TMS320C32 DSP的存儲器接口設(shè)計(jì)方案

TMS320C32是美國TI公司生產(chǎn)的一款浮點(diǎn)數(shù)字信號處理器(DSP)，是TMS320系列浮點(diǎn)數(shù)字信號處理器的新產(chǎn)品，其CPU是在TMS320C30和TMS320C31的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡化和改進(jìn)。在結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)主要包括可變寬度的存儲器接口、更快速的指令周期時(shí)間、可設(shè)置優(yōu)先級的雙通道DMA處理器、靈活的引導(dǎo)程序裝入方式、可重新定位的中斷向量表以及可選的邊緣/電平觸發(fā)中斷方式等。

1 TMS320C32的外部存儲器接口的特點(diǎn)

TMS320C32是一個(gè)32位微處理器，它可以通過24位地址總線、32位數(shù)據(jù)總線和選通信號對外部存儲器進(jìn)行訪問。其外部存儲器接口結(jié)構(gòu)如下圖l所示。

在圖l中，引腳(引腳，又叫管腳，英文叫Pin。就是從集成電路(芯片)內(nèi)部電路引出與外圍電路的接線，所有的引腳就構(gòu)成了這塊芯片的接口)PRGW是用來配置外部程序存儲器的寬度的。當(dāng)PRGW引腳為低電平時(shí)程序存儲器寬度為16位;當(dāng)PRGW引腳為高電平時(shí)程序存儲器寬度為32位。 STRBO和STRBl各為一組訪問外部存儲器的選通信號，各有4個(gè)信號引腳(STRBx_B3/A_1、STRBx_B2/A_2、STRBx_Bl和 STRBx_B0)。從圖l中我們可以看出，選通信號STRB0和STRBl能從8/16/32位存儲器中訪問8/16/32位數(shù)據(jù)，或從16/32位存儲器中執(zhí)行32位程序;IOSTRB是外設(shè)I/O的選通信號引腳，它只能從32位寬度的存儲器中訪問32位的數(shù)據(jù)和程序。

可以通過對STRBx和IOSTRB的設(shè)置，從8/16/32位的存儲器中訪問8/16/32位數(shù)據(jù)或程序。也就是說，可以從任何一個(gè)外部存儲器中訪問任何一種類型的數(shù)據(jù)。這就說明可以通過設(shè)置IOSTRB、STRB0和STRB1的選通信號來尋址整個(gè)外部存儲器空間。例如，一個(gè)32位外部存儲器可以被設(shè)定為只存放一個(gè)32位的雙字，但是也可以被分為具有2個(gè)連續(xù)地址的16位字或者4個(gè)連續(xù)地址的8位字節(jié)。反之，一個(gè)32位雙字可以放在一個(gè)32 位外部存儲器中，也可以放在2個(gè)16位或4個(gè)8位寬度的外部存儲器中。

TMS320C32內(nèi)部總共提供了64 MB的存儲器映射空間。其中，STRB0所對應(yīng)的存儲映像區(qū)間是不連續(xù)的兩段區(qū)問，一段是03FH～7FFFFFH(共31.999 MB)，另一段是880000H～8FFFFFH(共2 MB);STRBl所對應(yīng)的存儲映像區(qū)間是900000H～FFFFFFH(共28 MB);IOSTRB所對應(yīng)的存儲映像區(qū)間是810000H～82FFFFH(共512KB)。當(dāng)外部總線訪問這些空間時(shí)，相應(yīng)的選通信號就使能。

負(fù)責(zé)控制信號的輸入和輸出叫做使能，是一個(gè)動詞，英文‘Enable’。使能通俗點(diǎn)說就是一個(gè)“允許”信號，進(jìn)給使能也就是允許進(jìn)給的信號，也就是說當(dāng)進(jìn)給使能信號有效的時(shí)候電機(jī)才能轉(zhuǎn)動。一般的數(shù)控系統(tǒng)會將電機(jī)的進(jìn)給使能信號跟急停開關(guān)和行程限位開關(guān)串聯(lián)起來，當(dāng)按下急停開關(guān)或者電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)超出行程后，進(jìn)給使能信號被斷開，電機(jī)不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動，從而保護(hù)機(jī)床在安全的行程內(nèi)運(yùn)行。

