục PCI với mục đích thiết lập chuẩn giao tiếp có hiệu suất cao, mức tiêu thụ lượng thấp Ngày chuẩn PCI tạo mặt nối ghép máy tính với thiết bị ngoại vi quan trọng chuẩn giao diên đáp ứng nhu cầu hệ thống đa tảng đa cấu trúc Giao diện PCI công ty sản xuất máy tính xản suất coi chuẩn mặc định bo mạch chủ Các máy tính mà sử dụng ngày thường có từ đến năm khe PCI thiết bị ngoại vi ghép với máy tính qua khe cắm PCI Bus cục PCI làm việc với nhiều băng thông khác Khi đời chúng có đường liệu 32bit tốc độ đạt 33Mhz, trình phát triển bus PCI ngày nâng cấp ứng dụng việc mở rộng băng thông Hình 2-1 cho thấy kích thước bus cục PCI 28 Hình 2-1: Các ứng dụng bus cục PCI Ngày bus cục PCI thường có đường liệu 32bit có khả mở rộng lên 64 bit tốc độ truy nhập liệu đạt tới 66Mhz Khi thông lượng bus cục đạt tới 528MB/s, bus cục PCI 64bit/66Mhz thường lắp máy tính lớn, cần phải giao tiếp với ngoại vi tốc độ cao Hình 2-2 cho ta thấy rõ băng thông có bus cục PCI: 29 Hình 2-2: Các băng thông PCI Thành phần PCI card giao tiếp xử lý hoàn toàn độc lập với nhau, cho phép trình trao đổi liệu cố định sử dụng với cấu trúc đa xử lý Xử lý độc lập cho phép bus cục PCI tối ưu hoá chức vào ra, cho phép đồng thời thực thao tác bus cục vi xử lý, hệ thống nhớ, thiết bị ngoại vi có hiệu xuất cao hình ảnh động, LAN, SCSI, FDDI, ổ đĩa cứng…, nâng cao hình ảnh hiển thị đa phương tiện (đồ hoạ chiều) Phần đuôi mở rộng bus địa liệu 32bit tăng gấp đôi độ rộng băng thông có tác động hồi tiếp chuyển tiếp phù hợp với thiết bị ngoại vi theo chuẩn PCI Quan sát hình 2-2 ta thấy băng thông (thông lượng) bus cục PCI đạt tới 528MB/s, thông lượng cực đại mà bus cục PCI đạt được, tương ứng với chuẩn PCI 64bit/66Mhz Trên máy tính PC chuẩn bus cục PCI xây dựng thành hệ thống để liên kết lúc nhiều thiết bị ngoại vi với bo mạch chủ Chính điều giúp cho chuẩn bus cục PCI không bi lỗi thời ngày phát triển công ty sản xuất máy tính mặc định xây dựng hệ 30 thống bus PCI bo mạch chủ máy tính PC Và chuẩn bus cục PCI ngày phát triển trở thành chuẩn giao tiếp thông dụng với vi xử lý tốc độ cao Pentium Hình 2-3: Sơ đồ khối hệ thống PCI Hình 2-3 cho ta thấy vi xử lý, cache, nhớ nối tới Bus PCI qua cầu nối PCI, cho phép vi xử lý truy cập trực tiếp tới thiết bị truyền theo chuẩn PCI khác nhớ, không gian địa vào/ra Đồng thời 31 cầu PCI tạo đường truyền băng thông rộng có nhiều tính khác 1.2.2:Các đặc điểm bus cục PCI : Có thể đạt tốc độ 66Mhz Có đường liệu 32bit 64bit Hỗ trợ chế độ truyền liệu dạng khối 2-1-1-1 vi xử lý Pentium áp dụng Hỗ trợ việc làm chủ bus, cho phép thực đa xử lý mà với vi xử lý trở thành thiết bị chủ dành quyền điều khiển bus Tương thích với chuẩn ISA, EISA MCA Nhờ sử dụng cầu nối bus, hỗ trợ cho bus tốc độ thấp ISA, EISA,MCA Các đệm cầu nối cho phép vi xử lý ghi vào đệm, nhiệm vụ điều khiển bus ISA, EISA,MCA trao lại cho cầu nối Bus cục PCI độc lập với vi xử lý Bus sử dụng cho vi xử lý Intel hãng khác Hỗ trợ card mở rộng 5v 3,3v cho phép chuyển dễ dàng từ hệ thống 5v sang 3,3v Cung cấp khả tạo cấu hình tự động Người dùng không cần đặt lại chuyển mạch DIP chân cắm chọn lựa ngắt Phần mềm đặt cấu hình tự động chọn địa ngắt không sử dụng để giải xung đột Có chân