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C6678的芯片特点及其含有的接口资源详解

MCU开发加油站 2017-12-12 09:52 次阅读

DSP的应用

针对8核DSP TMS320C6678与外部设备进行数据通信的需求,以片上集成千兆以太网交换子系统为核心,选取芯片88E1111作为PHY设备,设计了千兆以太网通信接口的硬件电路。在嵌入式操作系统SYS/BIOS和网络开发环境NDK上,完成了以太网底层驱动和TCP/IP协议的程序设计。通过DSP与上位机进行以太网通信测试,证明了以太网接口电路硬件及软件的正确性和实用性。

随着DSP处理器在现代工业的应用越来越广泛,DSP的功能不仅只有快速运算处理,还需要与其他处理器或者设备之间进行实时数据交换,以实现资源的共享。因此,针对不同设备的需求,选择稳定、快速和高效率的接口方式在当今数字信号处理系统设计中关键的组成部分。

TI公司的8核处理器TMS320C6678(以下简称C6678)提供丰富的片上接口资源用于处理器与外设之间的通信,这些接口都可以用于DSP与外设之间的通信,但是灵活性有差异,使用SGMII接口来实现千兆以太网通信,可使得通信接口一般化,能够适用于众多的设备连接。

本文针对C6678的芯片特点以及含有的接口资源,设计实现了千兆以太网通信,主要设计了以太网接口电路、网络底层硬件驱动、TCP/IP协议的用户程序,并完成了与上位机以太网通信测试,实现了数字信号高速有效地网络传输。

1 C6678以太网交换子系统

C6678是基于KeyStone I构架的8核高性能、定点/浮点处理器,单核最高工作频率可达1.25 GHz。C6678的以太网交换子系统包括2个以太网媒体访问控制(Ethernet Media Access Controller,EMAC)、2个SGMII、1个管理数据输入输出(Management Data Input Output,MDIO)、3-Port以太网交换模块以及网络配置总线,其网络交换子系统如图1所示。

EMAC的作用是将交换子系统的内部信号转换为GMII信号传递给SGMII模块;MDIO控制物理层芯片执行对多数据流的控制输入输出。

2 PHY芯片88E1111

本文选择C6678作为主芯片,由于C6678的千兆网络交换子系统只支持SGMII接口,所以本文选择对SGMII接口的网络数据传输具有较好兼容性的物理芯片88E1111。88E1111芯片的内部结构如图2所示。

88E1111的介质接口有铜介质接口和光纤接口。铜介质接口为MDI[3:0],通过设置HWCFG_MODE[3:0]来选择运行模式。 88E1111集成的MDIO模块与EMAC的MDIO接口相连接,可将方便网络控制端读取物理芯片状态寄存器,达到实时监测的效果。

3 硬件接口设计

本文设计的任务是基于C6678片内以太网交换子系统和片外PHY芯片88E1111及其外围电路的接口设计。主要包括:C6678与88E1111芯片连接、88E1111芯片配置以及88E1111芯片与网络介质连接。

3.1 C6678与88E1111芯片连接

C6678和PHY芯片88E1111的接口电路如图3所示。88E1111工作在SGMII接口模式下,不需要TXCLK时钟输入,更有助于减少电路板上走线的数量,同时也可减少噪声的产生。

主要的接口信号包括时钟和数据信号如下:

MDIO_CLK:管理数据时钟。该时钟信号由C6678片上的MDIO模块提供,该时钟频率通过配置MDIO的控制寄存器CONTROL中的CLKDIV位来控制实现。

SGMII_TXP和SGMII_TXN:串行发送差分数据线。连接DSP内部SerDes和物理芯片的S_IN管脚,DSP的SerDes通过该管脚向物理层发送串行数据,数据中包含发送数据时钟信号。

SGMII_RXP和SGMII_RXN:串行接收差分数据线。连接DSP内部SerDes和物理芯片的S_OUT管脚,物理层芯片通过该接口将数据传送到DSP的SerDes,数据中包含数据接收时钟信号。

因为88E1111上集成的MDIO与C6678集成MDIO模块进行连接时,电压有所差别,前者电压为2.5 V,后者电压为1.8 V,所以在二者之间应该添加电压转换器。本文采用一片PCA9306,实现2.5 V和1.8 V之间的电平转换,其连接电路如图4所示。

