TMS320F2812是德州儀器(TI)公司專門為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的新一代DSP處理器，它的性能大大優(yōu)于當(dāng)前廣泛使用的TMS320LF240x系列。該芯片為32位定點(diǎn)DSP，最高主頻150MHz，最小指令周期6.67ns，外部采用低頻時(shí)鐘，通過(guò)片內(nèi)鎖相環(huán)倍頻；相對(duì)于TMS320LF2407只能尋址192KB地址空間，該芯片的外部接口最多可尋址4MB的空間；有3個(gè)獨(dú)立的片選信號(hào)，并且讀／寫時(shí)序可編程，兼容不同速率的外設(shè)擴(kuò)展；通過(guò)配置外部接口寄存器，在訪問(wèn)外部設(shè)備時(shí)不必額外增加延時(shí)等待，既提高了程序的實(shí)時(shí)性又減少了代碼量。因此，靈活掌握和使用外部接口，對(duì)于DSP系統(tǒng)開發(fā)有很大幫助。本文結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)，分析TMS320F2812外部接口的時(shí)序，設(shè)計(jì)了外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，根據(jù)所用的存儲(chǔ)器芯片設(shè)置了接口時(shí)序，并提供了相關(guān)的電路原理圖和外部接口時(shí)序配置的程序。
1TMS320F2812外部接口的特點(diǎn)
TMS320F2812外部接口(XINTF)采用異步非復(fù)用模式總線，與C240x外部接口類似，但也作了改進(jìn)：
①TMS320LF240x系列，程序空間、數(shù)據(jù)空間和I／O空間都映射在相同的地址(0000～FFFF)，最大可尋址192KB，對(duì)它們的訪問(wèn)是通過(guò)不同的指令來(lái)區(qū)分的，例如可用IN或OUT指令訪問(wèn)外部I／O空間；而在TMS320F2812中，外部接口被映射到5個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)空間XZCS0、XZCS1、XZCS2、XZCS6、XZCS7，每個(gè)存儲(chǔ)空間具有獨(dú)立的地址，最多可尋址4MB。
②TMS320F2812中，有的存儲(chǔ)空間共用1個(gè)片選信號(hào)，如Zone0和Zone1共用XZCS0AND1，Zone6和Zone7共用XZCS6AND7。各空間均可獨(dú)立設(shè)置讀、寫信號(hào)的建立時(shí)間、激活時(shí)間及保持時(shí)間。
對(duì)任何外部空間讀／寫操作的時(shí)序都可以分成3部分：建立、激活和保持，時(shí)序如圖1和圖2所示。在建立(lead)階段，訪問(wèn)存儲(chǔ)空間的片選信號(hào)變?yōu)榈碗娖讲⑶业刂繁凰偷降刂房偩€(XA)上。默認(rèn)情況下該階段的時(shí)間設(shè)置為最大，為6個(gè)XTIMCLK周期。在激活(active)階段，對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行讀寫，相應(yīng)的讀寫信號(hào)(XRD和XWD)變?yōu)榈碗娖剑瑫r(shí)數(shù)據(jù)被送到數(shù)據(jù)總線(XD)上。默認(rèn)情況下讀寫該階段的時(shí)間均設(shè)置為14個(gè)XTIMCLK周期。跟蹤(trail)階段是指讀寫信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，但片選信號(hào)仍保持低電平的一段時(shí)間周期，默認(rèn)情況下該階段時(shí)間設(shè)置為6個(gè)XTIMCLK周期。因此，在編程時(shí)要根據(jù)外部設(shè)備的接口時(shí)序來(lái)設(shè)置XINTF的時(shí)序，從而正確地對(duì)外設(shè)讀寫。
時(shí)序圖
2擴(kuò)展存儲(chǔ)器硬件設(shè)計(jì)
2.1外部存儲(chǔ)器與TMS320F2812的接口電路設(shè)計(jì)
TMS320F2812內(nèi)置18KBRAM。為了使用方便，本系統(tǒng)又?jǐn)U展了256KBSARAM，芯片選用IS61LV25616(256K×16位)，其數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)間為10ns。由于TMS320F2812采用統(tǒng)一尋址方式，因此擴(kuò)展的SARAM既可以作程序存儲(chǔ)器也可以作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。同時(shí)，為了保存掉電不丟失的數(shù)據(jù)，擴(kuò)展了32KBEEPROM，選用AT28LV256，32K×8位，用2片組成32K×16位。外擴(kuò)存儲(chǔ)器與TMS320F2812的接口電路如圖3所示，將SARAM分配在ZONE2，地址范圍為080000～0BFFFF，片選信號(hào)與TMS320F2812的XZCS2相連。EEPROM分配在ZONE6，地址范圍為010000～0107FFF，片選信號(hào)XZCS6AND7。
2.2時(shí)序控制寄存器設(shè)置
TMS320F2812的外部接口(XINTF)可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，分別配置每個(gè)空間的建立、激活和跟蹤周期時(shí)間，以適應(yīng)對(duì)不同速率外設(shè)接口的訪問(wèn)。配置過(guò)程中需要考慮外設(shè)器件的時(shí)序特性，必須使XINTF信號(hào)的時(shí)序與外設(shè)器件的時(shí)序一致才能正常工作。首先，必須設(shè)定XINTF模塊的時(shí)鐘，所有擴(kuò)展外設(shè)的訪問(wèn)都是以XINTF時(shí)鐘為參考的。本設(shè)計(jì)中，設(shè)定DSP內(nèi)核頻率(SYSCLK)為120MHz，設(shè)定XINTF頻率為SYSCLK／2，即60MHz。根據(jù)器件手冊(cè)，IS61LV25616的讀／寫周期為10ns，因此ZONE2配置為最小的等待時(shí)間，建立、激活和跟蹤時(shí)間分別為16ns、16ns、0ns，寫信號(hào)周期為16ns、16ns、0ns(對(duì)應(yīng)寄存器設(shè)置為1，1，0)。AT28LV256的讀寫時(shí)序如圖4、圖5所示。
讀信號(hào)周期：建立時(shí)間為tCE與tOE之差，最大值為120ns；激活時(shí)間為tOE，最大值為80ns；跟蹤時(shí)間為tOH，最大值為0，因此配置為33ns、50ns、0ns(對(duì)應(yīng)寄存器設(shè)置為1，2，0)。寫信號(hào)周期：建立時(shí)間為tCS，最小值為0；激活時(shí)間為tWP，最小值為200ns；跟蹤時(shí)間為tCH，最小值為0ns。因此配置為33ns、217ns、33ns(對(duì)應(yīng)寄存器設(shè)置為1，6，1)。外部接口寄存器設(shè)置的C語(yǔ)言程序如下：
結(jié)語(yǔ)
TMS320F2812的外部接口十分靈活、方便，通過(guò)獨(dú)立的配置，能和各種快、慢速外設(shè)接口而不必在程序中額外添加延時(shí)等待。本文分析了TMS320F2812的外部接口及擴(kuò)展外設(shè)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，以擴(kuò)展RAM和EEPROM為例，給出了硬件電路設(shè)計(jì)并分析了接口時(shí)序；同時(shí)給出了接口時(shí)序設(shè)置的DSP程序，有助于工程人員更方便地進(jìn)行基于TMS320F2812的開發(fā)和設(shè)計(jì)
