DSP 第11讲 McBSP.ppt

第11讲多通道缓冲串行接口 McBSP 11 1McBSP的特性 C54xDSP芯片中只有三款有McBSP串行接口功能 分别为C5402 2 C5410 3 和C5420 6 特点 1 全双工通信 2 双缓冲的发送和三缓冲的接收数据存储器 允许连续的数据流 3 独立的接收与发送的帧和时钟信号 4 可以直接与工业标准的编码器 模拟接口芯片 AICS 其他串行A D D A器件连接并进行通信 5 具有外部移位时钟发生器及内部频率可编程移位时钟 6 多达128个发送和接收通道数 7 数据的大小范围选择 包括8 12 16 20 24和32位字长 8 利用 律或A律的压缩扩展通信 11 1McBSP的特性 续 9 可以直接与如下类型的器件进行接口 1 T1 E1帧调节器2 MVIP转换兼容和ST BUS兼容的器件3 IOM 2兼容器件4 AC97兼容器件5 IIS兼容器件6 SPI器件 10 可选的高位或低位先发送的8位数据发送 11 帧同步和时钟信号的极性可编程 12 可编程的内部时钟和帧发生器 11 2McBSP的内部结构和工作原理 McBSP结构包括数据通路和控制通路两部分 并通过7个引脚与外部器件相连 接收引脚 发送时钟引脚 接收时钟引脚 发送帧同步引脚 接收帧同步引脚 发送引脚 外部时钟 访问McBSP寄存器映射的方法采用子地址区分的多址映射一址的方法 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR SPCR1 串行接口控制寄存器1 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR SPCR2 串行接口控制寄存器2 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR PCR 引脚控制寄存器 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR 时钟和帧发生器 11 3McBSP的配置 SPCR1 SPCR2 PCR 11 4接收和发送控制寄存器RCR 1 2 和XCR 1 2 用于配置McBSP接收和发送操作的各种参数RCR1 接收控制寄存器1 RCR2 接收控制寄存器2 RCR1的位描述 RCR2的位描述 11 4接收和发送控制寄存器RCR 1 2 和XCR 1 2 XCR1 发送控制寄存器1 XCR2 发送控制寄存器2 11 5数据发送和接收的操作流程 复位串行接口 1 McBSP串行接口复位 有如下两种方式 1 芯片复位 RS 0 引发串行接口发送器 接收器 采样率发生器复位 当芯片复位完成 RS 1 后 串行接口仍然处于复位状态 GRST FRST RRST XRST 0 2 利用串行接口控制寄存器 SPCR1或2 中的 XRST RRST和 GRST位分别独自复位串行接口的发送器 接收器和采样率发生器 11 5数据发送和接收的操作流程 2 复位完成后 可以进行串行接口的初始化 操作步骤如下 1 设定串行接口控制寄存器SPCR 1 2 中的 XRST RRST FRST 0 如果刚刚复位完毕 不必进行这一步操作 2 编程配置特定的McBSP的寄存器 主要是SPCR1 SPCR2 PCR RCR1 RCR2 XCR1和XCR2 3 等待2个时钟周期 以保证适当的内部同步 4 按照要求给出数据 例如向DXR写一个数据 5 设置 XRST RRST 1 以使能串行接口 6 如果要求内部帧同步信号 设置 FRST 1 7 等待2个时钟周期后 接收器和发送器激活 11 5数据发送和接收的操作流程 确定准备状态RRDY和XRDY分别表示McBSP接收器和发送器的准备状态 串行接口的读和写方法 通过查询RRDY和XRDY来实现同步使用DMA事件CPU中断 RINT和XINT 来实现同步 11 5数据发送和接收的操作流程 1 接收准备状态 REVT RINT和RRDY RRDY 1表示RBR 1 2 中的数据已经被复制到DRR 1 2 并且该数据可以被CPU或DMA读取 一旦该数据已经被CPU或者DMA读取 则RRDY被清零 RRDY直接驱动DMA的McBSP接收事件 REVT 如果SPCR1的RINTM位等于00 则RRDY也可以驱动CPU的McBSP接收中断 CPU的中断可以通过4种方式触发 2 发送准备状态 XEVT XINT和XRDY XRDY 1表示DXR 1 2 