3.2 88E1111芯片配置

88E1111与C6678的MDIO模块相连接,MDIO最多可识别32个物理芯片,在使用物理芯片之前需要对其进行配置,配置内容主要包括芯片的地址、模式等。配置CONFTG[6:0]管脚定义可查询文献,本文配置的硬件电路如图5所示,图5中可以不使用电阻,本文为了测试方便,加一个0 Ω的电阻。

88E1111硬件配置完成后,系统将固定为一种接口方式,按照文献的定义,物理芯片的地址为:PHY_ADDRESS=0’b00001,芯片模式为:不带时钟,自动协商的SGMII模式。

3.3 88E1111芯片与RJ45连接

88E1111和网络介质之间无法直接连接,因传输速度在千兆级,所以更加需要设计合适的网络隔离变压器来降低传输损耗、回音和串扰。本文选择千兆网口插座HR911130C,该插座内部自带变压器电路,只需在外部连接滤波网络便可实现网络信号稳定地传输。88E1111和 HR9111130C采用差分连接,在PCB布线时需要严格等长,且一般还需使用阻抗匹配网络,如图6中的R1和C1。

4 软件程序设计

TI针对网络开发发布了网络开发套件(Network Development Kit,NDK),能将多个模块的配置操作交给NDK网络框架实现,同时数据分包和解析也无需程序员过多考虑,加速了网络开发进程。NDK构建在实时操作系统SYS/BIOS之上,NDK通过OS抽象层与BIOS进行交互,同时BIOS的cfg配置文件能对NDK各模块进行可视化查看。

原文标题:基于多核DSP的以太网通信接口设计

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TLV1572 10 位 1.25 MSPS ADC 单通道 DSP/(Q)SPI IF S 极低功耗自动断电功能

TLV1578 8 通道 10 位 1.25MSPS ADC,具有 8 通道输出、DSP/SPI、硬件可配置、低功耗

信息描述The TLV1571/1578 is a 10-bit data acquisition system that combines an 8-channel input multiplexer (MUX), a high-speed 10-bit ADC, and a parallel interface. The device contains two on-chip control registers allowing control of channel selection, software conversion start, and power down via the bidirectional parallel port. The control registers can be set to a default mode by applying a dummy RD\ signal when WR\ is tied low. This allows the TLV1571/1578 to be configured by hardware. The MUX is independently accessible. This allows the user to insert a signal conditioning circuit such as an antialiasing filter or an amplifier, if required, between the MUX and the ADC. Therefore, one signal conditioning circuit can be used for all eight channels. The TLV1571 is a single channel analog input device with all the same functions as the TLV1578. The TLV1571/TLV1578 operates from a single 2.7-V to 5.5-V power supply. It accepts an ana...
发表于 04-18 20:09 25次 阅读
TLV1578 8 通道 10 位 1.25MSPS ADC,具有 8 通道输出、DSP/SPI、硬件可配置、低功耗

TLV1571 1 通道 10 位 1.25MSPS ADC,具有 8 通道输出、DSP/SPI、硬件可配置、低功耗

信息描述The TLV1571/1578 is a 10-bit data acquisition system that combines an 8-channel input multiplexer (MUX), a high-speed 10-bit ADC, and a parallel interface. The device contains two on-chip control registers allowing control of channel selection, software conversion start, and power down via the bidirectional parallel port. The control registers can be set to a default mode by applying a dummy RD\ signal when WR\ is tied low. This allows the TLV1571/1578 to be configured by hardware. The MUX is independently accessible. This allows the user to insert a signal conditioning circuit such as an antialiasing filter or an amplifier, if required, between the MUX and the ADC. Therefore, one signal conditioning circuit can be used for all eight channels. The TLV1571 is a single channel analog input device with all the same functions as the TLV1578. The TLV1571/TLV1578 operates from a single 2.7-V to 5.5-V power supply. It accepts an ana...
发表于 04-18 20:09 35次 阅读
TLV1571 1 通道 10 位 1.25MSPS ADC,具有 8 通道输出、DSP/SPI、硬件可配置、低功耗

