4．3 驅(qū)動程序的系統(tǒng)調(diào)用接口

為對處于總線地址0x4000_0000的DSP板進(jìn)行操作，首先應(yīng)用open打開設(shè)備，該設(shè)備可以通過mknod建立（本例建立的是/dev/hpi）。然后mmap完成映射。
Int dev_hpi_open(str_HPI ＊ss)
{size_t length=1024;
int i;
if((＊ss).hpi_number==0)
{
(＊ss).hpi_fd=open(/dev/hpi,O_RDWR);
}
if((＊ss).hpi_fd==-1)return -1;
(＊ss).hpi_mmap_start =mmap(NULL,length,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,((＊ss).hpi_fd),0); //獲得映射區(qū)內(nèi)存的起始地址
return 0;
} //dev_hpi_open
mmap的作用是將文件內(nèi)容映射到內(nèi)存中。函數(shù)的原形及各參數(shù)定義如下：

＊mmap(void ＊start,size_length,int prot,int flags,intfd,off_t offset)
start指向欲對應(yīng)的內(nèi)存地址，size-length的含義是要映射的量；prot代表映射區(qū)域的保護(hù)方式；flag會影響映射區(qū)域的各種特性；fd為文件描述符；offtoffset代表文件的偏移量，通常設(shè)置為零。

示例程序中的結(jié)構(gòu)體變量ss用來總知各種變量。通過mmap可以獲得映射后的內(nèi)存地址，用（＊ss）.hpi_mmap_start表示。

一旦獲得了這個起始地址，就能對0x4000_0000起始的總線地址進(jìn)行操作，因為映射已經(jīng)完成，對（＊ss）.hpi_mmap_start的操作就是對0x4000_0000起始的總線地址進(jìn)行操作，而DSP板HPI接口的控制線正是在這個位置。這樣就實現(xiàn)了物理地址和用戶空間的轉(zhuǎn)換。

4．4 用戶程序接口部分

下面以HPI接口讀寫中zui復(fù)雜的自增讀方式用戶程序為例說明用戶接口程序的設(shè)計過程。要完成自增讀的操作，對于HPI一側(cè)，假設(shè)采用軟件握手的方式。要完成的工作如下：

首先讀HPIC以查詢其中的HRDY位是否為1，如果為1則表示DSP中數(shù)據(jù)已經(jīng)備妥。然后寫HPIA以告訴DSP從什么位置開始進(jìn)行自增讀。接著將HPIC的FETCH位置1以刷新寫入。再讀HPIC以查詢其中的HRDY位是否為1，如果為1則表示DSP中數(shù)據(jù)已經(jīng)備妥。zui后從HPID中讀取數(shù)據(jù)。

對于ARM一側(cè)，要對HPIC、HPID、HPIA寄存器進(jìn)行讀寫必須滿足HPI接口的定義，具體如下（以自增讀為例）：

讀前半字節(jié)（高16位）時，HCNTL0=0、HCNTL1=1、HR/W=1、HHWRL=0。
讀后半字節(jié)（低16位）時，HCNTL0=0、HCNTL1=1、HR/W=1、HHWRL=0。
從硬件的原理圖可知，這些HPI的控制口線分別與ARM的一部分地址總線連接。具體為HCNTL0----A2、HCNTL1----A3、HR/W------A4、HHWIL-----A5。
宏定義過程如下：
#define HPIC_R_F(HPI_VA_BASE)＊((unsigned long＊)((HPI_VA_BASE) 0x00000004 DSPNUMBER))
//讀HPIC*半字
#define HPIC_R_S(HPI_VA_BASE)＊((unsigned long＊)((HPI_VA_BASE) 0x0000000C DSPNUMBER))
//讀HPIC第二半字
等等，只要改變在HPI_BA_BASE基礎(chǔ)上增加的數(shù)字就可以獲取對控制口線的操作。

