在EPP模式下利用并口实现与DSP高速数据通信

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    摘要：DSP与PC机之间进行高速数据通信是DSP的一个重要应用。本文分析了并口处于EPP模式下与ADSP21060之间的高速数据交换的原理，同时详细讨论了其硬件设计的结构图及其相应的并口程序设计。
    关键词：计算机并口 EPP DSP FIFO
随着技术的进步和大量外设的增加，不仅要求计算机并行口可以连接打印机，而且可以连接到其他外设，并要求能够双向传输数据，对高速外设还要求高速数据传输，如DPS。在科技飞速发展的今天，DSP的处理能力和速度也快速提高，广泛用户在科学研究、军事及通信等电子领域。在这些应用中免不了要和PC机进行高速数据传输。计算机并口传统的传输模式为SPP（标准并口），数据传输方向是从计算机到外围设备，只能输出数据，不能输入数据。这就限制了并行口高速数据通信的应用。于是我们在EPP模式下设计了一种实现DSP与PC机之间进行高速数据传输的方案。
在EPP模式下实现数据传输
EPP协议是一种与标准并行口兼容且能完成双向数据传协议。该协议定义的并行口更像一个开放的总线，给用户提供了强大的功能和灵活的设计手段。
它有四个数据传输周期：数据写周期；数据读周期；地址写周期；地址读周期。数据周期用于主机与外设之间的传输数据，地址周期一般用于传输地址、通道、命令和控制信号。这引起周期也可以看成为两种不同的数据周期。
EPP模式最主要的特征之一是整个数据传输过程发生在一个ISAI/O周期内。也就是说，用EPP协议来传输数据，系统可以获得500K-2M字节/秒的传输率，即并口的外围设备有接近ISA总线插板的性能。利用联锁形式的握手信号，数据的传输由接口中最慢的设备来决定，既可以是主机，也可以是外设。这种“速率适应性”对主机和外设来说都是透明的。所有的并行口传输方法都利用了联锁握手信号。用这种方法，外围设备可以控制其本身操作所需的建立时间。同时由于EPP模式传输数据的过程简单易实现，所以我们决定采用双向并口的EPP传输模式来实现高速数据传输。
当并口向ADI公司的DSP芯片ADSP21060传输数据时，通过数据锁存器锁住一个字节的数据，然后给ADSP21060一个中断信号，使其读取数据；同样，当ADSP21060向并口传输数据时，先让锁存器锁住数据，再给并口一个中断，使其读取数据，这样就完成了数据的双向通信。可是，用这种方法，无论数据向哪一个方向传输，只能传一个字节就引起一次中断，再使PC机或ADSP21060读取，然后再传下一个字节，这就占用了CPU的大量时间，降低了CPU的工作效率。为此我们利用两个FIFO来提高CPU的工作效率。
EPP模式下基于FIFO实现高速数据传输
EPP模式下基于FIFO实现高速数据通信的原理框图见图1。


它的通信过程是：当并口向ADSP21060传输数据时，并口音先将输出FIFO复位，然后，将要传输的数据成批写到此FIFO中再给ADSP21060一个中断信号，通知它从输出FIFO读取数据；
当ADSP21060向并口传输数据时，首先将输入FIFO复位，然后，将要传输的数据成批写到此FIFO中再给计算机并口一个中断信号，通知它从输入FIFO读取数据，这样就完成了数据的双向通信。
这种设计具有块传输数据的优点，同时在传输大量数据时，占用并口和ADSP21060的时间非常少。
图中主要逻辑关系如下：
输出FIFO的读（AR）=RD and A0 and A1 and MS01；
输出FIFO的写（PW）=nWrite or nDstrb;
输入FIFO的读（PR）=not （nWrite）or nDstrb；
输入FIFO的写（AW）=WR and A0 and A1 and MS01。
在此电路设计中，有两个问题值得注意：
(1)nWait信号需要通过nDstrb和nAstrb的逻辑关系来产生。其逻辑关系为：nWait=not (nDstrb and nAstrb)。
(2)由于EPP和SPP兼容，在EPP模式下，需要将并口命令字中nWrite、nDstrb格nAstrb对应的位设置为无效。
计算机EPP并口程序设计
我们所选用的电可编程逻辑器件（EPLD）是Altera公司的EPM7128，关于它的详细介绍请参考Altera公司的器件手册，在这里仅给出AHDL语言写的控制程序如下：
FIFO存储器清零子程序，给FIFO送一个清零脉冲：void fifo_rst(void)；设置命令字子程序：void command(void);写数据到FIFO子程序：void data_out (void)；从FIFO读数据子程序：void data_in(void)；
在访问EPP寄存器之前，软件必须写零到控制寄存器的0，1，3位；写数据时将指针ptr中的number个数据通过数据端口写入输出FIFO存储器中，然后引起ADSP21060中断；读数据时通过数据端从输入FIFO存储器读number然后将数据读到指针ptr中。
#define BASE_ADDR 0X378
#define ADDR_PORT 3
#define DATA_PORT 4
#define CONtrOL_PORT 2
#define CONtrOL_ININT 2
#define SET_BIT(x,b) ((x)=(1<<(b)))
#define CLEAR_BIT(x,b) ((x)&=～(1<<(b)))
void fifo_rst()
{
char control;
vontrol=inportb(BASE_ADDR+CONtrOL_PORT);
CLEAR_BIT(control,CONtrOL_ININT);
outportb (BASE_ADDR+CONtrOL_PORT,control);
SET_BIT(control,CONtrOL_ININT);
outportb (BASE_ADDR+CONtrOL_PORT,control);
}
void command(void)
{
int com;
com=0;
control=inportb(BASE_ADDR+CONtrOL_PORT);
control=control & oxf4;
outportb(BASE_ADDR+CONtrOL_PORT,control);
}
void data_out(int number,char *ptr)
{
int i;
fifo_rst();
for(i=0;i<number;i++) outportb(BASE_ADDR+DATA_PORT,ptr;
outportb(BASE_ADDR+ADDR_PORT,0);
}
void data_in(int number,char *ptr)
{
int i;
for(i=0;i<number;i++) ptr=inportb (BASE_ADDR+DATA_PORT);
}
结论
本文给出了一种采用EPP模式下的FIFO和ADSP21060进行高速数据通信的实现方案。该电路能够完成ADSP21060和计算机并口的高速数据传输，且占用ADSP21060和计算机的时间非常少。另外，文中编制的子程序对于其他与PC机间进行高速数据通信的电路有参考价值。经调试证明此方案是可行的。

         
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