Vcc chân đất(Ground) tầng hai tín hiệu để giảm nhiễu xuyên âm xạ vô tuyến 10.Thực ngắt mức khởi phát, hỗ trợ việc chia sẻ ngắt 11.Hỗ trợ cho 10 thiết bị ngoại vi, số ngoại vi phải thiết kế bo mach chủ 32 12.Số khe cắm mở rộng tối đa làm việc tần số 33Mhz-66Mhz khác phụ thuộc cào điện áp 5v hay 3,3v.Tăng số khe cắm tốc độ làm việc nhỏ 33Mhz-66Mhz 1.2.3: Nối ghép PCI: Một số điểm cần lưu ý nối ghép PCI Rất tín hiệu PCI phù hợp với tín hiệu vi xử lý, PCI bus có tính chất ‘tầng ‘ có nghĩa điều khiển PCI nằm vi xử lý nơi giao tiếp bus Như vi xử lý sử dụng bus PCI Bus PCI giải điều nhờ tính độc lập so với vi xử lý Một điểm khác cần ý việc dồn kênh địa liệu bus PCI chân sử dụng cho địa liệu Ở nhịp đồng hồ bus PCI có thời gian chu trình nhịp chế độ chuyển khối, giống vi xử lý 80386/486/pentium Với chế độ chuyển khối, nhịp đồng hồ địa cung cấp nhịp đồng hồ từ giữ liệu cung cấp Điều làm cho chế độ chuyển khối chu trình nhớ có nhịp đồng hồ, giống chế độ chuyển khối vi xử lý 80486 Pentium Điểm cần lưu ý mở rộng bus PCI lên 64bit Bus PCI truyền liệu 32bit hay 64bit Nếu truyền liệu 32 bit bus PCI 39 chân dùng để mở rộng 64bit không sử dụng Bus cục hỗ trợ cho chu trình nhớ đơn chuyển khối Chu trình đơn cần nhịp đồng hồ để đọc ghi từ giữ liệu Ở nhịp đồng hồ địa cung cấp nhịp đồng hồ thứ liệu truy nhập Đối với chế độ chuyển khối dạng 2-1-1-1, địa từ thứ liệu cung cấp nhịp đồng hồ từ truy nhập từ nhịp 1.3 Giới thiệu giao diện PCI 64bit/66Mhz: 33 Giao diện PCI 64bit/66Mhz giao diện cho phép trao đổi thông tin thiết bị chủ đích với tốc độ cao, thông lượng đạt cực đại 528MB/s Ta thường thấy giao diện chuẩn PCI 64bit/66Mhz xuất các máy chủ, nơi đòi hỏi việc truy xuất liệu với tốc độ cao Giao diện PCI 64bit/66Mhz mở rộng phát triển giao diện PCI giao diện PCI 32bit/33Mhz Các bo mạch xây dựng giao diện PCI kết nối với máy tính PC qua Slot, gọi Slot_PCI Giao diện PCI 64bit/66Mhz có nguyên tắc làm việc giống giao diện PCI 32bit/33Mhz nghiên cứu nhiều tài liệu khác Do đồ án không sâu nghiên cứu giao diện PCI 64bit/66Mhz mà khảo sát đặc điểm điện tử khí bus PCI 64bit/66Mhz, làm sở thuận tiện cho việc kết nối modul với máy tính PC qua giao diện PCI 64bit/66Mhz 1.3.1: Đặc điểm điện tử bus PCI64bit/66Mhz: - Bus cục PCI64bit/66Mhz sử dụng môi trường tín hiệu 3.3v - Tần số thời gian quy định 66Mhz *)Bus PCI64bit/66Mhz sử dụng giao thức bus PCI, bus PCI64bit/66Mhz thường có tốc độ cao tần số xung đồng hồ Cả hai thiết bị PCI66Mhz PCI33Mhz tồn đoạn bus Tuy nhiên bus PCI 64bit/66Mhz đòi hỏi thay đổi tham số thời gian 34 diễn tả biểu đồ thời gian trình bày hình 2.4 Hinh 2.4: Tham số thời gian bus PCI32bit/33Mhz PCI64bit/66Mhz Từ hình ta thấy thủ tục truyền dòng qua lại PCI66Mhz PCI33Mhz nhau, đòi hỏi thiết bị PCI66Mhz hoạt động bus PCI33Mhz Bởi thiết bị PCI66Mhz cần phải phù hợp với hai thủ tục PCI66Mhz 33Mhz *) Dạng sóng xung đồng hồ cần phải biểu diễn theo thành phần PCI66Mhz hệ thống Trong trường hợp card bổ sung không theo với đặc tả xung đồng hồ nhịp nhàng thành phần card bổ sung không kết nối Hình 2.5 diễn tả dạng sóng xung đồng hồ yêu cầu kích thước hiệu môi trường tín hiệu 3.3v 35 Biểu đồ thời gian, độ rộng liệu chế độ làm việc thiết