中的数据已经复制到XSR 1 2 并且DXR 1 2 已经准备好加载新的数据字 一旦新数据被CPU或DMA加载 XRDY就被清零 XRDY可以直接驱动DMA的发送同步事件XEVT 如果SPCR2寄存器的XINTM位等于00 则CPU的发送中断 XINT 也可以由XRDY所驱动 11 5数据发送和接收的操作流程 CPU中断 RINT和XINT 通过设置SPCR 1 2 的接收 发送中断模式位 R X INTM来实现中断的配置 1 R X INTM 00 通过查询SPCR 1 2 的 R X RDY位 每个串行字会产生一个中断 2 R X INTM 01 在一个帧中 每次通过16个通道边界后产生一个中断 3 R X INTM 10 检测到帧同步脉冲后产生中断 在该设置下 即使当发送器 接收器处于复位时 也会产生一个中断 4 R X INTM 11 当出现帧同步脉冲错误时 会产生一个中断 11 5数据发送和接收的操作流程 帧和时钟配置串行时钟CLKR和CLKX分别定义了接收和发送的位边界帧同步信号FSR和FSX定义了一个串行字的开始 11 5数据发送和接收的操作流程 McBSP允许为帧同步 接收和发送进行配置 内容如下 FSR FSX CLKX和CLKR的极性 PCR的3 0位 帧同步脉冲高或低电平有效 时钟的上升沿或下降沿采样数据 单或双相帧的选择 对于每一相 可配置每帧的字数和每个字的位数 后续的帧同步可以重新启动串行数据流 也可以被忽略从帧同步到第一个数据位之间的数据位延迟 延迟的位数可以为0 1或2位 对接收数据采用右对齐或左对齐 进行符号扩展或者填充0 11 5数据发送和接收的操作流程 帧同步相位 帧同步表示McBSP的一个数据传送的开始 跟在帧同步信号后的数据流有两个相位 相位1和相位2 相位的数量可以通过RCR2和XCR2寄存器的相位位 R X PHASE来设置 每帧的字数和每个字的位数可以分别由 R X FRLEN 1 2 和 R X WDLEN 1 2 设置 例 双相位帧 第1个相位由2个12位的字所组成 第2个相位由3个8位字组成 11 5数据发送和接收的操作流程 数据延迟设置 R X DATDLY 可编程的数据延迟范围为0 2 通常可以选择1位延迟 因为数据常常跟在一个周期的有效帧同步脉冲后 11 5数据发送和接收的操作流程 使用双相位帧特性的音频编解码器97 AC97 的时序实例1 R X PHASE 1 双相位帧 2 R X FRLEN1 0 相位1每帧1个字 3 R X WDLEN1 010 相位1中的每个字为16位 4 R X FRLEN2 0001011 相位2的每帧12个字 5 R X WDLEN2 011 相位2的每个字为20位 6 CLK R X P 0 在CLKR的下降沿采样接收数据 在CLKX的上升沿采样发送数据 7 FS R X P 0 帧同步信号高电平有效 8 R X DATDLY 01 数据延迟1位时钟周期 11 6可编程的时钟和帧 McBSP的时钟和帧的模式可以通过采样率发生器送到接收器和发送器可以独立选择外部时钟或帧送到接收器和发送器 采样率发生器时钟和帧 采样率发生器可以通过编程由内部时钟或外部时钟驱动 CLKG和FSG是McBSP的内部信号 可以通过编程用来驱动接收或发送时钟 CLKR X 和帧同步时钟 FSR X 采样率发生器由3级时钟除法器组成 允许对时钟 CLKG 和帧 FSG 编程设置 CLKG CPU时钟 1 CLKGDV CLKG CLKS时钟 1 CLKGDV 采样率发生器寄存器 SRGR 1 2 控制采样率发生器的各种操作特性 11 7McBSP多通道选择配置 使用单相帧配置McBSP 可以分别为发送器和接收器独立选择多通道工作模式每个帧表示一个时分复用 TDM 数据流由 R X FRLEN1设定的每帧字数表示所选择有效通道数McBSP的多通道选择配置可以通过设置多通道操作控制寄存器来实现多通道控制寄存器1和2 MCR 1 2 接收通道使能寄存器A B RCER A B 发送通道使能寄存器A B XCER A B 11 7McBSP多通道选择配置 接收通道使能寄存器A RCERA 接收通道使能寄存器B RCERB odd 发送通道使能寄存器A XCERA 发送通道使能寄存器B XCERB odd 11 7McBSP多通道选择配置 总结 128个通道由8个块 0 7 组成 每个块有16个连续通道 并且偶数块 0 2 4和6 属于分区A 奇数块 1 3 5和7 属于分区B 接收通道