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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。在了解機理的基礎上，敘述了工程設計中創(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(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(tǒng)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(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
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(zhí)行程序。
C40由中斷引腳的電平決定系統(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引腳會產生一個脈沖，Q=D=0，/IIOF2=/INT2。C40會轉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(tài)寄存器的初始值。中斷被全局禁止，OVLY設置為1，程序和數(shù)據(jù)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(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)的引導表設在數(shù)據(jù)存儲區(qū)，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(tǒng)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(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。在設計系統(tǒng)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(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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