基于TM1300 DSP系統(tǒng)以太網(wǎng)接口的設(shè)計方案解析

　1 概述
　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體應(yīng)用越來越廣泛。TM1300是Philips公司推出的一款高性能多媒體數(shù)字信號處理器芯片，適合于實時性強(qiáng)的音視頻處理應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用于會議電視、可視電話、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控等應(yīng)用場合。具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　根據(jù)具體的基于IP網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的需要，采集的音視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮處理后，一般要傳送到遠(yuǎn)程終端或控制中心，這時就需要解決DSP應(yīng)用系統(tǒng)與IP網(wǎng)絡(luò)接口的問題。
　　考慮到國內(nèi)局域網(wǎng)大部分是以太網(wǎng)，隨著交換式網(wǎng)絡(luò)、寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得基于以太網(wǎng)接入IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用有著現(xiàn)實意義。
　　TM1300可以作為PC機(jī)的一個外設(shè)工作，此時可直接采用PC機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口傳輸數(shù)據(jù);TM1300支持獨(dú)立引導(dǎo)，自成一個系統(tǒng)從而脫理PC環(huán)境工作，這為實際低價位高性能音頻處理終端提供了可能。這種情況下，網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計就相對復(fù)雜一點(diǎn)，需要解決硬件接口電路的設(shè)計、基于實時操作系統(tǒng)pSOS+驅(qū)動程序的設(shè)計等。本文介紹以太網(wǎng)控制器CS8900A，并解決TM1300 DSP系統(tǒng)和CS8900A的硬件接口設(shè)計;簡單介紹pSOS+操作系統(tǒng)內(nèi)核中實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)模塊pNA+，以及pSOS+操作系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序的設(shè)計。
　　2 DSP芯片TM1300及X10總線接口
　　DSP芯片TM1300的核心是32位VLIW結(jié)構(gòu)CPU，時鐘頻率可達(dá)166MHz，片內(nèi)集成了SDRAM接口、PCI/XIO總線接口、圖像協(xié)處理器、可變長解碼器、音頻輸入輸出接口、視頻輸入輸出接口、同步串行通信接口等模塊，各模塊與SDRAM之間采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)。CPU各功能模塊之間的協(xié)調(diào)、資源的分析、進(jìn)程的調(diào)度，由運(yùn)行在CPU上的一個由中斷源觸發(fā)的實時操作系統(tǒng)pSOS+控制。
　　網(wǎng)絡(luò)控制器CS8900A是通過XIO總線與TM1300實現(xiàn)接口的。限于篇幅，這里重點(diǎn)介紹TM1300中用于外設(shè)端口擴(kuò)展XIO總線。
　　TM1300片內(nèi)的PCI/XIO復(fù)用總線接口給用戶提供了無縫連接PCI設(shè)備及擴(kuò)展8位外設(shè)端口的能力。當(dāng)PCI/XIO總線接口中的XIO總線邏輯被激活時，作為TM1300系統(tǒng)擴(kuò)展8位外設(shè)的總線，其中PCI-AD［23:0］為地址總線A23～A0，共提供了尋址16M個單元的能力;PCI-AD［31:24］為8位數(shù)據(jù)總線D7～D0;C/BE0#為讀信號RD;C/BE1#為寫信號WR;C/BE2#為數(shù)據(jù)選通信號DS。
　　3 CS8900A簡介
　　CS8900A是Cirrus公司生產(chǎn)的一種高集成度的全面支持IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器，其組成結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。CS8900A支持8位、16位的微處理器，可以工作在I/O方式或Memory方式。片內(nèi)集成了ISA總線接口，可以直接和有ISA總線的微處理器系統(tǒng)無縫連接。片內(nèi)集成了4KB容量的PacketPage結(jié)構(gòu)的RAM，這4KB存儲器映像結(jié)構(gòu)的RAM包括片內(nèi)各種控制、狀態(tài)、命令寄存器，以及片內(nèi)發(fā)送、接收緩存。用戶可以以I/O方式、Memory方式或DMA方式訪問它們。
　　
　　之所以選擇CS8900A，是因為Cirrus提供了CS8900A的基于各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序源代碼，這就為開發(fā)帶來了方便?；趐SOS的驅(qū)動程序是假設(shè)目標(biāo)系統(tǒng)中包含了Intel 80X86的CPU和1個16位的ISA總線接口的，而TM1300中用于擴(kuò)展外設(shè)的XIO總線是8位總線，可見硬件設(shè)計的主要任務(wù)是實現(xiàn)8位XIO總線與16位ISA總線時序的配合。驅(qū)動程序的設(shè)計主要是解決基于80X86芯片的源代碼移植到TM1300上運(yùn)行的問題。