DSP与FPGA的并行通信-XINTF方案

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DSP+FPGA
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DSP与FPGA的并行通信-XINTF方案
DSP 与 FPGA 的并行通信——XINTF 方案
摘要：本文介绍了一种基于 DSP（TMS320F28335）和 FPGA（CycloneII 系列
EP4CE10F17C8）的实验平台构建方法。通过将 DSP 作为主控，FPGA 作为外设，
利用两者各自的优势进行配合。采用普中 DSP28335 开发板作为主核，小梅哥
AC620 开发板作为次核，通过物理杜邦线连接，以外部接口 XINTF 实现并行通
信。该平台实现了 DSP 对 FPGA 的双核通信，利用 FPGA 的 DAC 输出、ADC
回采功能，并通过 CAN 模块与上位机进行通信，完成了数据交互、中断等操作，
最终实现了整体回环的测试实验。
目 录
0 引言 ..............................................................................................................................................1
1 设计思想 ......................................................................................................................................1
2 DSP 与 FPGA 通信程序设计 .......................................................................................................2
2.1 主核时钟软件设置............................................................................................................2
2.1.1 初始化系统控制.....................................................................................................2
2.2 zone0 区域设置 ..................................................................................................................5
2.3 CAN 模块设置 ...................................................................................................................7
2.3.1 CAN 模块的 IO 口配置 ..........................................................................................7
2.3.2 CAN 模块的 CANB 初始化配置 ...........................................................................9
2.3.3 CAN 模块的 CANB 用户功能配置 .....................................................................12
2.3.4 CAN 模块的中断使用 ..........................................................................................15
2.4 次核模块设置..................................................................................................................16
3 实验结果 ....................................................................................................................................20
4 实验难点 ....................................................................................................................................21
4.1 CAN 波特率设置 .............................................................................................................21
4.2 地址线 .............................................................................................................................21
4.3 FPGA 端时序编写 ...........................................................................................................22
1
0 引言
随着数字信号处理技术和可编程逻辑器件的不断发展，DSP 和 FPGA 在众
多领域得到了广泛应用。DSP 具有强大的浮点运算能力，擅长数字信号处理算法
的实现；FPGA 则具有强大的外设驱动能力和灵活性，可根据需求定制各种硬件
逻辑。将两者结合构建实验平台，能够充分发挥各自的优势，实现更复杂的系统
功能。本次主核软件设置利用平台 CCS12.8，次核软件设置利用平台 Quartus II
13.0。
1 设计思想
主核的外部接口 XINTF 实现主核与次核的并行通信，这一系统的硬件连接
示意图如图 1.1 所示，物理图如 1.2 所示，主核将区域 0 的片选信号线 XZCS0、
写操作选通线 XWE0、读操作选通线 XRD、20 位地址总线 XA0~XA19、16 位
双向数据总线 XD0~XD15 等信号线与次核的通用 I/O 口建立起连接。由于整体
是双核通信，通过时钟尤为重要，这里采用了单时钟同步信号的方式，即利用了
主核上的 30MHz 晶振，通过倍频和分频的方式，通过 XCKO 口输出 45MHz 时
钟到次核。
图 1.1 主核与次核硬件连接示意图
图 1.2 主核与次核硬件连接物理示意图
本次实验方案拟定，利用上位机向 CAN 模块发送标准帧格式的数据帧，数
DSP28335
FPGA
CAN 通
信
上位机
A[19:0]
D[15:0]
Clk、WR、CS、RD
AD
DA
30MHz CLK
45MHz CLK
2
据为 0000000000000002，则实现将次核通过 ADC 采样 DAC 的值，再通过并行
通信传到主核，主核再通过 CAN 模块向上位机发送特定的采样值，以判断实验
正确性；如果发送的是其他数据，则是主核往次核写入特定的数据，次核判断特
定数据，以改变 DAC 输出的值。
2 DSP 与 FPGA 通信程序设计
掌握主核时钟设置及外部接口 XINTF 的工作时序是实现主核与次核通信
的基础。
2.1 主核时钟软件设置
由于次核时钟要求是 45MHz，因此主核需要将 30MHz 进行 6 倍频，2 分频
得到 90MHz 的主核工作频率，再将 90MHz 的主频进行 2 分频，得到 45MHz 的
外部接口 XINTF 的工作频率，包括 XCKO 的 45MHz 时钟输出，主要流程图如
图 2.1 所示，以下介绍主核。
图 2.1 45MHz 时钟设置流程图
2.1.1 初始化系统控制
系统控制初始化，在 main 里面调用了 InitSysCtrl()函数。该函数定义在
DSP2833x_SysCtrl.c 文件中，源代码如图 2.2 所示。
图 2.2 InitSysCtrl 函数内部逻辑
这一步通过源代码可以发现总共实现了三个功能。禁止看门狗、设置系统时
钟频率以及对需要外设时钟进行使能。
（1）禁止看门狗函数 DisableDog()，该函数内部使用的看门狗控制寄存器
WDCR 的功能如图 2.3 所示，该函数为默认定义，即第四位、第六位和第七位均
为 1。因此只需要按如图 2.4 所示即可。
3
图 2.3 看门狗控制寄存器功能
图 2.4 看门狗函数软件设置
（2）设置系统时钟频率函数 InitPll()，该函数的源程序代码如图 2.5 所示，
需要传入两个参数，一个为 val 值，另一个为 divse 值 l，该参数在头文件
DSP2833x_Examples.h 里面更改，如图 2.6 所示。
图 2.5 InitPll 函数逻辑（部分）
这里对应头文件图 2.2，divsel 为 2，val 为 10，这里 pllcr 就是 val。

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