TLV1548 10 位 85kSPS ADC 系列 输出,可编程供电/断电/转换速率,TMS320 DSP/SPI/QPSI Compat.,8 通道

信息描述The TLV1544 and TLV1548 are CMOS 10-bit switched-capacitor successive-approximation (SAR) analog-to-digital (A/D) converters. Each device has a chip select (CS\), input-output clock (I/O CLK), data input (DATA IN) and serial data output (DATA OUT) that provide a direct 4-wire synchronous serial peripheral interface (SPITM, QSPITM) port of a host microprocessor. When interfacing with a TMS320 DSP, an additional frame sync signal (FS) indicates the start of a serial data frame. The devices allow high-speed data transfers from the host. The (INV CLK)\ input provides further timing flexibility for the serial interface. In addition to a high-speed converter and versatile control capability, the device has an on-chip 11-channel multiplexer that can select any one of eight analog inputs or any one of three internal self-test voltages. The sample-and-hold function is automatic except for the extended sampling cycle,...
发表于 04-18 20:09 35次 阅读
TLV1548 10 位 85kSPS ADC 系列 输出,可编程供电/断电/转换速率,TMS320 DSP/SPI/QPSI Compat.,8 通道

TLV1544 10 位 85kSPS ADC 串行 输出,可编程供电/断电/转换速率,TMS320 DSP/SPI/QPSI 兼容,4 通道

信息描述The TLV1544 and TLV1548 are CMOS 10-bit switched-capacitor successive-approximation (SAR) analog-to-digital (A/D) converters. Each device has a chip select (CS\), input-output clock (I/O CLK), data input (DATA IN) and serial data output (DATA OUT) that provide a direct 4-wire synchronous serial peripheral interface (SPITM, QSPITM) port of a host microprocessor. When interfacing with a TMS320 DSP, an additional frame sync signal (FS) indicates the start of a serial data frame. The devices allow high-speed data transfers from the host. The (INV CLK)\ input provides further timing flexibility for the serial interface. In addition to a high-speed converter and versatile control capability, the device has an on-chip 11-channel multiplexer that can select any one of eight analog inputs or any one of three internal self-test voltages. The sample-and-hold function is automatic except for the extended sampling cycle,...
发表于 04-18 20:09 27次 阅读
TLV1544 10 位 85kSPS ADC 串行 输出,可编程供电/断电/转换速率,TMS320 DSP/SPI/QPSI 兼容,4 通道

TLV1570 10 位 1.25MSPS ADC 8 通道 DSP/(Q)SPI IF 可编程内部 基准、自动或 S/W 断电、极低功耗

信息描述The TLV1570 is a 10-bit data acquisition system that combines an 8-channel input multiplexer (MUX), a high-speed 10-bit ADC, an on-chip reference, and a high-speed serial interface. The device contains an on-chip control register allowing control of channel selection, conversion start, reference voltage levels, and power down via the serial port. The MUX is independently accessible, which allows the user to insert a signal conditioning circuit such as an antialiasing filter or an amplifier, if required, between the MUX and the ADC. Therefore one signal conditioning circuit can be used for all eight channels.The TLV1570 operates from a single 2.7-V to 5.5-V power supply. The device accepts an analog input range from 0 V to AVDD and digitizes the input at a maximum 1.25 MSPS throughput rate. Power dissipation is only 8 mW with a 2.7-V supply or 40 mW with a 5.5-V supply. The device features an autopower-down mode that automatically ...
发表于 04-18 20:09 34次 阅读
TLV1570 10 位 1.25MSPS ADC 8 通道 DSP/(Q)SPI IF 可编程内部 基准、自动或 S/W 断电、极低功耗

TLC1550 10 位,164kSPS ADC,并行输出、直接 I/F 到 DSP/uProcessor、10 通道

信息描述The TLC1550x and TLC1551 are data acquisition analog-to-digital converters (ADCs) using a 10-bit, switched-capacitor, successive-approximation network. A high-speed, 3-state parallel port directly interfaces to a digital signal processor (DSP) or microprocessor (µP) system data bus. D0 through D9 are the digital output terminals with D0 being the least significant bit (LSB). Separate power terminals for the analog and digital portions minimize noise pickup in the supply leads. Additionally, the digital power is divided into two parts to separate the lower current logic from the higher current bus drivers. An external clock can be applied to CLKIN to override the internal system clock if desired. The TLC1550I and TLC1551I are characterized for operation from –40°C to 85°C. The TLC1550M is characterized over the full military range of –55°C to 125°C.特性Power Dissipation...40 mW Max Advanced LinEPIC™ Single-Po...
发表于 04-18 20:07 66次 阅读
TLC1550 10 位,164kSPS ADC,并行输出、直接 I/F 到 DSP/uProcessor、10 通道

