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2010年6月11日
摘要:
存储器接口分为ROM接口和RAM接口两种。
ROM包括EPROM和FLASH,而RAM主要是指SRAM。
TMS320C5409具有32K字的片内RAM和16K字的掩膜ROM。
但是在DSP应用的很多场合,尤其是带信号存储的DSP应用来说,TMS320C5409的片内存储资源是远远不够用的。
因此,设计一个TMS320C5409硬件系统一般应该包括其与EPROM/FLASH和SRAM的接口设计,以存放程序和数据。
本文介绍TMS320C5409与存储器的接口设计方案。
关键词:
DSP;
存储器;
连接
目录
1课题综述1
1.1课题来源和意义1
1.2预期目标1
2系统分析1
2.1DSP与SRAM的接口设计1
2.2分开的程序和数据空间配置1
2.3混合的程序和数据空间配置2
2.4优化的混合程序和数据空间配置3
3系统设计4
3.1DSP与FLASH的接口设计4
3.2片外FLASH擦写原理4
3.3片外FLASH擦写流程5
3.4Bootload的设计6
总结8
参考文献9
1课题综述
1.1课题来源和意义
存储器接口分为ROM接口和RAM接口两种。
我们小组所做的课题是TMS320C540X与TLC320AD50的通信系统的设计,我所做的模块就是存储器接口的设计。
1.2预期目标
设计存储器接口,理解DSP芯片与存储器连接以后如何对存储器进行操作。
并完成DSP与FLASH连接程序的实现。
2系统分析
2.1DSP与SRAM的接口设计
除了内部32k字RAM和16K字ROM之外,TMS320C5409还可以扩展外部存储器。
其中,数据总空间总共为64k字(0000H~FFFFH),I/O空间为64K字(0000H~FFFFH),程序空间为8M。
8M的程序空间的寻址是通过额外的7根地址线(A16~A22)实现的,由XPC寄存器控制。
根据程序和数据的空间配置,扩展的方法主要有3种。
2.2分开的程序和数据空间配置
这种方案是采用外接一个128k×
16位的RAM,将程序区和数据区分开,如图1所示。
采用程序选通线接外部RAM的A16地址线实现,因此,程序区为RAM的前64k字(0000H~FFFFH),数据区为RAM的后64k字(10000H~1FFFFH)。
对DSP而言,程序区和数据区的地址范围均为0000H~FFFFH。
采用这种配置方法需要注意:
如果内部RAM设置为有效,则相同地址的外部RAM自动无效;
当外部RAM不能全速运行时,需要根据速度设置插入等待状态。
2.3混合的程序和数据空间配置
这种方案是令OVLY=1,此时内部RAM既是数据区也是程序区。
这样设置的优点是程序可以在内部全速运行,缺点是由于程序和数据是共用的,因此存储区就变小了。
此外,在链接时必须将程序和数据分开,以避免重叠。
这种配置方法如图2所示。
将
和
信号接至一与非门,形成PDS信号,这个信号不论是
有效还是
有效都呈现有效(高电平),将这个信号经反向用作片选信号,就可以保证外部RAM既作为程序区也作为数据区。
图1分开的数据和程序空间配置
图2混合的数据和程序空间配置
2.4优化的混合程序和数据空间配置
图3所示为一种优化的混合程序和数据区外接RAM的方法。
这种配置方法省去了DSP的A15地址线,将RAM分成32k字长的块。
采用这种方法后,可充分利用外接的RAM,不会因内部RAM和外部RAM的地址重叠而造成外部RAM的浪费。
图3优化的混合数据和程序空间配置
由于外部扩展的空间很大,因此DSP程序区另外的地址空间也能访问到外部RAM。
这种优化的外部RAM配置方法,使得在使用DSP的内部RAM的情况下,能够充分利用外部扩展RAM。
3系统设计
3.1DSP与FLASH的接口设计
图4为DSP与FLASH的一种接口配置。
图中FLASH采用SiliconStorage公司的新一代256K×
16位CMOSFLASHMemory产品SST39VF400A作为DSP的外部数据存储器,地址总线和数据总线接至DSP的外部总线
接至DSP的
。
DSP上的XF引脚用于启动编程。
图4DSP与FLASH的接口
3.2片外FLASH擦写原理
在实际应用中,选择的片外存储器通常是片外的RAM或FLASHMemory。
但是,由于RAM中数据掉电即丢失,不适合长期保存数据,因此当需要保存到片外存储器的是一些无需频繁读/写但需要长期保存的数据时,如字模数据、端口地址等,通常选择使用片外的FLASH扩展DSP芯片的存储器空间。
但是,使用片外的FLASH必须要解决对其的擦写问题。
在实际应用中,对FLASH的擦写主要有两种方式:
一是使用通用编程器对FLASH芯片进行擦写;
二是直接由DSP对FLASH进行擦写。
这里介绍一种利用存储器映射技术,通过对DSP芯片编程实现片外FLASH擦写的方法。