bị ngoại vi nối với xử lý qua Bus EMIFA EMIFB ấn định nhờ ghi đặc biệt nằm xử lý Các tên tượng trưng địa ghi giá trị khuyến cáo chúng nêu hai bảng sau: Ký hiệu Địa GBLCTL 0x1800000 CE1CTL 0x1800004 CE0CTL 0x1800008 CE2CTL 0x1800010 CE3CTL 0x1800014 SDCTL SDTIM 0x1800018 0x180001С SDEXT 0x1800020 PDTCTL 0x1800040 CESEC1 0x1800044 CESEC0 0x1800048 CESEC2 0x1800050 CESEC3 0x1800054 Giá trị Mô tả — Thanh ghi sở EMIFA 0xFFFFFFD3 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian ACE1 0xFFFFFFD3 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian ACE0 0x11018529 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian ACE2 0x040801E9 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian ACE3 см Прим Thanh ghi điều khiển SDRAM 0x0000061A Thanh ghi điều khiển làm tươi ADRAM — Thanh ghi phụ ADRAM — Thanh ghi điều khiển chế độ PDT — Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian ACE1 — Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian ACE0 0x00000000 Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian ACE2 0x00000037 Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian ACE3 Bảng 2.9: Các ghi điều khiển Bus EMIFA Nhận xét: Giá trị ghi vào ghi SDCTL phụ thuộc vào kiểu vi mạch SDRAM dùng module SODIMM 63 - Đối với SDRAM dung lượng 128Mbit – có giá trị 0x5211 - Đối với SDRAM dung lượng 256Mbit – có giá trị 0x6211 Ký hiệu Giá trị Mô tả GBLCTL 0x1A80000 CE1CTL 0x1A80004 0x1277C 0x34031403 CE0CTL 0x1A80008 0xFFFFFF93 CE2CTL 0x1A80010 0x11018519 CE3CTL 0x1A80014 0x040801B9 Thanh ghi sở EMIFB Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian BCE1 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian BCE0 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian BCE2 Loại nhớ biểu đồ thời gian không gian BCE3 Thanh ghi điều khiển SDRAM Thanh ghi điều khiển làm tươi SDRAM Thanh ghi phụ SDRAM Thanh ghi điều khiển chế độ PDT Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian BCE1 Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian BCE0 Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian BCE2 Thanh ghi điều khiển thứ hai không gian BCE3 SDCTL SDTIM Địa 0x1A80018 см прим 0x1A8001С 0x0000061A SDEXT 0x1A80020 PDTCTL 0x1A80040 — — CESEC1 0x1A80044 — CESEC0 0x1A80048 — CESEC2 0x1A80050 0x00000000 CESEC3 0x1A80054 0x00000033 Bảng 2.10: Các ghi điều khiển Bus EMIFB Nhận xét: Giá trị ghi vào ghi SDCTL phụ thuộc vào kiểu vi mạch SDRAM dùng module SODIMM: - Đối với SDRAM dung lượng 16MB – có giá trị 0x52116000 64 - Đối với SDRAM dung lượng 16MB – có giá trị 0x62116000 2.3.2: Ngắt: Bo mạch sở ADP64Z2PCI cho phép sử dụng ngắt xử lý ‘C64x’: DSPINT, INT4 – INT7, tín hiệu không che RESET Tín hiệu khởi động lại RESET tín hiệu điều khiển phần mềm từ máy tính PC tác động xử lý máy tính PC ghi vào ghi HPIRESET giá trị 0x20 Để huỷ bỏ mức tích cực tín hiệu RESET cần ghi vào ghi HPIRESET giá trị 0x021 Ngay sau , xử lý DSP chuyển sang chế độ tải chương trình khởi động (Boot – load) Trong chế độ , nội dung nhớ DSP nạp vào thông qua cổng chủ HOST_PORT Sau tác động để xử lý thực chương trình địa Muốn cần kích hoạt ngắt DSPINT, mà trường hợp có tác dụng tín hiệu khởi động ngắt Ngắt DSPINT