TLC1518 10 位 400kSPS ADC,具有串行输出、SPI/DSP 兼容接口、关断状态、8 通道

信息描述The TLC1518 and TLC1514 are a family of high-performance, 10-bit, low power, 1.4 us, CMOS SAR analog-to-digital converters (ADC) which operate from a single 5 V power supply. These devices have three digital inputs and a 3-state output [chip select (CS\), serial input-output clock (SCLK), serial data input (SDI), and serial data output (SDO)] that provide a direct 4-wire interface to the serial port of most popular host microprocessors (SPI interface). When interfaced with a DSP, a frame sync (FS) signal is used to indicate the start of a serial data frame. In addition to a high-speed A/D converter and versatile control capability, these devices have an on-chip analog multiplexer that can select any analog inputs or one of three internal self-test voltages. The sample-and-hold function is automatically started after the fourth SCLK edge (normal sampling) or can be controlled by a special pin, CSTART\, to extend the sampl...
发表于 04-18 20:07 78次 阅读
TLC1518 10 位 400kSPS ADC,具有串行输出、SPI/DSP 兼容接口、关断状态、8 通道

TLC1514 10 位 400kSPS ADC,具有串行输出、SPI/DSP 兼容接口、关断状态、4 通道

信息描述The TLC1518 and TLC1514 are a family of high-performance, 10-bit, low power, 1.4 us, CMOS SAR analog-to-digital converters (ADC) which operate from a single 5 V power supply. These devices have three digital inputs and a 3-state output [chip select (CS\), serial input-output clock (SCLK), serial data input (SDI), and serial data output (SDO)] that provide a direct 4-wire interface to the serial port of most popular host microprocessors (SPI interface). When interfaced with a DSP, a frame sync (FS) signal is used to indicate the start of a serial data frame. In addition to a high-speed A/D converter and versatile control capability, these devices have an on-chip analog multiplexer that can select any analog inputs or one of three internal self-test voltages. The sample-and-hold function is automatically started after the fourth SCLK edge (normal sampling) or can be controlled by a special pin, CSTART\, to extend the sampl...
发表于 04-18 20:07 69次 阅读
TLC1514 10 位 400kSPS ADC,具有串行输出、SPI/DSP 兼容接口、关断状态、4 通道

TLC1551 10 位,164kSPS ADC 并行输出,直接 I/F 至 DSP/微处理器,10 通道

信息描述The TLC1550x and TLC1551 are data acquisition analog-to-digital converters (ADCs) using a 10-bit, switched-capacitor, successive-approximation network. A high-speed, 3-state parallel port directly interfaces to a digital signal processor (DSP) or microprocessor (µP) system data bus. D0 through D9 are the digital output terminals with D0 being the least significant bit (LSB). Separate power terminals for the analog and digital portions minimize noise pickup in the supply leads. Additionally, the digital power is divided into two parts to separate the lower current logic from the higher current bus drivers. An external clock can be applied to CLKIN to override the internal system clock if desired. The TLC1550I and TLC1551I are characterized for operation from –40°C to 85°C. The TLC1550M is characterized over the full military range of –55°C to 125°C.特性Power Dissipation...40 mW Max Advanced LinEPIC™ Single-Po...
发表于 04-18 20:07 75次 阅读
TLC1551 10 位,164kSPS ADC 并行输出,直接 I/F 至 DSP/微处理器,10 通道

THS12082 12 位、8MSPS ADC,具有双通道、DSP/uP 接口、16X FIFO、通道自动扫描、低功耗

信息描述The THS12082 is a CMOS, low-power, 12-bit, 8 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers allow for programming the ADC into the desired mode. The THS12082 consists of two analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. An integrated 16 word deep FIFO allows the storage of data in order to take the load off of the processor connected to the ADC. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided.An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the appl...
发表于 04-18 20:06 135次 阅读
THS12082 12 位、8MSPS ADC,具有双通道、DSP/uP 接口、16X FIFO、通道自动扫描、低功耗

THS1209 12 位、8 MSPS ADC 双通道、DSP/uP 接口、通道自动扫描、低功耗

信息描述The THS1209 is a CMOS, low-power, 12-bit, 8 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers allow for programming the ADC into the desired mode. The THS1209 consists of two analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the application. The THS1209C is characterized for operation from 0°C to 70°C, and the THS1209I is characterized for operation from ...
发表于 04-18 20:06 153次 阅读
THS1209 12 位、8 MSPS ADC 双通道、DSP/uP 接口、通道自动扫描、低功耗

