TMS320VC5402DSP的并行I/O引导装载方法研究

2006-05-07 15:49:53来源: 电子技术应用

    摘 要 介绍TMS320VC5402 DSP芯片的性能,着重分析它的片内ROM结构及并行I/O引导装载程序,并给出利用8031单片机实现8位并行I/O引导装载的方法。实践证明,该方法具有很大的灵活性和实用性。

    关键词 数字信号处理器(DSP) 引导装载 单片机

    TMS320VC5402(以下简称C5402)是德州仪器公司(TI)1999年10月推出的性价比极高(目标价格仅为5美元)的定点数字信号处理器(DSP)。C5402主要特点如下[1]:

·操作速率达100MIPS;

·具有先进的多总线结构,三条16位数据存储器总线和一条程序存储器总线;

·40位算术逻辑单元(ALU),包括一个40位桶形移位器和两个40位累加器;

·一个17×17乘法器和一个40位专用加法器,允许16位带/不带符号的乘法;

·整合维特比加速器,用于提高维特比编译码的速度;

·单周期正规化及指数译码;

·8个辅助寄存器及一个软件栈,允许使用业界最先进的定点DSP C语言编译器;

·数据/程序寻址空间1M×16bit,内置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM;

·内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个8位并行与外部处理器通信的HPI口、2个16位定时器以及6通道DMA控制器;

·低功耗,工作电源有3V和1.8V(内核),特别适合电池供电设备。

由此可见,与TMS32054X系列的其它芯片相比,C5402以其独有的高性能、低功耗和低价格特性,使得一推出就受到业内用户的欢迎。但它的内部结构和片内掩模的引导装载(Bootloader)程序与C54X系列的其它DSP处理器[2]有较大的差异,而它的应用对象又大多是要求能脱机运行,如机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)和数字无线通信等内嵌式系统。为此,本文立足我们的实践经验,简单介绍C5402 Bootloader程序分析和实现方法,并较为详细地介绍并行I/O Bootloader方法。

1 几种引导装载方法

C5402片内掩模的Bootloader用于在上电复位时把用户程序从外部引导到高速RAM中,以保证其全速运行。C5402提供了如下四种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位串行口方法和处理器通信口(主端口)HPI方法。

上电复位后,C5402检测其MP/MC引脚,如果MP/MC=“0”则进入Bootloader程序。进入Bootloader后,如有INT2请求中断,则进入HPI引导方式,否则则读入端口地址为0FFFFH的I/O端的引导方式选择字(Boot Routine Selection,BRS)。当BRS=XXXX00时,进入I/O或串行口引导方式如BRS=XXXX1000时,进入8位I/O引导方式BRS=XXXX1100时,进入16位I/O引导方式,否则则进入串行口引导方式。当BRS=XXXX01时,进入8位EPROM引导方式,BRS=XXXX10时,进入16位EPROM引导方式。

2 C5402片内ROM结构及并行I/O引导装载程序分析

C5402提供了4K×16bit 的掩模ROM,其具体内容见表1。C5402上电复位后,如果MP/MC=“0”则从F800h地址开始运行Bootloader程序。在进入8位并行I/O引导程序以前,C5402与外部I/O要进行一系列的通信联络,其程序框图如图1所示。

以下是8位并行I/O引导程序片段下:

行号 源程序 注 解

(标号) ..

END             ;读入用户代码结束

                ;并转执行用户程序

1 CALL (21) ;调用读数据子程序

2 STL     B,61h ;B的内容→61H单元

3 CALL  (21)  ;调用读数据子程序

4 STL     B,61h ;B的内容→62H单元

5 CALL (21) ;调用读数据子程序

6 BC (END), BEQ ;B=0时结束

7 SUB #01h,0,B,B ;B-1→B

8 STLM  B,BRC;B→BRC

9  CALL (21) ;调用读数据子程序

10 STL    B, 68h ;B的内容→68H单元

11 CALL (21) ;调用读数据子程序

12 ADD 68h,16,B,B ;68H移位后加B→B

13 LD   B,0,A     ;B→A

14 RPTD (20)-1; 循环15-19              

15  CALL (21) ;调用读数据子程序

16 SSBX     XF    ;XF=1

17 BC   (17),BIO;BIO=0则等待

18 WRITA   B    ;把B的内容写到*A

19 ADD #01h,0,A,A ;A+1→A

20 B  (5)      ;跳转到标号为5

       . 

