DSP應(yīng)用設(shè)計(jì)關(guān)鍵之接口設(shè)計(jì)（四）

四、TMS320C32的存儲器接口設(shè)計(jì)

　　1 TMS320C32的外部存儲器接口的特點(diǎn)

　　TMS320C32是一個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。

圖1，TMS320C32的外部存儲器接口圖

　　在圖1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引腳為低電平時程序存儲器寬度為16位;當(dāng)PRGW引腳為高電平時程序存儲器寬度為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外部存儲器空間。例如，一個32位外部存儲器可以被設(shè)定為只存放一個32位的雙字，但是也可以被分為具有2個連續(xù)地址的16位字或者4個連續(xù)地址的8位字節(jié)。反之，一個32位雙字可以放在一個32位外部存儲器中，也可以放在2個16位或4個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，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，是一個動詞，英文‘Enable’。使能通俗點(diǎn)說就是一個“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。

圖2，8位存儲器的硬件接線圖

圖3，16位存儲器的硬件接線圖

　　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。

圖4，32位存儲器的硬件接線圖

　　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。

圖5，STRBo控制寄存器

圖6，STRBl控制寄存器

圖7，IOSTRB控制寄存器

　　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)。

圖8，TMS320C32存儲囂接口的電路圖

　　在16位存儲器中存放32位數(shù)據(jù)時，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32位數(shù)據(jù)時，存儲器接口必須向外部16位存儲器執(zhí)行兩個指令周期。這兩個指令周期訪問2個連續(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。

　　當(dāng)在外部32位存儲器中存放32位數(shù)據(jù)時，STRBl的4個引腳都設(shè)置為片選引腳。這時數(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，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，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)

　　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)時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理。