基于VK3366的DSP异步串行通信的设计

摘 要： 介绍了异步串口扩展芯片VK3366的性能特点，设计了基于数字信号处理器件TMS320C6713B并口与VK3366扩展多串口的硬件电路方案，且在CCS 3.0环境下完成了TMS320C6713B初始化VK3366的软件编程。电路设计实现了系统高效多串口通信扩展，增强了系统通信接口控制能力。

关键词： TMS320C6713B； VK3366； 异步串口扩展； 通信接口

中图分类号： TN911⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）12⁃0106⁃03

随着数字信号处理技术和集成电路技术的不断发展，数字信号处理器的可靠性也越来越高，应用亦越来越广。在DSP应用系统中通常需要由DSP接受上位机的控制信号或进行下位机通信，最常见的方式是采用异步串行接口RS 232或RS4 22来实现。本文的信号采集模块采用TMS320C6713B芯片为例，但没有集成UART接口，因此进行扩展异步串口通讯芯片或者配置McBSP以实现与其他串行设备高速异步通信。本文选择异步串口扩展芯片VK3366进行扩展。

1 数据采集硬件系统设计

数据采集电路系统主要包括：数据信号处理TMS320C6713B子系统、AIC32音频采集电路子系统和异步串口扩展芯片VK3366系统等，其逻辑框图如图1所示。音频采集电路子系统负责采集外部语音信号，数字信号处理器TMS320C6713B子系统进行采集数据的信号处理，VK3366子系统负责系统接口扩展进行数据传输。

1.1 数字信号处理器子系统

TMS320C6713B（简称C6713）是美国德州仪器公司（TI）推出一款32位浮点型高速数字处理器DSP，它可在300 MHz的时钟频率下实现1 800 MIPS/2 400 MFLOPS的定点和浮点运算，极大满足了高速数据采集与实时控制系统对信号处理速度的要求。采用2级Cache结构，片上共有264K×8 b存储器。C6713的具有丰富的片上外设设备，已经在图像处理、数字信号处理以及自动控制等领域得到了广泛的应用[1]。McASP接口可以外扩音频芯片，32 b的外部存储器接口（EMIF）可以外接异步设备、外扩存储器设备，并可寻址512 MB的片外存储空间，丰富的外设接口满足本次设计的要求。

1.2 UART芯片VK3366基本特性

异步串口扩展芯片VK3366是成都维肯科技研制的业界首款具备 I2C/UART/SPI/8位并行总线接口的4通道UART扩展器件，该芯片在通信系统等实时性要求较高场合有良好的应用效果。其扩展子通道的UART具备以下功能特点：每个子通道UART的波特率、字长、校验格式进行独立设置，最高提供1 Mb/s的通信速率。每个子通道独立设置工作模式，包括IrDA红外通信、RS 485自动收发控制、9位网络地址自动识别、软件/硬件自动流量控制和广播接收等高级工作模式。每个子通道具备收/发独立的16 BYTE FIFO，FIFO的中断为4级可编程条件触发点。提供一个子通道的调制解调器控制信号[3]。无需采用地址线控制串口扩展方式，而是通过芯片内置的协议处理器实现多串口扩展，以减少C6713通用I/O的使用个数，降低系统布线难度。本次设计通过模式选择使VK3366实现一个8位并行数据总线与4通道UART串行总线数据通信相互转换的功能。

1.3 VK3366的通信接口硬件设计

数据采集电路模块中C6713B的2路SPI、I2C接口都已经被其他接口使用，因此选择C6713的外部存储器（EMIF）接口来实现4通道UART串行总线数据扩展。C6713的32位EMIF接口用于扩展外围异步设备，EMIF接口包括数据线、地址线、读/写控制信号、片选空间等。C6713上EMIF共提供4个外设片选空间CE[3：0]。UART芯片VK3366采用3.3 V电源供电，使VK3366与C6713B的EMIF直接连接，无需连接额外的电平转化芯片，节约了空间。VK3366选通信号CS与C6713B的CE3直接相连，读/写信号WR，RD与C6713B的ARE，AWE直接相连，从而将系统中地址0xB0000000～0xBFFFFFFF分配给VK3366芯片，以便按照统一编址来读/写VK3366的寄存器了。

2 VK3366异步通信软件设计

VK3366异步通信软件设计主要包括DSP初始化、主函数、VK3366初始化和数据发送/接收等部分。C语言作为一种高级语言，具有清晰易懂、可维护性和可移植性好、通用性强等优点，尤其对算法的编写更加容易，因此本文在TI公司CCS 3.3编译环境下采用C语言进行软件设计。

2.1 DSP初始化

2.2 VK3366初始化

VK3366初始化主要包括以下两部分：

（1）VK3366复位

VK3366为低电平复位，复位时或复位后，各子串口处于禁止收发状态。VK3366的复位过程是通过上电后外接阻容来实现的。

（2）子串口配置

具体代码如下：

3 结 语

本文主要阐述了基于异步串口芯片VK3366扩展C6713的串口理卡中的设计与实现。使用C语言编写VK3366的驱动程序，在CCS3.3编译器上通过编译，实现了C6713的串口扩展。本设计已在实际项目中得到应用，为DSP扩展串口通信提供了一种新的传输方式和途径。

参考文献

[1] 三恒星科技.TMS320C6713DSP原理与应用实例[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2] 李方慧，王飞，何佩琨.TMS320C6000系列DSPs原理与应用[M].2版.北京：电子工业出版社，2003.

[3] 成都维肯电子.VK3366数据手册[M].成都：四川维肯电子有限公司，2008.

[4] 杨侃，张宪起，刘鹏.TMS320C6713和TLV320AIC32通信接口设计[J].集成电路通讯，2011（3）24⁃28.

[5] 陈德莉，肖山竹，卢焕章.TMS320C6000系列DSP PCI接口模块WDM驱动开发及高速数据传输方法[J].现代电子技术，2006，29（5）：22⁃24.

[6] 王大庆，陈宇，赵辉，等.基于TMS320 C6000的DSP扩展总线接口设计[J].电子科技，2011（12）：86⁃87.

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