từ giao diện Bus PCI kích hoạt vào xử lý máy tính PC ghi vào bit HPIC [DSPINT] giá trị logic Việc xoá bit thực nhờ xử lý • Đường ngắt INT4 không sử dụng yêu cầu ngắt mà yêu cầu truy cập trực tiếp nhớ (ADM) đưa từ vi mạch PLIC ADM tới xử lý Do tín hiệu INT4 sử dụng yêu cầu phục vụ kênh EDMA4 • Ngắt INT5 kích hoạt nhận yêu cầu ngắt từ vi mạch PLIC ADM • Ngắt INT6 sử dụng nhận yêu cầu ngắt từ vi mạch PLIC HOST • Ngắt INT7 thực nhận yêu cầu ngắt từ PLIC DSP Cần nhớ để xử lý đáp ứng ngắt INT4 – INT7 bit 65 CSR[GIE], IER[NMIE] IER[IE##] xử lý cần thiết lập mức logic Bit [IE##] hiểu bit sau: - Đối với ngắt DSPINT – bit IE13 - Đối với ngắt INT4 – bit IE4 - Đối với ngắt INT5 – bit IE5 - Đối với ngắt INT6 – bít IE6 - Đối với ngắt INT7 – bit IE7 2.3.3: Các kênh truy cập trực tiếp nhớ EDMA: Trong 64 kênh EDMA cảu xử lý ‘C64x’ có 20 kênh dùng để làm việc với phận bên bo mạch xử lý tín hiệu Các kênh đóng vai trò đường yêu cầu DMA, sử dụng đường sau xử lý’C64x’: INT4 ÷ INT8, GPIO (0) ÷ GPIO (15) Các kênh EDMA khác phục vụ phận bên xử lý không sử dụng Trong số đường nêu, bo mạch ADP64Z2PCI để yêu cầu DMA sử dụng đường sau: Đường Kênh EDMA Nơi sử dụng INT4 GPIO0 GPIO3 GPIO9 GPIO10 GPIO11 GPIO12 GPIO13 GPIO14 GPIO15 11 49 50 51 52 53 54 55 ПЛИС ADM ПЛИС ADM ПЛИС ADM ПЛИС DSP ПЛИС HOST ПЛИС DSP ПЛИС DSP ПЛИС DSP ПЛИС ADM ПЛИС HOST Bảng 2.11: Các đường yêu cầu DMA sử dụng 66 Chúng ta thấy đường GPIO (8) – GPIO (15) sau xử lý khởi động xong bị cấm sử dụng Để cho phép chúng cần sử dụng ghi GPEN nằm địa 0x01B00000 2.3.4: Các cổng truyền thông nối tiếp: Bộ xử lý ‘C64x’ có cổng nối tiếp đồng McBSP: McBSP ÷ McBSP hai cổng McBSP McBSP bo mạch ADP64Z2PCI dẫn giắc cắm SP0 SP2 tương ứng Dưới nêu lên ý nghĩa tiếp điểm giắc cắm sơ đồ nối cáp truyền thông lên modul sử dụng cổng nối tiếp Ngoài cổng McBSP McBSP dẫn giắc cắm ADMX giao diện ADM PLIC DSP Tiếp điểm Ký hiệu Tiếp điểm Ký hiệu 11 13 GND GND GND CLKS CLKR FSR DR 10 12 14 DX FSX CLKX CLKS GND GND GND Bảng 2.12: Ý nghĩa tiếp điểm giắc cắm cổng truyền thông nối tiếp SP0 SP Cổng А GND DX GND FSX GND CLKX CLKS CLKS CLKR GND FSR 10 11 Cổng 14 13 12 11 10 B GND DR GND FSR GND CLKR CLKS CLKS CLKX GND FSX 67 GND DR GND 12 13 14 GND DX GND Hình 2.14: Sơ đồ cáp nối hai cổng nối tiếp Chú ý: Việc nối vào giắc cắm SP0 SP2 tín hiệu giao diện TTL(Logic 5v) dẫn đến hỏng bo mạch sở 2.3.5: Các định thời: Cả ba định thời xử lý ‘C64x’ chức đặc biệt bo mạch ADP64Z2PCI Đầu định thời (TOUT2) sử dụng để điều khiển đèn LEDTO2 dùng để thị thực chương trình ứng dụng trình gỡ nối Các chân vào định thời TIMER TIMER dẫn đến vi mạch PLIC DSP dùng để tổ chức yêu cầu DMA bổ xung hay tạo tần số nhịp điều khiển phần mềm PLIC DSP 2.3.6: Các tín hiệu đa năng: Bộ xử lý ‘C64x’ có 16 tín hiệu đa GPIO ÷ GPIO 15 Một số tín hiệu sử dụng để tạo yêu cầu DMA mô tả phía trên, số lại không sử dụng 2.4: Truy cập tài nguyên bo mạch ADP64Z2PCI từ máy tính PC: Truy cập bo mạch ADP64Z2PCI từ phía máy tính PC thực qua bốn cửa sổ: Hai cửa sổ không gian nhớ hai sổ không giancổng vào/ra Ngoài bo mạch phát sinh yêu cầu ngắt lên bus PCI máy tính PC 2.4.1: Công nghệ PnP ( Plug and Play - Cắm chạy) Bo mạch ADP64Z2PCI không đòi hỏi việc đặt