摘  要：基于TI公司的高速數(shù)字信號(hào)處理器芯片，詳細(xì)描述美國(guó)SST公司推出的28SF040閃存芯片的性能特點(diǎn)、引腳功能，同時(shí)給出用其擴(kuò)展DSP芯片的程序存儲(chǔ)器空間的硬件設(shè)計(jì)電路與軟件編程方法。

    關(guān)鍵詞：存儲(chǔ)器；接口；DSP；信號(hào)處理器

    由于DSP具有先進(jìn)的并行處理結(jié)構(gòu)，故特別適合于信號(hào)處理，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域和各類儀器儀表的開發(fā)設(shè)計(jì)。TMS320F206是TI公司生產(chǎn)的16 b定點(diǎn)DSP，他有1條程序總線和3條數(shù)據(jù)總線，采用了改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，管理流水線操作、狀態(tài)寄存器相當(dāng)迅速，且內(nèi)含高度并行的32 b算術(shù)邏輯單元、16×16 b并行硬件乘法器、片內(nèi)存儲(chǔ)器、片內(nèi)外設(shè)，并配備了高度化的指令集，而且功耗相當(dāng)?shù)?，特別適合于信號(hào)處理。

    TMS320F206的片內(nèi)存儲(chǔ)器有256 B的DARAM（B0區(qū)），可用做程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；256 B的DARAM（B1區(qū)），用做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；32 B的DARAM（B2區(qū)），用做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；32 k的Flash E2PROM，可用做程序存儲(chǔ)器。下面則分別針對(duì)具體情況，詳細(xì)介紹擴(kuò)展的存儲(chǔ)器空間和輸入輸出的I／O空間的基本方法。

    1  擴(kuò)展數(shù)據(jù)空間

    TMS320F206局部數(shù)據(jù)空間的地址范圍可達(dá)64 k×16 b。當(dāng)對(duì)片外的局部數(shù)據(jù)空間進(jìn)行訪問時(shí)，其外部存儲(chǔ)器信號(hào)DS(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選擇引腳，51Pin）和STRB(片外訪問有效信號(hào)，46Pin）均被激活為低電平。為簡(jiǎn)單的擴(kuò)展硬件接線方法如圖1所示。

    但是在某些工程應(yīng)用領(lǐng)域，如在開發(fā)大型的電力系統(tǒng)高壓開關(guān)在線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目時(shí)，64 k的數(shù)據(jù)空間顯得非常微小，根本無(wú)法滿足用Neuron神經(jīng)元芯片以及相應(yīng)的軟件協(xié)議等構(gòu)成的LonWorks局域網(wǎng)實(shí)時(shí)操作控制系統(tǒng)。 在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，不僅需要傳輸大量的節(jié)點(diǎn)信號(hào)，還需要存儲(chǔ)龐大的狀態(tài)信號(hào)，數(shù)據(jù)空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于64 k，此時(shí)就要對(duì)數(shù)據(jù)空間進(jìn)一步擴(kuò)展，把數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行分頁(yè)顯示，例如選用八D鎖存器74LS574來(lái)切換頁(yè)面地址，同時(shí)還要在編譯文件中設(shè)置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)空間，具體的硬件連接方式可參考圖2，同時(shí)系統(tǒng)編譯文件的匯編軟件也一并給出。

    注意在本例中將512 k的RAM芯片存儲(chǔ)空間分成8個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)，每個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)的容量是64 k，在進(jìn)行編程時(shí)要用數(shù)據(jù)線來(lái)控制選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)頁(yè)，74LS574的CLK引腳（11pin）接到譯碼電路，輸入端引腳接到相應(yīng)的數(shù)據(jù)線上。 

