TMS320C6713 DSP的SPI接口设计

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MCBSP_FMKS(SPCR, XSYNCERR, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, XEMPTY, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, XRDY, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, XRST, YES)
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MCBSP_FMKS(SPCR, DLB, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, RJUST, RZF)
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MCBSP_FMKS(SPCR, CLKSTP, NODELAY)
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MCBSP_FMKS(SPCR, DXENA, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, RINTM, RRDY)
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MCBSP_FMKS(SPCR, RSYNCERR, DEFAULT)
使用 SPI 总线接口与外部通信时，可以采用 4 种不同的数据传输模式。这 4 种模式的区 别主要在于串行时钟（SCK）停止时电平值的高低以及时钟是否延迟输出，也就是设置时钟 的极性及相位。时钟极性（CPOL）用于配置时钟空闲时的电平值，CPOL 为 0 时，串行同步 时钟的空闲状态为低电平；为 1 时，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA） 配置用于选择时钟是否延迟输出，
表 2 SPI 时钟停止模式
当 McBSP 配置为 SPI 模式时，DSP 仅仅使用其中的 4 个管脚。这 4 个管脚包括 CLKX、DX、 DR 以及 FSX 管脚。SPI 模式支持主从配置，因此 DSP 的 McBSP 也可以配置成主从模式。
当 McBSP 配置成主模式时，通过 CLKX 的输出提供主时钟；DSP 通过 DR 接收数据；通过
MCBSP_FMKS(RCR, RDATDLY, 1BIT)
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为从：必须为 0bit
MCBSP_FMKS(RCR, RFRLEN1, OF(0))
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此位必须为 0
MCBSP_FMKS(RCR, RWDLEN1, 8BIT)
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MCBSP_FMKS(RCR, RWDREVRS, DEFAULT),
/* Transmit Control Register (XCR) */
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MCBSP_FMKS(SPCR, RFULL, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, RRDY, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, RRST, YES),
/* Receive Control Register (RCR) */
MCBSP_FMKS(RCR, RPHASE, SINGLE)
#include "CommSet.h"
/*------------------------------------------------------------*/
MCBSP_Config myMcBSPConfig = {
/* Serial Port Control Register (SPCR) */
MCBSP_FMKS(XCR, XPHASE, SINGLE)
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此位必须为 0(SINGLE)
MCBSP_FMKS(XCR, XFRLEN2, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(XCR, XWDLEN2, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(XCR, XCOMPAND, DEFAULT)
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//NO-1; YES-0(复位)
//NO-1; YES-0(复位) //McBSP 为时钟停止模式时， //McBSP 为主：必须为 1bit； //McBSP 为时钟停止模式时， //McBSP 为时钟停止模式时，
MCBSP_FMKS(XCR, XFIG, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(XCR, XDATDLY, 1BIT)
如果 ARM 设备要发送数据给 DSP，则此次数据传输仍然需要由 DSP 发起，首先 ARM 芯片 通过其他的信号通知 DSP，然后由 DSP 开始启动传输。这时 DSP 可以向 ARM 发送全是“1” 的数据，表示 DSP 发送的是“垃圾”数据，将这些“垃圾”数据发送给 ARM 的同时，就可以 在 DR0 管脚上接收到 ARM 发送过来的数据。
两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变 沿（上升或下降）数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下 降）数据被采样。SPI 主模块和与之通信的外设时钟相位和极性应该一致。
图 1 SPI 传输的 4 种方式
2、多通道缓冲串口 McBSP
当 DSP 作为主设备时，串行时钟 CLKX0 由 DSP 内部的采样率发生器（SRG）提供，其速 率与极性需要经过寄存器配置；从设备使能信号 FSX0 也由 DSP 提供，由其内部的采样率发 生器产生。
SPI 的串行通信属于“数据交换”类型的数据通信，其数据的交换是由主设备发起的。 当 DSP 需要发送数据给 ARM 芯片时，由 DSP 向发送管脚 DX0 中写入数据，DSP 就会产生串行 时钟 CLKX0 与从设备使能信号 FSX0。当从设备的 SPICLK0 检测到时钟信号，同时 nSS0 检测 到 FSX0 的低电平信号时，从设备就从 SPIMOSI0 中接收数据，同时将 SPIMISO0 中的数据发 送个 DSP。这里 DSP 的收发数据是同时进行的，DSP 在发送出一个数据的同时也要接收到一 个数据，如果接收到的数据对 DSP 来说是无用数据，读取数据后不做处理即可。
四种信号。一个完整的 SPI 通信系统由一个主设备和一个从设备组成，主设备启动一个与从 设备的同步通讯，从而完成数据的交换。主设备通过产生移位时钟来发起通讯。通讯时，数 据由主设备的 MOSI 输出，MISO 输入，数据在时钟的上升或下降沿由 MOSI 输出，在紧接着 的下降或上升沿由 MISO 读入，这样经过 8/16 次时钟的改变，完成 8/16 位数据的传输。