21 SSBX   XF       ;XF=1

22 BC (22),BIO   ;BIO=0则等待

23 RXBX     XF     ;XF=0

24 BC (24),NBIO  ;BIO=1则等待

25 POETR  0000h,B  ;读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则等待

29 RXBX    XF      ;XF=0

30 BC (30),NBIO  ;BIO=1则等待

31 PORTR 0000h,68h ;读0地址端口→68

32 ANDM 000ffh,68h ;逻辑与

33 OR   68h,B      ;逻辑或后→B

34 RET ;返回

在上述程序中,END标号给出I/O读入操作结束后所转移的入口地址,之后转到61H和62H给出的入口地址执行用户程序。第1~4行读入入口地址;第5~8行读入数据块长度;第9~13行读入数据块首地址;第14~20行读入数据块。为了更好地了解这段程序的工作过程及其原理,图2给出了8位并行I/O Bootloader程序流程图。第21~34行为读数据子程序,在该程序中,利用了XF和BIO信号与外部I/O进行握手联络,其信号时序如图3所示。

3 C5402并行I/O引导装载方法的实现

3.1 硬件电路分析

为了满足C5402 DSP 8位并行I/O Bootloader引导程序的时序要求,本文利用8031单片机作智能I/O部件,图4为C5402与8031的连接电路图。在图中,U3为TMS320VC5402DSP,U?为8031单片机,U1、U2均为SN74AHC245,单片机系统中的EPROM

电路没有给出。

U1、U2的DIR引脚接地,数据传输方向为B→A。U2的B7~B4和B2~B0接地,B3接DVDD(3.3V),/CE端接系统复位信号,保证了在上电复位期间U2给C5402提供00001000B数据,使其进入8位并行I/O引导模式,而当复位信号无效后,U2的/CE=“1”片选信号无效而脱离系统。U1的作用是数据缓冲兼作电平转换器,U1的VCCD端接4.3V,其作用是将8031输出的TTL电平转换成5402能接受的CMOS电平;U1的/CE断接8031的P3.3(/INT)脚,在系统复位直到执行CLR P3.3之前都保持高电平,在此期间U1无效,保证了U2正常供给5402所需的数据。8031的P3.0( RXD)、P3.1(TXD)作为握手信号,分别与C5402的/BIO和XF相连。JP3、JP4可供用户跳线选择C5402的系统时钟以及选择C5402的运行模式。

3.2 程序设计

根据以上分析,本文设计了如下8031汇编程序。首先使U1的/CE有效,然后等待C5402的XF为低电平,XF=“0”后,使8031的P3.1=“0”即BIO=“0”C5402进入等待数据状态。在数据送到数据总线之后,使BIO=“1”通知C5402读取I/O端口数据。程序中,UC定义的代码前面22个字节是与C5402的联络码,从第23个字节开始才是用户程序代码。··

    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   ;初始化变址寄存器

W2: JNB P3.0,W2    ;XF=0等待

    MOV DPTE,#UC  ;指向用户代码首地址

    MOV A,R4       ;变址送A

    MOVC A,@A+DPTR ;取用户代码

    MOV P1,A       ;送到数据总线

    SETB P3.1      ;使BIO=1

W3: JB P3.0,W3     ;XF=1等待

    CLR P3.1       ;使BIO=0

    INC R4         ;指向下一代码

    CJNE R4,#0FFH,W2 ;未完重来

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 ;以上为与C5402的联络码

                  ;用户程序代码

TMS320VC5402 DSP是C54X家族乃至TI的DSP家族的最新成员,正以其极高的性价比被越来越多的用户所接受。本文利用廉价、通用的8031单片机实现C5402 8位并行I/O Bootloader功能,一方面,可以很好地解决快速DSP与慢速I/O(EPROM)之间的数据传输问题;另一方面,C5402 Bootloader成功后,8031还可作为“协助理器”使用,从而极大提高了系统的灵活性和实用性。具有广阔的应用前景。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/others/200605/2383.html
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