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(tǒng)引導特點。在了解機理的基礎(chǔ)上，敘述了工程設(shè)計中創(chuàng)建系統(tǒng)引導表的具體步驟，給出了創(chuàng)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(yīng)用到電子設(shè)計中，其中應(yīng)用最廣泛的是TI公司生產(chǎn)的DSP系列產(chǎn)品。筆者在工程項目的開發(fā)中，對TMS320C40和TMS320VC5402（以下簡稱C40和C5402）進行了系統(tǒng)的研究，并成功的實現(xiàn)了DSP的脫機運行。本文希望通過對C40和C5402兩種芯片系統(tǒng)引導的描述使大家了解設(shè)計DSP系列引導的步驟，能夠利用DSP設(shè)計自己的設(shè)備。

1 C40和C5402的系統(tǒng)引導機理

TI公司的每一種DSP產(chǎn)品，都為用戶設(shè)計了多種系統(tǒng)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(zhí)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(shù)據(jù)寬度和16位數(shù)據(jù)寬度兩種，筆者采用的是8位數(shù)據(jù)寬度的并行加載方式。需要注意的是C40的數(shù)據(jù)總線寬度是32位，引導表中數(shù)據(jù)存放的原則是低字節(jié)在低地址。C5402的數(shù)據(jù)寬度是16位，引導表中數(shù)據(jù)的存放原則是高字節(jié)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(tǒng)的引導方式和選擇并行引導的始地址。執(zhí)行程序引導程序時，程序和數(shù)據(jù)存取等時間可以設(shè)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(chǎn)生脈沖，使引腳可以作為中斷引腳使用并轉(zhuǎn)入到程序的入口地址開始執(zhí)行程序。

C40由中斷引腳的電平?jīng)Q定系統(tǒng)引導后的程序執(zhí)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(shè)計為0030 0000H～0030 7FFFH。在系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(chǎn)生一個脈沖，Q=D=0，/IIOF2=/INT2。C40會轉(zhuǎn)入程序的入口地址執(zhí)行程序，此時D觸發(fā)器電路的工作已經(jīng)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(tǒng)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(tǒng)從0FF80H開始執(zhí)行代碼。此處有一個分支指令（廠家編程設(shè)置的），可以跳轉(zhuǎn)到引導程序的開始地址（0F800H）。這個程序可以在引導之前設(shè)置CPU狀態(tài)寄存器的初始值。中斷被全局禁止，OVLY設(shè)置為1，程序和數(shù)據(jù)存取等待時間被設(shè)置為7個等待周期，外部內(nèi)存塊被設(shè)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(zhuǎn)到并行引導方式。并行引導方式是通過擴展的內(nèi)存接口從數(shù)據(jù)地址空間讀取所需的引導表，再將代碼傳送到程序存儲區(qū)。并行引導既支持8位的數(shù)據(jù)寬度，也支持16位的數(shù)據(jù)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(shè)置。

C5402數(shù)據(jù)存儲區(qū)、程序存儲區(qū)和I/O地址空間，用/DS、/PS和/IS三個引腳信號區(qū)分。系統(tǒng)的引導表設(shè)在數(shù)據(jù)存儲區(qū)，考慮到C5402內(nèi)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(tǒng)的引導表）可考慮使用28LV256。如果在設(shè)計中，使28LV256（ 3.3V供電）占用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)空間地址為8000H～0FFFFH，那么，C5402在系統(tǒng)引導時需從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)地址0FFFEH和0FFFFH得到引導表的起始地址8000H。在設(shè)計系統(tǒng)引導表時要注意這兩個單元的內(nèi)容。如果設(shè)計EEPROM的首地址（系統(tǒng)引導表的首地址）為0C000H，那么數(shù)據(jù)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(shè)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(tǒng)中的地址。引導表的首地址（即EEPROM的在系統(tǒng)中的首地址）是通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(tǒng)引導表。

2 建立系統(tǒng)引導表的步驟

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