THS1207 12 位,6MSPS 同步采样四通道 ADC;包括并行 DSP/uP I/F 通道自动扫描

信息描述The THS1207 is a CMOS, low-power, 12-bit, 6 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers are used to program the ADC into the desired mode. The THS1207 consists of four analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential-inputs. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the application. The THS1207C is characterized for operation from 0°C to 70°C, the THS1207Iis characterized for operation from –40°...
发表于 04-18 20:05 178次 阅读
THS1207 12 位,6MSPS 同步采样四通道 ADC;包括并行 DSP/uP I/F 通道自动扫描

BELASIGNA R281 始终聆听,语音触发音频DSP系统

信息 BelaSigna®R281是一款超低功耗语音触发解决方案,适用于各种消费电子设备。在典型的应用中,BelaSigna R281“始终在聆听”。并且将检测单个用户训练的触发短语,当检测到该触发短语时断言唤醒信号。 “始终开启”。平均功耗小于300 uW的关键短语检测(不包括麦克风的功耗)可保持待机电池寿命。 BelaSigna R281是一款超小型解决方案,可同时提供采用5 mm x 5mm QFN32封装和2.42 mm x 2.74 mm WLCSP封装。它可以设计在单层PCB上,具有4 mil布线和最少量的外部元件。 需要一个外部的I C主控制器来配置器件进行操作。 超低功耗 卓越绩效 混合信号 Easy Design-In 优势特点 主要功能 久经考验的超低功耗数字信号处理(DSP)技术 •最初为助听器开发的音频DSP技术在以下方面具备所需的计算能力极低电流消耗 •...
发表于 04-18 19:42 91次 阅读
BELASIGNA R281 始终聆听,语音触发音频DSP系统

THS10082 具有双通道、并行 DSP/uP 接口、16X FIFO、通道自动扫描、低功耗的 10 位 8MSPS ADC

信息描述The THS10082 is a CMOS, low-power, 10-bit, 8 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers allow for programming the ADC into the desired mode. The THS10082 consists of two analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. An integrated 16 word deep FIFO allows the storage of data in order to take the load off of the processor connected to the ADC. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the app...
发表于 04-18 19:06 88次 阅读
THS10082 具有双通道、并行 DSP/uP 接口、16X FIFO、通道自动扫描、低功耗的 10 位 8MSPS ADC

THS1206 12 位 6MSPS ADC,具有四通道 (配置),DSP/uP IF,集成 16x FIFO、信道自动扫描功能和低功耗模式

信息描述The THS1206 is a CMOS, low-power, 12-bit, 6 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers are used to program the ADC into the desired mode. The THS1206 consists of four analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. An integrated 16 word deep FIFO allows the storage of data in order to take the load off of the processor connected to the ADC. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the applic...
发表于 04-18 19:06 91次 阅读
THS1206 12 位 6MSPS ADC,具有四通道 (配置),DSP/uP IF,集成 16x FIFO、信道自动扫描功能和低功耗模式

THS1007 10 位 6MSPS 同步采样四路通道 ADC;包含并行 DSP/uP I/F 通道 自动扫描

信息描述 The THS1007 is a CMOS, low-power, 10-bit, 6 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers are used to program the ADC into the desired mode. The THS1007 consists of four analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the application. The THS1007C is characterized for operation from 0°C to 70°C, and the THS1007I is characterized for operation from ...
发表于 04-18 19:06 80次 阅读
THS1007 10 位 6MSPS 同步采样四路通道 ADC;包含并行 DSP/uP I/F 通道 自动扫描

THS10064 10 位 6MSPS ADC,具有四通道 (可配置)、DSP/uP IF、集成 16x FIFO、通道 自动扫描和低功耗

信息描述The THS10064 is a CMOS, low-power, 10-bit, 6 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers are used to program the ADC into the desired mode. The THS10064 consists of four analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. An integrated 16 word deep FIFO allows the storage of data in order to improve data transfers to the processor. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the application. Two diffe...
发表于 04-18 19:06 76次 阅读
THS10064 10 位 6MSPS ADC,具有四通道 (可配置)、DSP/uP IF、集成 16x FIFO、通道 自动扫描和低功耗