TMS320F28335及其最小應用系統(tǒng)設計

引言
    TMS320F28335型數(shù)字信號處理器是TI公司的一款TMS320C28X系列浮點DSP控制器。與以往的定點DSP相比，該器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外設集成度高，數(shù)據(jù)以及程序存儲量大，A／D轉(zhuǎn)換更精確快速等。它采用內(nèi)部1．9 V供電，外部3．3 V供電，因而功耗大大降低。且主頻高達150 MHz，處理速度快，是那些需要浮點運算便攜式
產(chǎn)品的理想選擇。

2 TMS320F28335簡介
    TMS320F28335采用176引腳LQFP四邊形封裝，其功能結構參見參考文獻。其主要性能如下：
    高性能的靜態(tài)CMOS技術，指令周期為6．67 ns，主頻達150 MHz；
    高性能的32位CPU，單精度浮點運算單元(FPU)，采用哈佛流水線結構，能夠快速執(zhí)行中斷響應，并具有統(tǒng)一的內(nèi)存管理模式，可用C／C++語言實現(xiàn)復雜的數(shù)學算法；
    6通道的DMA控制器；
    片上256 Kxl6的Flash存儲器，34 Kxl6的SARAM存儲器．1 Kx16 OTPROM和8 Kxl6的Boot ROM。其中Flash，OTPROM，16 Kxl6的SARAM均受密碼保護；
    控制時鐘系統(tǒng)具有片上振蕩器，看門狗模塊，支持動態(tài)PLL調(diào)節(jié)，內(nèi)部可編程鎖相環(huán)，通過軟件設置相應寄存器的值改變CPU的輸入時鐘頻率；
    8個外部中斷，相對TMS320F281X系列的DSP，無專門的中斷引腳。GPI00~GPI063連接到該中斷。GPI00一GPI031連接到XINTl，XINT2及XNMI外部中斷，GPl032~GPI063連接到XINT3一XINT7外部中斷；
    支持58個外設中斷的外設中斷擴展控制器(PIE)，管理片上外設和外部引腳引起的中斷請求；
    增強型的外設模塊：18個PWM輸出，包含6個高分辨率脈寬調(diào)制模塊(HRPWM)、6個事件捕獲輸入，2通道的正交調(diào)制模塊(QEP)；
    3個32位的定時器，定時器0和定時器1用作一般的定時器，定時器0接到PIE模塊，定時器1接到中斷INTl3；定時器2用于DSP／BIOS的片上實時系統(tǒng)，連接到中斷INTl4，如果系統(tǒng)不使用DSP／BIOS，定時器2可用于一般定時器；
串行外設為2通道CAN模塊、3通道SCI模塊、2個McBSP(多通道緩沖串行接口)模塊、1個SPI模塊、1個I2C主從兼容的串行總線接口模塊；
    12位的A／D轉(zhuǎn)換器具有16個轉(zhuǎn)換通道、2個采樣保持器、內(nèi)外部參考電壓，轉(zhuǎn)換速度為80 ns，同時支持多通道轉(zhuǎn)換；

    88個可編程的復用GPIO引腳；
    低功耗模式；
    1．9 V內(nèi)核，3．3 V I／O供電；
    符合IEEEll49．1標準的片內(nèi)掃描仿真接口(JTAG)；TMS320F28335的存儲器映射需注意以下幾點：
    片上外設寄存器塊0~3只能用于數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用戶不能在該存儲區(qū)內(nèi)寫入程序。
    OTP ROM區(qū)(0x38 0000~0x38 03FF)為只讀空間，存儲A/D轉(zhuǎn)換器的校準程序，用戶不能對此空間寫入程序。
    即使不應用eCAN模塊，也應使能時鐘模塊，將為eCAN分配的RAM空間用作一般RAM。
    如果設置安全代碼，存儲器區(qū)域Ox33FF80~0x33FFF5需全部寫入數(shù)據(jù)0x0000，而不能用于存儲程序或數(shù)據(jù)。反之，0x33FF80~Ox33FEF可以存儲數(shù)據(jù)或程序，其中0x33FFF0~Ox33FFF5只能存儲數(shù)據(jù)。

3 仿真工具和開發(fā)環(huán)境
    TMS320F28335開發(fā)工具有：標準的優(yōu)化C／C++編譯／匯編／連接器，CCS集成開發(fā)環(huán)境，評估板和XDS510仿真器。其中CCS是一個界面友好，功能完善的集成的開發(fā)平臺，具有編輯、匯編、編譯、軟硬件仿真調(diào)試功能。

