EMIF的两个接口EMIFA和EMIFB分析与比较

有关TI DSP的两个问题：地址总线不从零开始问题及寻址范围问题

示例芯片：TMS320C6416

EMIF，即ExternalMemoryInterFace ，中文译为外部存储器接口。

EMIF可谓是困扰了我很久的一个接口。当然，相比于SPI，UART，I2C等总线协议来说，EMIF相对来说复杂一些……

========================两个问题============================

切不说EMIF怎么去用，单就表面的两个问题就能让人思考好久，但仍不得其解：

1）6416中共有EMIFA和EMIFB两个EMIF接口，但有一个问题，为什么EMIFA的地址总线是从AEA3到AEA22共20位，EMIFB的地址总线是从BEA1到BEA20共20位，按理来说这种总线都是从0开始的呀，这到底是怎么回事？

2）TI文档《TMS320C6414, TMS320C6415, TMS320C6416 FIXED-POINT DIGITAL SIGNAL PROCESSORS(SPRS146N)》中的表3部分如下所示：

在表3中可以看到，对于EMIFB的每个CE片选空间，共有64MB的寻址空间；对于EMIFA的每个CE片选空间，共有256MB的寻址空间。

但是，请注意问题1中的提到了无论对于EMIFA还是EMIFB均只有20根地址线，我们可以计算一下，2^20=1M的寻址空间，这64MB和256MB到底是指什么呢？

对于高手来说当然弄懂也许是小问题，但对于初次接触这类问题的初学者来说，也许琢磨很久也弄不明白，我就是后者！

========================问题的答案============================

为了解释以下问题，首先明确一个单位度量：字节=8bit，半字=16bit，字=32bit，双字=64bit

解答问题1：

我们再次来理一理EMIF接口：

EMIFA有AEA3~AEA22共20根地址线和AED0~AED63共64根数据线，也就是说数据总结是“双字”的，再注意一下表3中有关寻址范围的单位是BYTES，一个双字等于八个字节，而如果寻址八个字节则需要3位地址线。嗯，这就对了，EMIFA的地址总线无低三位，其实是因为它的数据总线是64位的缘故，即数据总线对数据的操作是以八个字节为单位的，所以根本没必要再包含低三位的地址线了……

同理，对于EMIFB，数据总线为16位，即数据总线对数据的操作是以半字为单位的，所以根本没必要包含最低位地址线了……

当然，虽然EMIFA有64位数据线，我们可以选择使用EMIFA的低32位，或者是低16位，或者是低8位；EMIFB有16位数据线，我们可以只选择使用它的低八位；

以EMIFB使用16位数据总线为例，我们要在DSP中使用EMIFB时，访问的地址是偶数，比如0，2，4等等，再具体点说吧，使用EMIFB的CE2片选的地址范围，我们可以这样在CCS中编程使用EMIFB接口：

*(short int *)(0x68000000)= 0x11;

(short int *)(0x68000000)是将0x68000000强制类型转换成short int型的指针类型，即得到指向地址0x68000000的指针，而地址0x68000000中存是一个16bit的数据（其实是和0x68000001合在一起了吧）；

*(short int *)(0x68000000)则是取出地址0x68000000中存储的值；

那么这时EMIFB的地址总线上是什么情况呢？访问地址0，当然20位地址总线都是0了；但若是*(short int *)(0x68000002)呢？注意，这时地址总线是1而不是2，因为地址总线是从BEA1开始的，而不是BEA0！

这时自然就出现了第2个问题，下面我们来解答。

解答问题2：

首先看一个TI官方文档：《TMS320C6000 DSP External Memory Interface(EMIF) Reference Guide【SPRU266E】》，这个文档一开始就讲了很多存储器类型，本来是讲EMIF接口的，讲存储器干吗？

下面看表4-3

注意表中的第一列是memory type，即存储器类型，共有三种，异步静态RAM（ASRAM），可编程同步存储器，同步动态RAM（SDRAM）

然后再注意第三列是maximum addressable bytes per CE space，即每CE片选空间最大可寻址字节数，其中对于前两种类型的存储器都是对应相同的，但对于SDRAM来说则变为了前面两者的32倍！

再看表4-3，对于memory witdth为16和64的请况，我们可以很容易作出如下计算：

20根地址线，寻址范围为2^20=1M；对于EMIFA来说，他的数据总线为双字（8bytes），则它的寻址字节数为1M*8bytes=8MBytes；对于EMIFB来说，它的数据总线为半字(2bytes)，则它的寻址范围为1M*2bytes=2MBytes。

