兩類DSP芯片的引導過程分析

兩類DSP芯片的引導過程分析

摘要：詳細分析了TI公司TMS320C40和TMS320VC5402兩類DSP芯片的系統引導特點。在了解機理的基礎上，敘述了工程設計中創建系統引導表的具體步驟，給出了創建步驟中所需的鍵接文件范例，并進行了說明。

目前，DSP芯片正逐漸應用到電子設計中，其中應用最廣泛的是TI公司生產的DSP系列產品。筆者在工程項目的開發中，對TMS320C40和TMS320VC5402（以下簡稱C40和C5402）進行了系統的研究，并成功的實現了DSP的脫機運行。本文希望通過對C40和C5402兩種芯片系統引導的描述使大家了解設計DSP系列引導的步驟，能夠利用DSP設計自己的設備。

1 C40和C5402的系統引導機理

TI公司的每一種DSP產品，都為用戶設計了多種系統的引導方式，如串口、并行加載、HPI加載等。C40和C5402的引導方式如表1所示。

表1 C40和C5402的引導方式

　C40C5402程序執行地址IIOF3IIOF2IIOF1IIOF010030 0000H1101HPI口引導模式（由INT2引腳識別）24000 0000H1011串行8位EEPROM引導模式（INT3）36000 0000H1001并行引導模式48000 0000H0111標準8位串行口McBPSP15A000 0000H0101標準16位串行口McBPSP26C000 0000H0011I/O口引導模式7RESERVE0001HPI口引導模式（由入口點進行識別）8通訊口引導方式1111

在工程中，使用最廣泛的EEPROM并行加載方式。它又分為8位數據寬度和16位數據寬度兩種，筆者采用的是8位數據寬度的并行加載方式。需要注意的是C40的數據總線寬度是32位，引導表中數據存放的原則是低字節在低地址。C5402的數據寬度是16位，引導表中數據的存放原則是高字節在低地址。

1.1 C40的并行引導模式

C40加電時，芯片塞滿到ROMAN引腳為高電平，進入微處理器模式。再檢測IIOF3～IIOF0引腳電平，決定系統的引導方式和選擇并行引導的始地址。執行程序引導程序時，程序和數據存取等時間可以設置為最長7個等待周期。若軟件延時不夠用，則需要輔助硬件延時等待。程序引導完畢后，會在IACK引腳產生脈沖，使引腳可以作為中斷引腳使用并轉入到程序的入口地址開始執行程序。

C40由中斷引腳的電平決定系統引導后的程序執行地址，或決定是否由通訊口進行程序的加載。采用0030 0000H作為主程序的入口地址，即將一片28C256地址設計為0030 0000H～0030 7FFFH。在系統引導時，需維持IIOF3～IIOF0四個引腳電平為1101。

下面以IIOF2引腳和IIOF1引腳為例，敘述一下系統引導前后的中斷引腳的處理過程。圖1電路是IIOF2引腳的外圍處理電路。在系統加電時，D31A的/PRE=0、/CLR=1,置位端有效，所以Q=1、/IIOF2=1。加電完畢后，/PRE=1、/CLR=1，此時無/IACK信號，Q=1、/IIOF2=1，C40開始程序的加載工作。當C40程序加載完畢時，IACK引腳會產生一個脈沖，Q=D=0，/IIOF2=/INT2。C40會轉入程序的入口地址執行程序，此時D觸發器電路的工作已經完成，C40此時可以處理中斷信號。圖2電路是IIOF1引腳的外圍處理電路。系統引導時，要求/IIOF1引腳電平為低電平。

1.2 C5402并行引導模式

C5402加電時，如果芯片檢測到MP/MC引腳電平為低電平，系統從0FF80H開始執行代碼。此處有一個分支指令（廠家編程設置的），可以跳轉到引導程序的開始地址（0F800H）。這個程序可以在引導之前設置CPU狀態寄存器的初始值。中斷被全局禁止，OVLY設置為1，程序和數據存取等待時間被設置為7個等待周期，外部內存塊被設置為4K的WOROS（16BIT），然后開始程序的引導。

當C5402檢測到INT2引腳為高電平、INT3引腳為高電平，即兩個引腳都無效時，C5402會轉到并行引導方式。并行引導方式是通過擴展的內存接口從數據地址空間讀取所需的引導表，再將代碼傳送到程序存儲區。并行引導既支持8位的數據寬度，也支持16位的數據寬度。軟件可編程等待寄存器（SWWSR）和塊切換控制寄存器（BSCR）都可以在這兩種模式中得到設置。

C5402數據存儲區、程序存儲區和I/O地址空間，用/DS、/PS和/IS三個引腳信號區分。系統的引導表設在數據存儲區，考慮到C5402內部只有16K×16的雙存取RAM（DRAM），因此用于程序加載的EEPROM（EEPROM）中存放的是系統的引導表）可考慮使用28LV256。如果在設計中，使28LV256（ 3.3V供電）占用系統的數據空間地址為8000H～0FFFFH，那么，C5402在系統引導時需從系統的數據地址0FFFEH和0FFFFH得到引導表的起始地址8000H。在設計系統引導表時要注意這兩個單元的內容。如果設計EEPROM的首地址（系統引導表的首地址）為0C000H，那么數據地址0FFFEH和0FFFFH兩個單元要存放C0和00H，也就是引導表的首地址。在設計中也可以使用其它EEPROM或FLASH，如29LE010（128K×8BIT），但要正確配置它在系統中的地址。引導表的首地址（即EEPROM的在系統中的首地址）是通過系統數據地址0FFFEH和0FFFFH決定的，可以是08000H～0FFFDH之間的任意地址，但要保證能夠存儲系統引導表。

2 建立系統引導表的步驟

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