4 最小應用系統(tǒng) 
    采用TMS320F28335組成應用系統(tǒng)，首先考慮TMS320F28335所具有的各種功能是否滿足應用系統(tǒng)要求。如能滿足則該系統(tǒng)為最小應用系統(tǒng)。一個最小應用系統(tǒng)包括復位電路，時鐘電路、電源及存儲器等。對于TMS320F28335，其具有片上Flash，0TPROM及SARAM存儲器在設計最小應用系統(tǒng)時無需考慮外部存儲器接口問題。
4．1 復位電路的設計
    復位采用上電復位電路，由電源器件給出復位信號。一旦電源上電，系統(tǒng)便處于復位狀態(tài)，當XRS為低電平時，DSP復位。為使DSP初始化正確，應保證XRS為低電平并至少保持3個CLKOUT周期，同時在上電后，該系統(tǒng)的晶體振蕩器一般需要100~200 ms的穩(wěn)定期。所選的電源器件TPS73HD30l一旦加電，其輸出電壓緊隨輸入電壓，當輸出電壓達到啟動RESET的最小電壓時(溫度為25℃時，其電壓為1．5 V)，引腳RESET輸出低電平，并且至少保持200ms，從而滿足復位要求。
4．2 時鐘電路的設計
    向DSP提供時鐘一般有2種方法：一種是利用DSP內(nèi)部所提供的晶體振蕩器電路，即在DSP的Xl和X2引腳之間連接一晶體來啟動內(nèi)部振蕩器；另一種方法是將外部時鐘源直接輸入X2／CLKIN引腳，Xl懸空，采用已封裝晶體振蕩器。鑒于從資源利用和電路設計的簡單性考慮．該最小應用系統(tǒng)的時鐘電路采用TMS320F28335內(nèi)部晶體振蕩器，具體電路如圖l所示。外部晶體的工作頻率為30 MHz，TMS320F28335內(nèi)部具有一個可編程的鎖相環(huán)，用戶可根據(jù)所需系統(tǒng)時鐘頻率對其編程設置。圖2為DSP的電源引腳連接電路。

4．3 J17AG仿真接口
    TMS320F28335具有符合IEEEll49．1標準的片內(nèi)掃描仿真接口(JTAG)，該接口通過仿真器直接訪問。為了能與仿真器通信，所設計的最小系統(tǒng)板上應有14引腳的仿真接口，其中的EMU0和EMUl信號必須通過上拉電阻連接至電源，其中上拉電阻為4．7 kΩ。其電路原理圖如圖3所示。
4．4 電源部分設計
    由TMS320F28335組成的應用系統(tǒng)內(nèi)核電壓(1．9 V)與I／O供電電壓(3．3 V)不同，電源部分利用兩路輸出電源器件TPS73HD301來實現(xiàn)，如圖4所示。對于輸入部分，由于所設計的系統(tǒng)供電電源與電源器件距離小于10 cm，在輸入端接入0．1μF的貼片電容，具有濾除噪聲，提高響應速度。而對于輸出部分，10μF的固體鉭電容接地可有效保證滿載情況下的穩(wěn)定性，選擇電阻R1和R2時應遵循：Vo=Vref[1+(R1/R2)]，其中Vref=1．182 V，推薦R2選用269 kΩ。
4．5 應注意事項
    設計中應注意以下事項：
    (1)時鐘電路采用內(nèi)部晶體振蕩器，在電路配置時應盡量靠近TMS320F28335放置，引線要短且粗，電容要穩(wěn)定，容值準確，應遠離發(fā)熱元件。
    (2)電源模塊輸出端使用保護電容，其值不能小于10μF，且不能使用貼片電容或高頻陶瓷電容，否則工作不穩(wěn)定。
    (3)TMS320F28335中一些不用的引腳，應將其通過上拉電阻接電源或按下拉電阻使其接地。

5 結語
    文中給出了TMS320F28335的最小應用系統(tǒng)的設計電路，利用該電路實時在線對TMS320F28335系統(tǒng)仿真開發(fā)。但該系統(tǒng)僅是一個最小的應用系統(tǒng)，具體模塊的應用系統(tǒng)應視實際需要設計。