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//McBSP 为主：必须为 1bit；
为从：必须为 0bit
MCBSP_FMKS(XCR, XFRLEN1, OF(0))
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//McBSP 为时钟停止模式时，
此位必须为 0(1 word)
MCBSP_FMKS(XCR, XWDLEN1, 8BIT)
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MCBSP_FMKS(XCR, XWDREVRS, DEFAULT),
DX 发送数据；通过 FSX 管脚提供从设备使能信号（ SS ）。
McBSP 作为主设备时，其示意图如图 2 所示：
图 2 McBSP 作主设备
当 McBSP 配置成从模式时，通过将 CLKX 配置成输入以接收主设备提供的时钟；通过 DR
接收数据；通过 DX 发送数据；将 FSX 管脚配置成输入以作为从设备使能（ SS ）。
4、DSP 部分的软件配置
在 DSP 端配置寄存器时，需要注意一些方面。 首先 McBSP 配置成主模式（master）时，由 DSP 产生 CLKX 与 FSX，因此这两个管脚需 要配置成输出。由于 ARM 端的从设备使能信号 nSS0 是低电平有限，因此 FSX 需要设置成输 出低电平有效。FSX 是传送数据开始的信号，因此 FSX 必须能够正确的输出电平，如果缺少 FSX 信号，则数据传输时，接收数据相对于发送数据会出现移位的现象。在 McBSP 为主设备 时，XCR 寄存器中的 XDATDLY 与 RCR 寄存器中的 RDATDLY 必须设置成“1”，设置成“0”或 者“2”会导致不可预知的错误。 McBSP 的配置程序采用 TI 的 CSL 函数库编写，其部分代码如下： /**************************************************************** 多通道缓冲串口(McBSP) ****************************************************************/
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此位必须为 0(SINGLE)
MCBSP_FMKS(RCR, RFRLEN2, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(RCR, RWDLEN2, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(RCR, RCOMPAND, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(RCR, RFIG, DEFAULT)
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1、SPI 通信协议
SPI（Serial Peripheral Interface）总线接口是由摩托罗拉公司提出的一种串行同步 通讯协议，这是一个包含 4 根信号线的通信协议。SPI 接口包括串行数据输入（主输入从输
出 MISO），串行数据输出（主输出从输入 MOSI），串行移位时钟（SCK）以及从使能信号（ SS ）
计时，将 DSP 设计为 SPI 主设备，将 ARM 芯片设置为 SPI 从设备。其接口示意图如图 4 所示：
ARM S3C2440A
DSP TMS320C6713B
SPI MIS O0
DR 0
SPI MOS I0
DX0
SP ICL K0 nSS0
CL KX0 FSX 0
图 4 DSP 与 ARM 接口
SPI 的数据传输是基于时钟信号来完成的。在每一次数据传输开始时，由主设备产生时 钟信号，每一个时钟周期传输 1bit 数据，传送完相应的 8/16bit 数据后，时钟信号变为无
效，传输结束。在不进行数据传输时，主设备使 SS 信号保持高电平。产生数据输出前，主 设备将 SS 变为低电平以使能从设备，完成数据传输后， SS 又转换为高电平。
McBSP 作为从设备时，其示意图如图 3 所示：
图 3 McBSP 作从设备
3、SPI 接口设计
在设计 DSP 的 SPI 接口电路时，我们采用 DSP 与 ARM 芯片 S3C2440A 的 SPI 接口相连的
设计，通过 SPI 接口，DSP 与 ARM 器件之间可以相互交换数据，实现数据的互通。在电路设
多通道缓冲串口（McBSP）是 TI 公司的 DSP 芯片中采用的数据接口格式。McBSP 的数据 接口包含数据管脚与控制管脚，其管脚定义如表 1 所示：
管脚 CLKR CLKX CLKS
DR DX FSR FSX
功能 接收时钟 发送时钟 外部时钟 串行数据接收 串行数据发送 接收帧同步 发送帧同步
表 1 McBSP 管脚
McBSP 提供时钟停止模式，该模式与 SPI 模式兼容，该模式的设置如表 2 所示：
CLKSTP 0X 10 11 10 11
CLKXP X 0 0 1 1
时钟模式 禁止时钟停止模式，使能非 SPI 模式 无延迟，CLKXP 上升沿发送数据，下降沿接收数据 有延迟，CLKXP 上升沿发送数据，下降沿接收数据 无延迟，CLKXP 下降沿发送数据，上升沿接收数据 有延迟，CLKXP 下降沿发送数据，上升沿接收数据
MCBSP_FMKS(SPCR, FREE, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, SOFT, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SPCR, FRST, YES)
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MCBSP_FMKS(SPCR, GRST, YES)
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//YES-0; NO-1 //YES-0; NO-1
MCBSP_FMKS(SPCR, XINTM, XRDY)
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//采样率发生器时钟由 DSP
内部提供
MCBSP_FMKS(SRGR, FSGM, DXR2XSR)
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TMS320C6713B DSP 的 SPI 接口设计
引言
随着信号处理技术的发展，在实际的信号处理系统中，DSP 需要与不同的设备之间进行 数据交换。SPI 接口是外部设备中经常使用到的接口技术。
本文根据笔者在调试 TMS320C6713B DSP 与 S3C2440A ARM 芯片通信时的经验，介绍了将 TMS320C6713B 的多通道缓冲串口（McBSP）配置成 SPI 模式后与 ARM 芯片进行数据通信的方 法并给出了相应的程序代码。
/* Sample Rate Generator Register (SRGR) */
MCBSP_FMKS(SRGR, GSYNC, DEFAULT)
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MCBSP_FMKS(SRGRwk.baidu.com CLKSP, RISING)
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//时钟上升沿产生同步信号
MCBSP_FMKS(SRGR, CLKSM, INTERNAL)