在這里HPI_VA_BASE將由映射得到的用戶空間虛擬地址代替，所以如果“自增模式讀HPID*半字”那么就可求滿足前文提到的HCNTL0=0、HCNTL1=1、HR/W=1、HHWRL=0，也就是要滿足地址位A2=0、A3=1、A4=1、A5=0，所以只要在HPI_VA_BASE的基礎(chǔ)上加0x0000_0006就可以了。要注意的是ARM處理器的地址是32位。所以是加上0x0000_0006而不是0x0000_0018。

另外，還有二點需要說明：

通過改變宏定義中的DSPNUMBER常量可以控制地址總線A6、A7、A8。通過這3個總線組合并通過簡單地址譯碼電路就可以完成對多塊DSP板的讀寫。在硬件電路中可以定義為0。

A4（HR/W）同時還用做SN74LVTH16245的方向控制。讀的時候A4=1,此時SN74LVTH16245的數(shù)據(jù)從AB；反之，則從BA。

下面給出程序中的自增讀和注釋部分：

int dev_hpi_auto1(str_HPI ＊ss)
{volatile unsigned long dsp_addr_hign_read_auto;//定義各種中間變量
volatile unsigned long dsp_addr_low_read_auto;
volatile unsigned long dsp_data_hign_read_auto;
volatile unsigned long dsp_data_low_read_auto;
volatile unsigned long dsp_add_temp;
int i;
volatile unsigned long data_length;
//---read hpic----the host polls the HPIC for HRDY=1
volatile unsigned long polltest;
polltest=HPIC_R_F((＊ss).hpi_mmap_start);
while((polltest&0x00000008)!=0x00000008)
{polltest=HPIC_R_F((＊ss).hpi_mmap_start);
}
dsp_add_temp=((＊ss).hpi_dsp_add);//從應(yīng)用程序傳過來的參數(shù)，指明希望從DSP的哪一個地址讀起
dsp_addr_low_read_auto=((dsp_add_temp)&0x0000ffff) ((dsp_add_temp)<<16); //完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
dsp_addr_hign_read_auto=((dsp_add_temp)&0xffff0000) ((dsp_add_temp)>>16);
//---write dsp s addr to HPIA
HPIA_W_F ((＊ss).hpi_mmap_start)=(dsp_addr_hign_read_auto);
HPIA_W_S((＊ss).hpi_mmap_start)=(dsp_addr_low_read_auto);
//--------write hpic----------to FETCH bit
HPIC_W_F((＊ss).hpi_mmap_start)=0xfff8fff8;
HPIC_W_S((＊ss).hpi_mmap_start)=0xfff8fff8;
//---read dsp s data from HPID,autoincrement mode
data_length=(＊ss).hpi_dsp_data_length;//從應(yīng)用程序傳過來的參數(shù)，指明期望讀取多少個字
for(i=0;i<=data_length;i )
{//---read hpic----the host polls the HPIC for HRDY=1 again
polltest=HPIC_R_F((＊ss).hpi_mmap_start);
while((polltest&0x00000008)!=0x00000008)
{polltest=HPIC_R_F((＊ss).hpi_mmap_start);
}
dsp_data_hign_read_auto =HPID_R_F_A((＊ss).hpi_mmap_start); //讀*個半字。
dsp_data_low_read_auto =HPID_R_S_A((＊ss).hpi_mmap_start); //第二個個半字
{（＊ss）.buffer [(i)]=(dsp_data_hign_read_auto&oxffff0000) (dsp_data_low_read_auto&0x0000ffff);
//數(shù)據(jù)拼接，放入結(jié)構(gòu)體，回傳給調(diào)用的用戶程序。
}
}
} //dev_hpi_read_auto(str_HPI ＊ss)
　　
5 結(jié)束語

本文通過一個實例說明了如何實現(xiàn)在Linux操作系統(tǒng)下ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器與DSP的數(shù)據(jù)通信。給出了接口部分的硬件處理和部分驅(qū)動程序。

在某款智能儀表的研發(fā)過程中，給出一個簡單的地址譯碼電路對二塊（或更多）DSP板進(jìn)行交替讀寫，并以自增讀方式進(jìn)行操作，當(dāng)ARM主頻為180MHz，DSP主頻為125MHz時，對DSP數(shù)據(jù)的讀寫速度可以達(dá)到每毫秒1k的32位字。