2 TMS320C32的3種存儲器設(shè)計(jì)方案

2.1 8位存儲器寬度

設(shè)計(jì)為8位的存儲器，其硬件接線方案如圖2所示。STRBx_B3/Al_1和STRBx_B2/A_2引腳作為地址引腳，STRBx_B0引腳作為片選引腳，而STRBx_B1則不用。

2.2 16位存儲器寬度

設(shè)計(jì)為16位的存儲器，其硬件接線方案如圖3所示。STRBx_B3/A_1引腳作為地址引腳，STRBx_B0和STRBx_B1引腳作為片選引腳，而STRBx_B2/A_2則不用。

2.3 32位存儲器寬度

設(shè)計(jì)為32位的存儲器，其硬件接線方案如下圖4所示。STRBx所有的引腳都設(shè)置成片選引腳。

3 存儲器映射外部總線控制寄存器

綜上所述，TMS320C32可以從8/16/32位存儲器中訪問8/16/32位數(shù)據(jù)，或者從16/32位存儲器中執(zhí)行32位的程序。但是如果內(nèi)外部數(shù)據(jù)的位數(shù)不一致時(shí)該如何處理呢?C32的外部總線控制寄存器可以根據(jù)相應(yīng)控制位的值，自動對存儲器接口的寬度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。下面則對總線控制寄存器作出一個(gè)詳細(xì)的介紹。

STRBo、STRBl以及IOSTRB控制寄存器在存儲器映射空間的物理地址分別是808064H、808068H和808060H，并且都是32位的，各位的定義如圖5、圖6和圖7所示。

從圖5和圖6中我們可以看到，STRBx控制寄存器的第18、19位是用來控制存儲器的寬度的，而第16、17位是用來控制數(shù)據(jù)寬度的，具體定義如表1所列。

4 存儲器接口實(shí)例

圖8給出了一個(gè)實(shí)際TMS320C32存儲囂接口的電路圖。16位存儲器由2片128 K8位的SRAM構(gòu)成，32位存儲器由4片128 K8位的SRAM構(gòu)成，STRB0的4組選通信號接16位外部存儲器，STRBl的4組選通信號接32位外部存儲器。為說明數(shù)據(jù)在存儲器及處理器中的存放格式，本文設(shè)計(jì)了兩種存儲器接口電路：一是在16位存儲器中存放32位數(shù)據(jù);二是在32位存儲器中存放32位數(shù)據(jù)。

在16位存儲器中存放32位數(shù)據(jù)時(shí)，STRB0_B3/A1作為地址引腳與外部存儲器的AO相接，STRB0_B0和STRB0_B1作為片選信號，STRBx_B2/A_2不用。由于數(shù)據(jù)寬度大于存儲器寬度，所以在外部存儲器偶地址中存放32位數(shù)據(jù)的低16位，奇地址中存放32位數(shù)據(jù)的高16 位，外部存儲器的地址為OH～lFFFFH，對應(yīng)的在C32存儲映射中的地址為OH～0FFFFH。當(dāng)一條指令向邏輯地址OH中裝入一個(gè)32位數(shù)據(jù)時(shí)，存儲器接口必須向外部16位存儲器執(zhí)行兩個(gè)指令周期。這兩個(gè)指令周期訪問2個(gè)連續(xù)的外部存儲器地址OH和1H，從而完成對32位數(shù)據(jù)的操作。[!--empirenews.page--]

當(dāng)在外部32位存儲器中存放32位數(shù)據(jù)時(shí)，STRBl的4個(gè)引腳都設(shè)置為片選引腳。這時(shí)數(shù)據(jù)寬度與外部存儲器寬度一致，由于是STRBl使能，所以128 K32位的外部存儲空間與C32存儲器映射的900000H～91FFFFH相對應(yīng)。

當(dāng)接口電路設(shè)計(jì)為16位時(shí)，其物理地址等于邏輯地址右移l位，即DSP的地址線A00接在SRAM的A1上;當(dāng)接口電路設(shè)計(jì)為32位時(shí)，其物理地址等于邏輯地址，即DSP的地址線A00接在SRAM的A0上。

5 小結(jié)

本文主要介紹了如何根據(jù)實(shí)際需要來自動地調(diào)節(jié)存儲器接口寬度。由于C32可以非常靈活地調(diào)整其存儲器接口寬度，使得存儲器接口電路的設(shè)計(jì)更加的靈活，因此非常適用于電機(jī)或電力系統(tǒng)等實(shí)時(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理。