CCS5000IDE是TI公司专为TMS320C5409设计的开发平台,该平台具有简单明了的图形用户界面和丰富的软件开发工具。
利用GPIO0口可以生成合适的片外FLASH和片内RAM片选信号,从而实现片外FLASH和片内RAM访问的切换,在电路上可以将GPIO0信号与数据选择信号
或程序选择信号
相“或”实现。
3.3片外FLASH擦写流程
编写FLASH擦写程序的流程图如图5所示。
图5FLASH擦写程序流程图
(1)将character[180][32]设置为全局变量。
(2)将程序编译下载到DSP芯片中,打开工程目录中output文件夹中的.map文件,找到
character数组在RAM中存放的起始地址和长度。
(3)使用SaveMemory命令将RAM中对应于character数组的地址段的数据以二进制形式保存在计算机上。
(4)打开FLASH擦写程序,修改数据在片内RAM中存储的起始地址和FLASH擦写的起始地址和数据长度,编译下载后,单步执行,直到擦写完FLASH,并将地址映射方式设置为映射到片内RAM处,数据便写到片外FLASH的相应地址中。
这一种通过地址映射方式的方法可适用于多种场合,针对多个FLASH芯片使用多个GPIO端口进行地址的扩展,即可实现对其进行擦写操作;
若将部分擦写程序放置到片外FLASH中并作相应设置,即可实现系统得自举运行。
3.4Bootload的设计
BootLoader是嵌入式系统加电后在操作系统内核运行之前运行的第一段代码。
BootLoader用于初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
通常,BootLoader是严重地依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式世界。
因此,在嵌入式世界里建立一个通用的BootLoader几乎是不可能的。
BootLoader一般它只在系统启动时非常短的时间内运行。
对于嵌入式系统来说,这是至关重要的一步。
TMS320C54x内部具有16K×
16位的掩模ROM,其内部具有Bootloader程序,工作在微计算机方式下可以启动ROM中的引导程序,将用户程序从EPROM(FLASH)、串行口、I/O口或HPI口引导到内部RAM或外部的高速SRAM中全速运行。
TMS320C5409硬件复位后采样引脚如果为低,则DSP从FF80H开始执行片内的引导程序,FF80H包含一条跳转到Bootloader程序的语句,Bootloader程序将用户程序下载到RAM中运行。
在硬件复位期间,如果TMS320C5409的为高电平,则从片外的0FF80H开始执行程序。
选择过程如图6所示。
图6自举加载方式的选择过程
总结
本次的DSP课程设计让我受益匪浅,我所做的存储器接口的设计。
通过PROTEL99SE进行电路设计,让我巩固了以前学过的知识。
并且在制图过程中对芯片和引脚有了进一步的了解。
通过本次课程设计我也知道了DSP是一门应用性很强很实用的学科,学好这门课对我们将来的进一步学习和就业都是有很大帮助的。
作为一个学生我常常感觉我们所学的东西都是纸上谈兵,到实际应用时也不一定有用,可是通过此次课程设计我才知道了什么叫书到用时方恨少,许多东西只有建立在理论的基础上才能付诸实践,盲目蛮干只能是费时费力却又一无所获。
相信以后不管对待什么学科我都会认真学习充实自己。
最后我要感谢学校给了我们这次锻炼的的机会,感谢老师对我们的教育和辅导,感谢同学对我的帮助。
毕竟一个人的力量是有限的,我想如果没大家的帮助我不可能这么顺利的完成本次的课程设计。
这不仅让我学到了团队合作,更让我感受到了集体的温暖。
今后我一定努力学习不辜负老师,不辜负同学,更不辜负自己。
参考文献
1郑红,王鹏,董云凤,吴冠.DSP应用系统设计实践.北京航空航天大学出版社.2006.4
2瑞乔萍,崔涛张芳娟.TMS320C54XDSP原理及应用.西安电子科技大学出版社.2004.11
3万山明.DSP原理与应用实例.北京航空航天大学出版社.2007.7
指导教师评语
学号
1071306129
姓名
杨昆
班级
计算机1073
选题
名称
序号
评价内容
权重(%)
得分
1
考勤记录、学习态度、工作作风与表现。
5
2
自学情况:
上网检索机时数、文献阅读情况(笔记)。
10
3
论文选题是否先进,是否具有前沿性或前瞻性。
4
成果验收:
是否完成设计任务;
能否运行、可操作性如何等。
20
报告的格式规范程度、是否图文并茂、语言规范及流畅程度;
主题是否鲜明、重心是否突出、论述是否充分、结论是否正确;
是否提出了自己的独到见解。
30
6
文献引用是否合理、充分、真实。
7
答辩情况:
自我陈述、回答问题的正确性、用语准确性、逻辑思维、是否具有独到见解等。
25
合计
指导教师(签章):
年月日
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- 关 键 词:
- DSP 报告