TMS320 DSP的并行I/O引導(dǎo)裝載方法研究
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·操作速率達(dá)100MIPS;
·具有先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu),三條16位數(shù)據(jù)存儲器總線和一條程序存儲器總線;
·40位算術(shù)邏輯單元(ALU),包括一個40位桶形移位器和兩個40位累加器;
·一個17×17乘法器和一個40位專用加法器,允許16位帶/不帶符號的乘法;
·整合維特比加速器,用于提高維特比編譯碼的速度;
·單周期正規(guī)化及指數(shù)譯碼;
·8個輔助寄存器及一個軟件棧,允許使用業(yè)界最先進(jìn)的定點DSP C語言編譯器;
·數(shù)據(jù)/程序?qū)ぶ房臻g1M×16bit,內(nèi)置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM;
·內(nèi)置可編程等待狀態(tài)發(fā)生器、鎖相環(huán)(PLL)時鐘產(chǎn)生器、兩個多通道緩沖串行口、一個8位并行與外部處理器通信的HPI口、2個16位定時器以及6通道DMA控制器;
·低功耗,工作電源有3V和1.8V(內(nèi)核),特別適合電池供電設(shè)備.
由此可見,與TMS32054X系列的其它芯片相比,C5402以其獨有的高性能、低功耗和低價格特性,使得一推出就受到業(yè)內(nèi)用戶的歡迎.但它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和片內(nèi)掩模的引導(dǎo)裝載(Bootloader)程序與C54X系列的其它DSP處理器[2]有較大的差異,而它的應(yīng)用對象又大多是要求能脫機(jī)運行,如機(jī)頂盒(STB)、個人數(shù)字助理(PDA)和數(shù)字無線通信等內(nèi)嵌式系統(tǒng).為此,本文立足我們的實踐經(jīng)驗,簡單介紹C5402 Bootloader程序分析和實現(xiàn)方法,并較為詳細(xì)地介紹并行I/O Bootloader方法.
1 幾種引導(dǎo)裝載方法
C5402片內(nèi)掩模的Bootloader用于在上電復(fù)位時把用戶程序從外部引導(dǎo)到高速RAM中,以保證其全速運行.C5402提供了如下四種Bootloader方法:8位或16位并行EPROM方法、8位或16位并行I/O方法、8位或16位串行口方法和處理器通信口(主端口)HPI方法.
上電復(fù)位后,C5402檢測其MP/MC引腳,如果MP/MC=“0”則進(jìn)入Bootloader程序.進(jìn)入Bootloader后,如有INT2請求中斷,則進(jìn)入HPI引導(dǎo)方式,否則則讀入端口地址為0FFFFH的I/O端的引導(dǎo)方式選擇字(Boot Routine Selection,BRS).當(dāng)BRS=XXXX00時,進(jìn)入I/O或串行口引導(dǎo)方式如BRS=XXXX1000時,進(jìn)入8位I/O引導(dǎo)方式BRS=XXXX1100時,進(jìn)入16位I/O引導(dǎo)方式,否則則進(jìn)入串行口引導(dǎo)方式.當(dāng)BRS=XXXX01時,進(jìn)入8位EPROM引導(dǎo)方式,BRS=XXXX10時,進(jìn)入16位EPROM引導(dǎo)方式.
2 C5402片內(nèi)ROM結(jié)構(gòu)及并行I/O引導(dǎo)裝載程序分析
C5402提供了4K×16bit 的掩模ROM,其具體內(nèi)容見表1.C5402上電復(fù)位后,如果MP/MC=“0”則從F800h地址開始運行Bootloader程序.在進(jìn)入8位并行I/O引導(dǎo)程序以前,C5402與外部I/O要進(jìn)行一系列的通信聯(lián)絡(luò),其程序框圖如圖1所示.
以下是8位并行I/O引導(dǎo)程序片段下:
行號 源程序 注 解
(標(biāo)號) ..
END ;讀入用戶代碼結(jié)束
;并轉(zhuǎn)執(zhí)行用戶程序
1 CALL (21) ;調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序
2 STL B,61h ;B的內(nèi)容→61H單元
3 CALL (21) ;調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序
4 STL B,61h ;B的內(nèi)容→62H單元
5 CALL (21) ;調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序
6 BC (END), BEQ ;B=0時結(jié)束
7 SUB #01h,0,B,B ;B-1→B
8 STLM B,BRC;B→BRC
9 CALL (21) ;調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序
10 STL B, 68h ;B的內(nèi)容→68H單元
11 CALL (21) ;調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序
12 ADD 68h,16,B,B ;68H移位后加B→B
13 LD B,0,A ;B→A
14 RPTD (20)-1; 循環(huán)15-19
15 CALL (21) ;調(diào)用讀數(shù)據(jù)子程序
16 SSBX XF ;XF=1
17 BC (17),BIO;BIO=0則等待
18 WRITA B ;把B的內(nèi)容寫到*A
19 ADD #01h,0,A,A ;A+1→A
20 B (5) ;跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號為5
.
