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TMS320F2812是德州儀器(TI)公司專門為工業應用而設計的新一代DSP處理器，它的性能大大優于當前廣泛使用的TMS320LF240x系列。該芯片為32位定點DSP，最高主頻150 MHz，最小指令周期6.67 ns，外部采用低頻時鐘，通過片內鎖相環倍頻；相對于TMS320LF2407只能尋址192 KB地址空間，該芯片的外部接口最多可尋址4 MB的空間；有3個獨立的片選信號，并且讀／寫時序可編程，兼容不同速率的外設擴展；通過配置外部接口寄存器，在訪問外部設備時不必額外增加延時等待，既提高了程序的實時性又減少了代碼量。因此，靈活掌握和使用外部接口，對于DSP系統開發有很大幫助。本文結合實際系統，分析TMS320F2812外部接口的時序，設計了外部存儲器擴展電路，根據所用的存儲器芯片設置了接口時序，并提供了相關的電路原理圖和外部接口時序配置的程序。 1 TMS320F2812外部接口的特點 TMS320F2812外部接口(XINTF)采用異步非復用模式總線，與C240x外部接口類似，但也作了改進： ① TMS320LF240x系列，程序空間、數據空間和I／O空間都映射在相同的地址(0000～FFFF)，最大可尋址192 KB，對它們的訪問是通過不同的指令來區分的，例如可用IN或OUT指令訪問外部I／O空間；而在TMS320F2812中，外部接口被映射到5個獨立的存儲空間XZCS0、XZCS1、XZCS2、XZCS6、XZCS7，每個存儲空間具有獨立的地址，最多可尋址4 MB。 ② TMS320F2812中，有的存儲空間共用1個片選信號，如Zone0和Zone1共用XZCS0AND1，Zone6和Zone7共用XZCS6AND7。各空間均可獨立設置讀、寫信號的建立時間、激活時間及保持時間。 對任何外部空間讀／寫操作的時序都可以分成3部分：建立、激活和保持，時序如圖1和圖2所示。在建立(lead)階段，訪問存儲空間的片選信號變為低電平并且地址被送到地址總線(XA)上。默認情況下該階段的時間設置為最大，為6個XTIMCLK周期。在激活(active)階段，對外部設備進行讀寫，相應的讀寫信號(XRD和XWD)變為低電平，同時數據被送到數據總線(XD)上。默認情況下讀寫該階段的時間均設置為14個XTIMCLK周期。跟蹤(trail)階段是指讀寫信號變為高電平，但片選信號仍保持低電平的一段時間周期，默認情況下該階段時間設置為6個XTIMCLK周期。因此，在編程時要根據外部設備的接口時序來設置XINTF的時序，從而正確地對外設讀寫。 2 擴展存儲器硬件設計 2.1 外部存儲器與TMS320F2812的接口電路設計 TMS320F2812內置18 KB RAM。為了使用方便，本系統又擴展了256 KB SARAM，芯片選用IS61LV25616(256K×16位)，其數據訪問時間為10 ns。由于TMS320F2812采用統一尋址方式，因此擴展的SARAM既可以作程序存儲器也可以作數據存儲器。同時，為了保存掉電不丟失的數據，擴展了32 KBEEPROM，選用AT28LV256，32K×8位，用2片組成32K×16位。外擴存儲器與TMS320F2812的接口電路如圖3所示，將SARAM分配在ZONE2，地址范圍為0x80000～0xBFFFF，片選信號與TMS320F2812的XZCS2相連。EEPROM分配在ZONE6，地址范圍為0x10000～0x107FFF，片選信號XZCS6AND7。 2.2 時序控制寄存器設置 TMS320F2812的外部接口(XINTF)可根據系統設計的要求，分別配置每個空間的建立、激活和跟蹤周期時間，以適應對不同速率外設接口的訪問。配置過程中需要考慮外設器件的時序特性，必須使XINTF信號的時序與外設器件的時序一致才能正常工作。首先，必須設定XINTF模塊的時鐘，所有擴展外設的訪問都是以XINTF時鐘為參考的。本設計中，設定DSP內核頻率(SYSCLK)為120 MHz，設定XINTF頻率為SYSCLK／2，即60 MHz。根據器件手冊，IS61LV25616的讀／寫周期為10 ns，因此ZONE2配置為最小的等待時間，建立、激活和跟蹤時間分別為16 ns、16 ns、0 ns，寫信號周期為16 ns、16 ns、0 ns(對應寄存器設置為1，1，0)。AT28LV256的讀寫時序如圖4、圖5所示。 讀信號周期：建立時間為tCE與tOE之差，最大值為120 ns；激活時間為tOE，最大值為80 ns；跟蹤時間為tOH，最大值為0，因此配置為33 ns、50 ns、0 ns(對應寄存器設置為1，2，0)。寫信號周期：建立時間為tCS，最小值為0；激活時間為tWP，最小值為200 ns；跟蹤時間為tCH，最小值為0 ns。因此配置為33 ns、217 ns、33 ns(對應寄存器設置為1，6，1)。外部接口寄存器設置的 C語言程序如下： 結 語 TMS320F2812的外部接口十分靈活、方便，通過獨立的配置，能和各種快、慢速外設接口而不必在程序中額外添加延時等待。本文分析了TMS320F2812的外部接口及擴展外設時應注意的問題，以擴展RAM和EEPROM為例，給出了硬件電路設計并分析了接口時序；同時給出了接口時序設置的DSP程序，有助于工程人員更方便地進行基于TMS320F2812的開發和設計。 |