    2  擴(kuò)展程序空間

    TMS320F206內(nèi)置的32 k E2PROM可以作為程序代碼區(qū)，但其程序存儲(chǔ)空間可達(dá)64 b×16 b，即可尋址的外 部程序存儲(chǔ)器達(dá)64 kB。在仿真時(shí)，F(xiàn)206可直接外掛2片64K×8b的RAM，將DSP的引腳(控制程序存儲(chǔ)器選擇，53pin)，引腳，引腳連接到相應(yīng)的RAM芯片引腳。但靜態(tài)的RAM在斷電時(shí)無(wú)法保存代碼，而脫機(jī)時(shí)無(wú)法將64 k的程序?qū)懭隖206片內(nèi)的32 k E2PROM區(qū)，故需要用非易失性的外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展程序區(qū)，推薦使用的EPROM有27C32，27C256，27C512，或者考慮選用低密度閃存主要供應(yīng)商Silicon Storage Technology生產(chǎn)的高速Flash芯片28SF040，其可以同時(shí)兼作程序區(qū)擴(kuò)展芯片和數(shù)據(jù)區(qū)擴(kuò)展芯片，而且在掉電后已經(jīng)寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

    TI公司的DSP芯片大多數(shù)具有片內(nèi)引導(dǎo)加載程序。 在復(fù)位時(shí)，當(dāng)MP／MC引腳（微處理器／微計(jì)算機(jī)引腳）電平為低（DSP工作在微計(jì)算機(jī)模式），該程序執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器空間的程序代碼；當(dāng)MP／MC引腳為高電平（DSP工作在微處理器模式），則執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的代碼。MP／MC引腳的狀態(tài)鎖存在寄存器PMST（處理器工作方式寄存器）中。寄存器PMST駐留在I／O空間，地址是FFECH，可以用軟件讀出或修改。PMST寄存器復(fù)位時(shí)狀態(tài)值為0006H，但要注意其中的bit0在復(fù)位時(shí)采樣MP／MC引腳上的邏輯電平，并且將bit0置成此值，該位也可以用軟件方法進(jìn)行置位；bit15（FRDN位）控制選擇引腳信號(hào)或者是顛倒的R／W信號(hào)作為DSP芯片45腳的輸出信號(hào)；bit2（DON位）和bit1（PON位）控制片內(nèi)的4 kSARAM映射到程序空間還是數(shù)據(jù)空間，如表1所示。

    特別強(qiáng)調(diào)在使用外部ROM擴(kuò)展程序空間時(shí)一定要注 意PMST寄存器的配置，可參考下面給出的命令文件進(jìn)行軟件編程，該程序已經(jīng)成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)的避雷器全自動(dòng)測(cè)試儀，而且取得了很好的效果。

    3  擴(kuò)展輸入／輸出空間

    TMS320F206僅有4個(gè)通用的I／O引腳：IO0（96pin），IO1（97pin），IO2（8pin），IO3（9pin），可以配置成輸出信號(hào)引腳發(fā)送高低電平到外部器件或者配置成輸入信號(hào)引腳從外部器件輸入高低電平信號(hào)到DSP。除此之外，F(xiàn)206還有通用輸入引腳BIO（99pin）和通用輸出引腳XF（98pin），但這并不能滿足需要大量I／O口信號(hào)的測(cè)量?jī)x器使用（如測(cè)量斷路器端口信號(hào)的高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀），故需要進(jìn)行I／O口擴(kuò)展。TMS320F206可以支持的I／O地址范圍是64 k×16 b，一般可使用八緩沖／驅(qū)動(dòng)／接收器74LS244來(lái)擴(kuò)展I／O口，具體的電路接線方式如圖3所示。

    其中74LS244的使能引腳（19pin）接到譯碼電路的輸出，如果用LATTIC公司的可編程邏輯器件GAL22V10來(lái)進(jìn)行譯碼，則需要把F206的地址線、（控制I／O空間選擇)、讀選擇）引腳接到GAL22V10的輸入邏輯門，可以用ABEL-HDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行編程，如：
  

    4  結(jié)  語(yǔ)

    綜上所述，DSP芯片數(shù)字信號(hào)處理器的存儲(chǔ)空間已經(jīng)得到了化的擴(kuò)展處理，相信可以輕松地滿足各個(gè)領(lǐng)域的需求，而且隨著新一代DSP接口功能的增強(qiáng)，將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

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