21 SSBX XF ;XF=1
22 BC (22),BIO ;BIO=0則等待
23 RXBX XF ;XF=0
24 BC (24),NBIO ;BIO=1則等待
25 POETR 0000h,B ;讀0地址端口→B
26 SFTL B,8,B ;B左移8位→B
27 SSBX XF ;XF=1
28 BC (28),BIO ;BIO=0則等待
29 RXBX XF ;XF=0
30 BC (30),NBIO ;BIO=1則等待
31 PORTR 0000h,68h ;讀0地址端口→68
32 ANDM 000ffh,68h ;邏輯與
33 OR 68h,B ;邏輯或后→B
34 RET ;返回
在上述程序中,END標(biāo)號給出I/O讀入操作結(jié)束后所轉(zhuǎn)移的入口地址,之后轉(zhuǎn)到61H和62H給出的入口地址執(zhí)行用戶程序.第1～4行讀入入口地址;第5～8行讀入數(shù)據(jù)塊長度;第9～13行讀入數(shù)據(jù)塊首地址;第14～20行讀入數(shù)據(jù)塊.為了更好地了解這段程序的工作過程及其原理,圖2給出了8位并行I/O Bootloader程序流程圖.第21～34行為讀數(shù)據(jù)子程序,在該程序中,利用了XF和BIO信號與外部I/O進(jìn)行握手聯(lián)絡(luò),其信號時序如圖3所示.
3 C5402并行I/O引導(dǎo)裝載方法的實現(xiàn)
3.1 硬件電路分析
為了滿足C5402 DSP 8位并行I/O Bootloader引導(dǎo)程序的時序要求,本文利用8031單片機(jī)作智能I/O部件,圖4為C5402與8031的連接電路圖.在圖中,U3為TMS320VC5402DSP,U?為8031單片機(jī),U1、U2均為SN74AHC245,單片機(jī)系統(tǒng)中的EPROM
電路沒有給出.
U1、U2的DIR引腳接地,數(shù)據(jù)傳輸方向為B→A.U2的B7～B4和B2～B0接地,B3接DVDD(3.3V),/CE端接系統(tǒng)復(fù)位信號,保證了在上電復(fù)位期間U2給C5402提供00001000B數(shù)據(jù),使其進(jìn)入8位并行I/O引導(dǎo)模式,而當(dāng)復(fù)位信號無效后,U2的/CE=“1”片選信號無效而脫離系統(tǒng).U1的作用是數(shù)據(jù)緩沖兼作電平轉(zhuǎn)換器,U1的VCCD端接4.3V,其作用是將8031輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換成5402能接受的CMOS電平;U1的/CE斷接8031的P3.3(/INT)腳,在系統(tǒng)復(fù)位直到執(zhí)行CLR P3.3之前都保持高電平,在此期間U1無效,保證了U2正常供給5402所需的數(shù)據(jù).8031的P3.0( RXD)、P3.1(TXD)作為握手信號,分別與C5402的/BIO和XF相連.JP3、JP4可供用戶跳線選擇C5402的系統(tǒng)時鐘以及選擇C5402的運行模式.
3.2 程序設(shè)計
根據(jù)以上分析,本文設(shè)計了如下8031匯編程序.首先使U1的/CE有效,然后等待C5402的XF為低電平,XF=“0”后,使8031的P3.1=“0”即BIO=“0”C5402進(jìn)入等待數(shù)據(jù)狀態(tài).在數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線之后,使BIO=“1”通知C5402讀取I/O端口數(shù)據(jù).程序中,UC定義的代碼前面22個字節(jié)是與C5402的聯(lián)絡(luò)碼,從第23個字節(jié)開始才是用戶程序代碼.··
CLR P3.3 ;使U1(AHC245) CE=0
W1: JB P3.0,W1 ;XF=1等待
CLR P3.1 ;使BIO=0
MOV R4,#00H ;初始化變址寄存器
W2: JNB P3.0,W2 ;XF=0等待
MOV DPTE,#UC ;指向用戶代碼首地址
MOV A,R4 ;變址送A
MOVC A,@A+DPTR ;取用戶代碼
MOV P1,A ;送到數(shù)據(jù)總線
SETB P3.1 ;使BIO=1
W3: JB P3.0,W3 ;XF=1等待
CLR P3.1 ;使BIO=0
INC R4 ;指向下一代碼
CJNE R4,#0FFH,W2 ;未完重來
UC: DB 08H,0AAH,00H,00H
DB 00H,00H,00H,00H
DB 00H,08H,00H,25H
DB 00H,00H,00H,80H
DB 0F4H,95H,0E9H,27H
DB 0F3H,10H ;以上為與C5402的聯(lián)絡(luò)碼
;用戶程序代碼
TMS320VC5402 DSP是C54X家族乃至TI的DSP家族的最新成員,正以其極高的性價比被越來越多的用戶所接受.本文利用廉價、通用的8031單片機(jī)實現(xiàn)C5402 8位并行I/O Bootloader功能,一方面,可以很好地解決快速DSP與慢速I/O(EPROM)之間的數(shù)據(jù)傳輸問題;另一方面,C5402 Bootloader成功后,8031還可作為“協(xié)助理器”使用,從而極大提高了系統(tǒng)的靈活性和實用性.具有廣闊的應(yīng)用前景.
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