这与表中是吻合的，但是对于64位数据总线中的256MB的寻址范转和16位数据总线中的64MB的寻址范围是怎么回事呢？

在此不过多说了，只是提一句吧，对于SDRAM来说，它是分行地址和列地址的，即对其进行访问时分行和列之分，如果行地址有10位，列地址有16位，那么相当于寻址范围为2^10 * 2^16 = 2^26 = 64M。

看到这个计算明白了吧……

我们可以得出如下结论：

EMIFA的每个CE片选空间相对于SDRAM来说寻址范围256MB，而相对于其它类型的memory为8MB；EMIFB的每个CE片选空间相对于SDRAM来说寻址范围64MB，而相对于其它类型的memory为2MB。

这里注意一下单位，如果仅就地址总线的寻址范围来说，它的范围就是多少个地址，只有配以数据总线后才能说它的寻址范围为多少字节；比如说仅就20位的地址总线来说它的寻址范围就是1M=2^20个，但如果配上8位的数据总线则寻址范围为1MB，如果是16位的数据总线则寻址范围为2MB，64位数据总线则是8MB……

注：我也是琢磨了好久才琢磨出来了这么一个结果，文中内容都是一些个人理解，只供参考，不作为答案！

TI DSP的EMIF接口的地址总线问题（实际测试）

题目：TI DSP的EMIF接口的地址总线问题（实际测试）

在此博文中，具体谈到了当DSP内部访问EMIF内的某一地址时，地址总线的的数值问题，当时的结果只是从理论上得到的，也没有验证，今天验证了一下，分享出来……

平台：DSP（TMS320C6416T）+FPGA

其中6416的EMIFA与FPGA相连。

试验中，使用EMIFA CE1空间，并将其设置为16位异步接口。在DSP中给某一CE1空间中的地址赋值，即执行写操作；FPGA这边，直接用ChipScope观察地址总线的值。

共试验了几个值：

写地址(16进制) 地址总线值(16进制)

0x90000000+2*0x1 0x1

0x90000000+2*0x2 0x2

0x90000000+2*0x2+1 0x2

0x90100000+2*0x2 0x80002

0x90000000+2*0xFFFFF 0xFFFFF

0x90000000+2*0xFFFFF+2 0x0

由以上的值基本可以得出访问的地址与地址总线值之间的关系：

设访问的地址为ADDR，则址值总线上的值为floor[(ADDR-0x90000000)/2]，floor为向下取整。由于此时为异步接口，对于20位的址址总线来说，地址变化最大为1M的范围，即从0~0xFFFFF，因此实际值为floor[(ADDR-0x90000000)/2]%0x100000，%表示取模，0x100000即为1M地址空间。

那么当把接口设置为32位异步接口呢？64位异步接口呢？

针对这个问题，我也试了一下，基本结论是这样的：

设接口位宽为Width，CE空间起始地址为AddrInit，地址最大范围为0~AddrMax-1，访问的地址为ADDR，地址总线上的值为ADDRBUS，则有如下关系：

ADDRBUS=floor[(ADDR-AddrInit)/(Width/8)]%AddrMax

再贴一个清楚一点的公式，呵呵，和上面的完全一样，这样是不是看起来更直接：

例如：

接口位宽Width=16

CE空间起始地址AddrInit=0x90000000

地址最大范围为AddrMax=1M=2^20=0x100000

访问地址ADDR=0x90000005(即0x9000 0000+2*0x2+1 )

ADDRBUS=floor[(0x90000005-0x9000 0000)/(16/8)]%0x100000=2

这与前面的结果是一致的！

补充一个时序问题：

1）DSP写，即FPGA读，在FPGA中检测AWE下降沿且CE为低时，读数据总线即可；

2）DSP读，即FPGA写，在FPGA中当AOE和CE均为低时，写数据总线即可。

到此，搞定DSP与FPGA通过EMIF接口通信问题！

参考文献：

1）《TMS320C6414, TMS320C6415, TMS320C6416 FIXED-POINT DIGITAL SIGNAL PROCESSORS(SPRS146N)》

2）《TMS320C6000 DSP External Memory Interface(EMIF) Reference Guide(SPRU266E)》

3）http://www.hellodsp.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=990&highlight=EMIF

4）http://www.hellodsp.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=22775&highlight=EMIF

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