cầu chuyển xác định vị trí ghi không gian địa cổng máy tính PC Máy tính PC tự nhận bo mạch bus PCI chia sẻ tài nguyên cần thiết, cụ thể là: • Các không gian địa nhớ 68 • Các không gian địa cổng vào /ra • Các đường ngắt • Các tài nguyên khác Ví dụ phát bo mạch ADP64Z2PCI máy tính PC hỏi tài nguyên đòi hỏi Bo mạch thông báo cho máy tính PC tài nguyên đòi hỏi qua giao thức chuẩn Khi nhận trả lời từ bo mạch, máy tính PC dành cho bo mạch hai cửa sổ không gian nhớ, hai cửa sổ không gian vào/ra đường ngắt Các cửa sổ gọi không gian BAR0 ÷ BAR3 dựa theo tên ghi (Base Address Register – ghi địa sở) điều khiển bus PCI, nhờ chúng mà máy tính PC yêu cầu chia sẻ tài nguyên nêu Các không gian BAR gắn bó với bo mạch không chia sẻ cho thiết bị khác Đường ngắt tài nguyên chia sẻ, đồng thời số thiết bị sử dụng mà không bị trùng Khả thực nhờ cắm module vào máy tính PC qua bus PCI Bus PCI hỗ trợ công nghệ PnP (Plug and Play) tức máy tính PC có khả tự định tài nguyên dành cho thiết bị mà hệ điều hành tìm thấy Nhiệm vụ phần mềm xác định số ngắt địa cửa sổ chia sẻ dành riêng cho bo mạch ADP64Z2PCI Mối liên hệ với bus PCI thực nhờ điều khiển Bus PCI 9656 hãng PLX Technology Bộ điều khiển bus phận quan trọng hỗ trợ nhiều chế độ hoạt động bo mạch ADP64Z2PCI 2.4.2: Các thông số nhận dang bo mạch: Để nhận dạng thiết bị PCI người ta dùng thông số - Vendor ID Device ID Module ADP64Z2PCI có số ID sau: • Device ID – 0x6432 • Vendor ID – 0x4953 69 2.4.3: Xác định tài nguyên bo mạch: Các nhóm địa (không gian BAR0 – BAR3) cổng vào/ra nhớ máy tính PC dùng để tổ chức trao đổi với bo mạch ADP64Z2PCI thiết lập cách tự động thực lệnh BIOS Plug and Play Để biết địa vật lý kích thước không gian cần sử dụng Device Manager hệ điều hành Windows Trên hình 2.15, cửa sổ thiết bị ADP64Z2PCI, số ngắt cứng, địa vùng nhớ cổng vào/ra mà máy tính PC chia sẻ cho bo mạch Hình 2.15: Cửa sổ tài nguyên bo mạch ADP64Z2PCI Windows 2.4.4: Nội dung không gian BAR0 ÷ BAR3: 70 2.4.4.1: Không gian nhớ BAR0: Không gian nhớ BAR0 có kích thước 256 byte Thông qua không gian BAR0 máy tính PC truy cập đến ghi điều khiển bus PCI Đây điều khiển bus PCI 9656 hãng PLX 2.4.4.2: Không gian cổng vào/ra BAR1: Không gian cổng vào/ra BAR1 có kích thước 256 byte Thông qua không gian BAR1 máy tính PC có thê truy cập đến ghi điều khiển bus PCI Không gian BAR1 không gian BAR0 không gian cổng 2.4.4.3: Không gian cổng vào/ra BAR2: Không gian cổng vào/ra BAR2 có kích thước 256 byte Thông qua không gian BAR2 máy tính PC truy cập đến cổng HOST xử lý ‘C64x’ kích hoạt tín hiệu khởi động lại Phân bố tài nguyên bên không gian ý nghĩa chúng nêu bảng 10 Tất ghi dài 32bit, truy cập chúng nhờ lệnh IN/OUT 32bit Độ dịch Ký hiệu 0x0 HPIС 0x4 0x8 0xС 0xC8 Mô tả Thanh ghi điều khiển HOST - Cổng xử lý ‘C64x’ HPIA Thanh ghi địa HOST - Cổng xử lý ‘ C64x’ HPIDI Thanh ghi liệu HOST - Cổng ‘C64x’ với tự tăng địa HPID Thanh ghi liệu HOST - Cổng ‘C64x’ không tự tăng địa HPIRESET Thanh ghi khởi động lại xử lý Bảng 2.13: Phân bố tài nguyên không gian BAR2 71 Cũng tài nguyên định vị bên không gian BAR3 Nhưng để truy cập chúng thông qua không gian BAR3 cần sử dụng lệnh vào/ra mà lệnh truy cập nhớ Thanh ghi điều khiển