TMS320F2812慢速外設(shè)接口的時(shí)序控制

TMS320F2812通常能夠?qū)崿F(xiàn)與常用外圍芯片的時(shí)序匹配，如RAM、D/A等；但是，當(dāng)遇到讀、寫周期十分緩慢的輸入/輸出設(shè)備，如液晶顯示模塊、打印機(jī)、鍵盤時(shí)，就需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的外部硬件等待電路。本文對(duì)定點(diǎn)DSP芯片的外部接口時(shí)序進(jìn)行分析和研究；著重探討TMS320F2812與液晶顯示模塊直接連接時(shí)的時(shí)序匹配問題，并提供相關(guān)解決方案。
關(guān)鍵詞 TMS320F2812 慢速外設(shè) LMl9264A 時(shí)序控制

引 言
TMS320F2812(以下簡稱F2812)是美國德州儀器公司(TI公司)推出的C2000家族中最新一代產(chǎn)品。該芯片采用32位操作，大大提高了處理能力，主頻可以工作在150 MHz(時(shí)鐘周期可達(dá)6.67 ns)，其先進(jìn)的內(nèi)部和外設(shè)結(jié)構(gòu)使得該處理器主要用于大存儲(chǔ)設(shè)備管理、高性能的控制場合。較之C2000系列的其他產(chǎn)品，該芯片的時(shí)序操作更加靈活、獨(dú)立。為了進(jìn)一步理解F2812和緩慢外設(shè)的接口和設(shè)計(jì)技術(shù)，有必要討論該芯片時(shí)序操作的特點(diǎn)。

1 F2812的讀寫時(shí)序特點(diǎn)
在F2812中，對(duì)外部器件的讀、寫訪問都是通過外部接口模塊XINTF來實(shí)現(xiàn)的。它類似于C240X的外部接口，但也作了三方面的改進(jìn)。
①原來的TMS320LF240X系列，程序存儲(chǔ)空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和I/o空間都映射在相同的地址(0000～FFFF)，對(duì)它們的訪問是通過不同的指令來區(qū)分的；而在F2812中，外部接口模塊分成了5個(gè)固定的存儲(chǔ)映像區(qū)域：XZCS0、XZCSl、XZCS2、XZCS6、XZCS7，可尋址1 MB的片外存儲(chǔ)器空間，具有獨(dú)立的地址。
②F2812的每個(gè)XINTF區(qū)都有一個(gè)片選信號(hào)。其中，有地區(qū)域的片選信號(hào)在內(nèi)部是“與”在一起的，組成了一個(gè)共享的芯片選擇，比如XZCSo和XZXSl共享一個(gè)片選信號(hào)XZCSO、ANDI,XZCS6和XZCS7共享一個(gè)片選信號(hào)XZCS6XZCS7.在這種方式下，同一個(gè)外部器件可被連到兩個(gè)區(qū)，或者可以用外部譯碼邏輯來區(qū)分這兩個(gè)區(qū)。
③5個(gè)固定存儲(chǔ)映像區(qū)域的每一個(gè)區(qū)還可以分別對(duì)等待狀態(tài)數(shù)、讀寫選通信號(hào)的建立時(shí)間、激活時(shí)間和保持時(shí)間進(jìn)行編程。

可編程的等待狀態(tài)、芯片選擇和可編程的選通時(shí)間使得該接口與外部存儲(chǔ)器及外設(shè)脫離了聯(lián)系，可以靈活、獨(dú)立地進(jìn)行外部擴(kuò)展。這里，對(duì)外部器件進(jìn)行讀、寫訪問的基時(shí)鐘是xINTF內(nèi)部時(shí)鐘xTIMCLK。通過寫XINTF-CNJF2寄存器的XTIMCLK位，可以將該時(shí)鐘配置成與SYSCLK0UT相等和等于SYSCLKOUT的1/2，并且，對(duì)任何一個(gè)映射在XINTF區(qū)的外部器件進(jìn)行讀、寫訪問都可劃分為建立、激活和跟蹤三個(gè)階段?？梢酝ㄟ^相應(yīng)的XTIMINCO/1/2/6/7寄存器來設(shè)置這三個(gè)階段的周期，使之滿足系統(tǒng)的需要。F2812的讀寫時(shí)序如圖1、2所示。

由圖1、2可知，在建立階段，相應(yīng)XINTF區(qū)的片選信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，地址有效；默認(rèn)情況下，該階段的周期為最大值——6個(gè)XTIMCLK周期。在激活階段，對(duì)外部器件進(jìn)行訪問：在讀訪問時(shí)，讀選通信號(hào)(XRD)變低并將數(shù)據(jù)鎖入DSP；在寫訪問時(shí)，寫使能信號(hào)(XWE)變低并將數(shù)據(jù)放置在數(shù)據(jù)總線上。默認(rèn)情況下，該階段的周期為最大值——14個(gè)XTIMCLKK。在跟蹤階段，讀或?qū)戇x通信號(hào)變回為高電平，但其地址仍保持有效。默認(rèn)情況下，該階段的周期為最大值——6個(gè)XTIMCLK周期。

由此可得，F(xiàn)2812的讀、寫周期(激活階段)的最大值為14個(gè)XTIMCLK周期。如果將XTIMCLK的頻率設(shè)置為SYSCLKOUT的1/2，則讀、寫周期的最大值為180 ns；并且，其讀、寫操作數(shù)據(jù)的保持時(shí)間最大可以達(dá)到6個(gè)XTIMCLK周期——80 ns。因此，F(xiàn)2812能夠?qū)崿F(xiàn)與常用外圍芯片的時(shí)序匹配，如RAM、D/A等；但是，當(dāng)遇到讀、寫周期十分緩慢的輸入/輸出設(shè)備，如液晶顯示模塊、打印機(jī)、鍵盤時(shí)，就需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的外部硬件等待電路。

2 液晶顯示模塊的讀寫時(shí)序
以深圳市拓普微公司的LM19264A漢字圖形液晶顯示模塊為例，讀寫時(shí)序如圖3、4所示。

該液晶模塊的使能信號(hào)E的周期tcYc最小為1500 ns，使能信號(hào)脈沖寬度tWEH、twEL最小為700 ns。在E為高電平時(shí)，該液晶模塊處于讀、寫周期。如果采用直接控制方式，即CPU采用總線方式控制液晶模塊，DSP的讀、寫周期最大值為180 ns，而液晶模塊的讀、寫周期，即E的高電平信號(hào)，最小為700 ns。DSP的讀、寫時(shí)序不能滿足該液晶模塊的要求。如果采用間接的控制方式，即CPU采用并口方式控制液晶模塊，可以實(shí)現(xiàn)二者的時(shí)序匹配，但會(huì)降低接口效率。顯然，最好的方法就是設(shè)計(jì)相應(yīng)的外部硬件等待電路來擴(kuò)展DSP的讀、寫周期。