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兩類(lèi)DSP芯片的引導(dǎo)過(guò)程分析
摘要：詳細(xì)分析了TI公司TMS320C40和TMS320VC5402兩類(lèi)DSP芯片的系統(tǒng)引導(dǎo)特點(diǎn)。在了解機(jī)理的基礎(chǔ)上，敘述了工程設(shè)計(jì)中創(chuàng)建系統(tǒng)引導(dǎo)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(jìn)行了說(shuō)明。目前，DSP芯片正逐漸應(yīng)用到電子設(shè)計(jì)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(xiàng)目的開(kāi)發(fā)中，對(duì)TMS320C40和TMS320VC5402（以下簡(jiǎn)稱(chēng)C40和C5402）進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并成功的實(shí)現(xiàn)了DSP的脫機(jī)運(yùn)行。本文希望通過(guò)對(duì)C40和C5402兩種芯片系統(tǒng)引導(dǎo)的描述使大家了解設(shè)計(jì)DSP系列引導(dǎo)的步驟，能夠利用DSP設(shè)計(jì)自己的設(shè)備。
1 C40和C5402的系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)理
TI公司的每一種DSP產(chǎn)品，都為用戶設(shè)計(jì)了多種系統(tǒng)的引導(dǎo)方式，如串口、并行加載、HPI加載等。C40和C5402的引導(dǎo)方式如表1所示。
表1 C40和C5402的引導(dǎo)方式
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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)模式
C40加電時(shí)，芯片塞滿到ROMAN引腳為高電平，進(jìn)入微處理器模式。再檢測(cè)IIOF3～I(xiàn)IOF0引腳電平，決定系統(tǒng)的引導(dǎo)方式和選擇并行引導(dǎo)的始地址。執(zhí)行程序引導(dǎo)程序時(shí)，程序和數(shù)據(jù)存取等時(shí)間可以設(shè)置為最長(zhǎng)7個(gè)等待周期。若軟件延時(shí)不夠用，則需要輔助硬件延時(shí)等待。程序引導(dǎo)完畢后，會(huì)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(kāi)始執(zhí)行程序。
C40由中斷引腳的電平?jīng)Q定系統(tǒng)引導(dǎo)后的程序執(zhí)行地址，或決定是否由通訊口進(jìn)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(jì)為0030 0000H～0030 7FFFH。在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)，需維持IIOF3～I(xiàn)IOF0四個(gè)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(dǎo)前后的中斷引腳的處理過(guò)程。圖1電路是IIOF2引腳的外圍處理電路。在系統(tǒng)加電時(shí)，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(shí)無(wú)/IACK信號(hào)，Q=1、/IIOF2=1，C40開(kāi)始程序的加載工作。當(dāng)C40程序加載完畢時(shí)，IACK引腳會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，Q=D=0，/IIOF2=/INT2。C40會(huì)轉(zhuǎn)入程序的入口地址執(zhí)行程序，此時(shí)D觸發(fā)器電路的工作已經(jīng)完成，C40此時(shí)可以處理中斷信號(hào)。圖2電路是IIOF1引腳的外圍處理電路。系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)，要求/IIOF1引腳電平為低電平。
1.2 C5402并行引導(dǎo)模式
C5402加電時(shí)，如果芯片檢測(cè)到MP/MC引腳電平為低電平，系統(tǒng)從0FF80H開(kāi)始執(zhí)行代碼。此處有一個(gè)分支指令（廠家編程設(shè)置的），可以跳轉(zhuǎn)到引導(dǎo)程序的開(kāi)始地址（0F800H）。這個(gè)程序可以在引導(dǎo)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(shí)間被設(shè)置為7個(gè)等待周期，外部?jī)?nèi)存塊被設(shè)置為4K的WOROS（16BIT），然后開(kāi)始程序的引導(dǎo)。
當(dāng)C5402檢測(cè)到INT2引腳為高電平、INT3引腳為高電平，即兩個(gè)引腳都無(wú)效時(shí)，C5402會(huì)轉(zhuǎn)到并行引導(dǎo)方式。并行引導(dǎo)方式是通過(guò)擴(kuò)展的內(nèi)存接口從數(shù)據(jù)地址空間讀取所需的引導(dǎo)表，再將代碼傳送到程序存儲(chǔ)區(qū)。并行引導(dǎo)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(chǔ)區(qū)、程序存儲(chǔ)區(qū)和I/O地址空間，用/DS、/PS和/IS三個(gè)引腳信號(hào)區(qū)分。系統(tǒng)的引導(dǎo)表設(shè)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(dǎo)表）可考慮使用28LV256。如果在設(shè)計(jì)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(dǎo)時(shí)需從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)地址0FFFEH和0FFFFH得到引導(dǎo)表的起始地址8000H。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)引導(dǎo)表時(shí)要注意這兩個(gè)單元的內(nèi)容。如果設(shè)計(jì)EEPROM的首地址（系統(tǒng)引導(dǎo)表的首地址）為0C000H，那么數(shù)據(jù)地址0FFFEH和0FFFFH兩個(gè)單元要存放C0和00H，也就是引導(dǎo)表的首地址。在設(shè)計(jì)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(dǎo)表的首地址（即EEPROM的在系統(tǒng)中的首地址）是通過(guò)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(chǔ)系統(tǒng)引導(dǎo)表。
2 建立系統(tǒng)引導(dǎo)表的步驟
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