HPIC: Thanh ghi điều khiển 32bit HPIC có dạng sau: 31 21 20 19 18 17 16 15 Reserved FETCH HRDY HINT DSPINT HWOB Reserved FETCH HRDY HINT DSPINT HW OB Thanh ghi giống ghi HPIA, HPIDI HPID Ở thấy DSPINT cho phép thực hai chức năng: - Đưa xử lý ‘C64x’ khỏi trạng thái tải Boot - Kích hoạt ngắt xử lý DSPINT, muốn phải ghi vào bit DSPINT mức logic Thanh ghi liệu HPIDI: Nhờ ghi 32bit liệu ghi tới cổng HOST hay đọc cổng HOST với tự tăng địa Thanh ghi liệu HPID: Nhờ ghi 32bit liệu ghi tới cổng HOST hay đọc cổng HOST mà không tự tăng địa Thanh ghi địa HPIA: Thanh ghi địa 32bit HPIA dùng để xác định địa vùng thực truy cập nhờ ghi HPIDI HPID, địa cần bội Thanh ghi khởi động lại: Thanh ghi HPIRESET cho phép đưa vào xử lý ‘C64x’ tín hiệu khởi động lại (RESET) Định dạng ghi sau 72 31 Dự trữ HPIRST Để kích hoạt tín hiệu khởi động cứng xử lý cần ghi vào bit HPIRST giá trị logic Nếu sau ghi vào bit mức logic tín hiệu RESET huỷ bỏ xử lý chuyển sang chế độ nạp Boot qua giao diện HPI Kết thúc nạp xử lý chạy chương trình nhờ bit DSPINT ghi HPIC 2.4.4.4: Không gian nhớ BAR3: Không gian nhớ BAR3 có kích thước 4MB Thông qua không gian BAR3 truy cập tài nguyên thực PLIC HOST tất tài nguyên bên không gian ý nghĩa chúng nêu bảng 2.14 Tất ghi dài 32bit, truy cập chúng lệnh truy cập nhớ 32bit Độ dịch 0x0 0x80 0x1000 0x200000 0x200004 0x200008 0x20000С 0x2000C8 Ký hiệu Mô tả HOST_MAIN Khối ghi 16 đến 32 bit PLIC HOST HOST_FIFO Khối ghi 16 đến 32 bit PLIC HOST DPRAM Bộ nhớ hai cửa, thực PLIC HOST HPIС Thanh ghi điều khiển HOST - Cổng xử lý ‘C64x’ HPIA Thanh ghi địa HOST - Cổng xử lý ‘C64x’ HPIDI Thanh ghi liệu HOST - Cổng xử lý ‘C64x’ với tự tăng địa HPID Thanh ghi liệu HOST - Cổng xử lý ‘C64x’ không tự tăng địa HPIRESET Thanh ghi khởi động lại xử lý Bảng 2.14: Phân bố tài nguyên bên không gian BAR3 73 Các tài nguyên HOST_MAIN, HOST_FIFO DPRAM thực bên vi mạch PLIC HOST chi tiết mô tả phần vi mạch PLIC HOST Các ghi truy cập qua không gian BAR2 xem xét phần tài nguyên không gian BAR2 2.4.5: Trao đổi ngắt: Máy tính PC xử lý ‘C64x’ có khả trao đổi ngắt nhờ chế thực bên cổng HOST xử lý ‘C64x’ Cơ chế trao đổi hoàn toàn xác định phần cứng giao diện tín hiệu điều khiển bus PCI • Từ máy tính tới ‘C64x’: Máy tính yêu cầu ngắt DSPINT xử lý ‘C64x’ Muốn bit DSPINT ghi điều khiển HPIC giao diện HPI máy tính PC cần mức logic • Từ ‘C64x’ đến máy tính PC: Bộ xử lý ‘C64x’ yêu cầu ngắt tới máy tính PC, để thực yêu cầu xử lý ‘C64x’ cần ghi mức logic vào bit HINT ghi điều khiển giao diện HPI Sau mức tích cực tín hiệu đưa vào đường LINTI điều khiển ngắt PCI 2.4.6: Hoạt động mô phỏng: Sử dụng bo mạch ADP64Z2PCI với mô đem lại công cụ thuận tiện để gỡ rối chương trình thực ‘C64x’ Bo mạch ADP64Z2PCI lúc trở thành hệ đích mô tất thao tác điều khiển nhờ trình gỡ rối mô Thông qua mô tải chương trình, khởi động thực chương trình, thiết lập điểm kiểm tra, theo dõi thay đổi ghi nội dung nhớ Bo mạch ADP64Z2PCI cho phép nối với mô Tốt dùng mô XD510 hãng Texas Instruments hay EMU510 hãng Instrumentation Systems Bộ mô mạch cắm vào bus 74 hệ thống máy tính PC Nhờ cáp nối đặc biệt, mô nối với giắc JTAG DSP cảu bo mạch ADP64Z2PCI (xem bảng 2.15) Số tiếp điểm ký hiệu Số tiếp điểm Ký hiệu 11 13 TMS TDI +3,3В TDO TCK TCK EMU0 10 12 14 TRST GND Ключ GND GND IPDB EMU1 Bảng 2.15: Giắc cắm JTAG mô Chú ý đừng quên rằng, trước khởi động gỡ rối sau kết thúc làm việc với cần chạy tiện ích EMURST để đưa giao diện JTAG xử lý trạng thái ban đầu 2.4.7: Tải cấu hình vi mạch logic khả trình PLIC: Để nạp cấu hình vào PLIC sử dụng tiện ích TPROG.EXE Dòng lệnh để chạy tiện ích để lập trình PLIC ADM sau: TPROG EXE .hex – b - p Trong đó: • - số ID module chứa tệp khởi tạo BRD.INI Nếu khoá (-b) không tiện ích TPROG thực lập trình cho PLIC module ADP64Z2PCI mà phát thấy • - Số nhận dạng PLIC: - 0x101(257) – PLIC HOST - 0x102(258) – PLIC ADM 75 - 0x103(259) – PLIC DSP Cần nhớ chế độ bình thường PLIC HOST lập trình cách tự động sau bật nguồn lập trình lại tiện ích TPROG.EXE Khi hoàn thành tải cấu hình PLIC nhận biết nhờ đèn LED SPCF - PLIC HOST, ACF - PLIC ADM, DCF PLIC DSP Đèn LED chuyển từ trạng thái sáng sang trạng thái tắt sau hoàn thành tải cấu hình vi mạch PLIC tương ứng module Tiện ích TPROG EXE chạy hệ điều hành WINDOWS Trước chạy cần thiết lập Driver mức thấp W64Z2.SYS Mô tả chi tiết tiện ích trình thiết lập Driver nêu tài liệu “ Phần mềm modul xử lý số tín hiệu ADP64Z2PCI ’’ Kết luận chương Trong chương 2, đồ án nghiên cứu giao diện tốc độ cao PCI, ưu nhược điểm giao diện chuẩn PCI Phần giới thiệu cụ thể giao diện chuẩn PCI 64bit/66Mhz, nhiên giới hạn đồ án trình bày đầy đủ mặt nên nêu đặc điểm điện tử khí giao diện PCI 64bit/66Mhz Sau nghiên cứu giao diện PCI, sâu tìm hiểu modul xử lý số tín hiệu ADP64Z2PCI, modul kết nối với máy tính PC giao diện PCI 64bit/66Mhz Đây phần quan trọng chương đồ án Trong phần tổng quan modul ADP64Z2PCI trình bày chức năng, cấu trúc thành phần modul Sau đồ án tìm hiểu sâu vi mạch logic khả trình modul, vi mạch HOST, ADM, xử lý modul, xử lý “C64x”(có thể xử lý TMS320C6414/6415/6416 hãng Texas Instruments sản xuất) Phần cuối chương giới thiệu qua việc truy cập tài nguyên modul ADP64Z2PCI từ máy tính PC 76 Qua chương 2, nhận thấy giao diện tốc độ cao PCI giao diện chuẩn cung cấp phổ cập máy tính PC, nên việc ứng dụng chúng thuận tiện Điều quan trọng nắm tổng quan modul ADP64Z2PCI, tạo sở để xây dựng modul xử lý số tín hiệu khác dựa modul ADP64Z2PCI 77 [...]... về modul ADP64Z2PCI Modul cơ sở xử lý số tín hiệu (DSP) ADP64Z2PCI là một bo mạch thu thập và xử lý số tín hiệu xây dựng trên cơ sở bộ xử lý TMS 320C64xx với tần số đồng hồ lên đến 720MHz do hãng Texas Intruments sản xuất Bo mạch ADP64Z2PCI được cắm vào Bus PCI của máy tính PC Khi đó máy tính PC có khả năng tạo cấu hình cho các mạch logic khả trình, tải và module các chương trình xử lý tín hiệu số. .. năng của Modul ADP64Z2PCI: Trong phần này chúng ta đi nghiên cứu về các bộ phận của modul xử lý số tín hiệu ADP64Z2PCI, liên hệ giữa các thành phần và phân tích rõ các thành phần chính của bo mạch 2.2.1: Sơ đồ chức năng của Modul ADP64Z2PCI: Trên sơ đồ khối của modul ADP64Z2PCI (Hình 2.11) ta thấy modul có kiến trúc kiểu đa bus Bốn bus chính nối các bộ phận của modul với bộ vỉ xử lý, với máy tính PC... được cả bằng bộ xử lý ‘C64x’ và máy tính PC qua cổng giao diện chủ (HOST) của bộ xử lý Ngoài ra các module con hỗ trợ truyền thông nối tiếp truy cập được bằng bộ xử lý qua hai cổng nối tiếp McSB tích hợp trong nó Giao diện ADM chứa cả tín hiệu đồng bộ với giắc cắm SYNX và cổng số với giắc cắm PIOX Trên bo mạch ADP64Z2PCI có thể lắp các modul con, cho phép trao đổi dữ liệu dưới dạng tín hiệu chuẩn LVTTL... HCSI của bộ xử lý ‘C64x’, cũng như dẫn ra PLIC HOST Điều này cho phép trao đổi dữ liệu giữa ‘C64x’ và máy tính PC 2.2.2.2: Bộ xử lý DSP ‘C64x’: 47 Trên bo mạch có thể lắp một trong các bộ xử lý sau: TMS320C6414, TMS320C6415, TMS320C6416 Tần số đồng hồ của bộ xử lý là 600 hoặc 720Mhz, tần số đồng hồ của các Bus EMIFA vaEMIFB là 120Mhz Máy tính PC có đường truy cập tới cổng HOST của bộ vi xử lý qua bộ... trình PLIC DSP: Vi mạch thứ ba của bo mạch ADP64Z2PCI là PLIC DSP, nó có chức năng thực hiện các thuật toán xử lý dữ liệu của người dùng Với mục đích này nó được định vị giữa PLIC ADM và bộ xử lý ‘C64’ Luồng dữ liệu đi từ giao diện ADM vào bộ xử lý và ngược lại có thể đi qua PLIC DSP và được xử lý bằng thuật toán xử lý tín hiệu Đóng vai trò PLIC DSP có thể xử dụng vi mạch FPGA Virtex – II của hãng Xilinx... hiệu số viết trên mã của C64x, nạp dữ liệu, thực hiện ngắt mềm bộ xử lý, xem bộ nhớ và khởi động việc thực hiện một chương trình Modul xử lý số tín hiệu cho phép thực hiện mã chương trình của bộ xử lý C64x trong mối liên hệ tương tác với các ngoại vi vào/ra trên bo mạch thông qua dao diện ADM, cũng như với các bộ xử lý phụ trợ nằm trên một modul khác Luồng dữ liệu đổ vào C64x thông qua giao diện ADM có... dựng được các bo mạch thực hiện các nhiệm vụ xử lý số tín hiệu khác nhau dựa trên bo mạch ADP64Z2PCI, sau khi nghiên cứu tổng thể về các thành phần chính của bo mạch ADP64Z2PCI, bây giờ chúng ta đi nghiên cứu sâu hơn về các tài nguyên của bộ xử lý ‘C64x’ trên bo mạch 2.3.Các tài nguyên của bộ xử lý ‘C64x’: 2.3.1: Thẻ nhớ: Không gian nhớ địa chỉ hoá của bộ xử lý chứa 4 không gian địa chỉ cố định (ACE0,... đổi dữ liệu giữa bộ xử lý ‘C64x’ và máy tính PC được thực hiện qua các tài nguyên FIFO và DPRAM được cấu hình bên trong PLIC HOST Trên bo mạch ADP64Z2PCI có thể lắp 3 vi mạch PLIC dùng cho các nhiệm vụ khác nhau Vi mạch PLIC HOST dùng để điều khiển bo mạch từ máy tính PC và trao đổi dữ liệu giữa bo mạch và máy tính PC Vi mạch PLIC HOST là bộ phận tiêu chuẩn của các modul xử lý số tín hiệu Trong phần này... ngắt từ bộ vi xử lý ‘C64x’ sang máy tính PC Để làm việc này đường LINT của bộ điều khiển Bus PCI được sử dụng Đường này chuyển sang trạng thái tích cực trong trường hợp bộ xử lý ‘C64x’ xuất mức tích cực lên đường HINT Cần nhớ rằng đường HINT của bộ xử lý ‘C64x’ là một phần của cổng HOST của bộ xử lý và được điều khiển bởi bít HPIC [HINT] Việc chuyển các yêu cầu ngắt từ máy tính PC sang bộ xử lý ‘C64x’... thực hiện trong cổng HOST của bộ xử lý ‘C64x’ 2.2.2.9.2: Các yêu cầu DMA: Các yêu cầu DMA từ FIFO đi sang phía máy tính PC, cũng như phía bộ xử lý ‘C64x’ Từ phía bộ xử lý ‘C64x’ tổ chức các yêu cầu DMA có một số nét đặc thù Thứ nhất, các yêu cầu DMA sử dụng các đường vạn năng của bộ xử lý GPIO10 và GPIO15 Hoạt động của đường này được cho phép bởi thanh ghi GPEN của bộ xử lý ‘C64x’ Sau đó, các yêu cầu