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HPI自举在TMS320VC5402芯片上的实现

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:在由TI系列DSP组成的多机系统中,往往用HPI进行多机数据交换。由于HPI的功能特性,产生了一种新的应用——使用HPI对DSP进行自举。介绍了使用HPI对TMS320C5402进行自举,从而省掉了DSP的EPROM,使DSP只使用SRAM,提高了处理速度,并使HOST CPU具有更大的控制权,很适合多处理器系统。

    关键词:自举 DSP Bootloader

当前,数字信号处理器(DSP)芯片以其强大的运算能力在通信、电子、图像处理等各个领域得到了广泛的应用。使用DSP的系统可以按处理器使用的数目分为单处理器系统和多处理器系统。单DSP的系统尽管结构简单,但系统的功能将不可避免地有有所限制。由于DSP的控制功能不是非常强大,在应用中往往不得不把DSP作为目标系统专门负责复杂的运算,而另外使用一个主机(PC机或是单片机)对整个系统的运行实行控制。所以,在使用DSP的多处理器系统中,主机(单片机、PC机、另一个DSP芯片)与目标系统DSP的数据交换就成应用系统设计中必须考虑的重要问题。

1 主机接口的传统解决方案

解决主机与目标系统的数据交换是一个非常复杂的问题,传统的方式是采用DMA(Direct Memory Access)或全局存储器(Global Memory)完成多机系统中的数据共享。在DMA方式下,读写共享人存必须要求其它处理器处于停止工作的状态,所以DMA共享存储器的方式往往不为人所用。全局存储器是多个处理器共享的存储器。在使用全局存储器的应用系统中,DSP的地址空间被分成局部块(Local Section)和全局块(Global Section)。局部块用于完成处理器自己的工作,而全局块则用来完成与其它处理器的通信工作。在TMS320C5x器件中,使用全局存储器分配寄存器Greg完成对全局内存的管理工作。Greg指定部分DSP内存为全局内存。比如,TMS320C5x器件能够分配全局数据内存空间,并通过BR(Bus Request)和hcs控制信号实现与该内存的通信。当需要寻址全局内存空间时,BR和hcs信号变低电平。于是外部逻辑进行全局内存控制权的裁决,裁决的结果将通过选通信号通知某个TMS320C5x,从而使该DSP现在就拥有对全局内存的控制权。显然,使用全局内存的方式来完成多DSP的共享数据通信是非常方便的。但是,应用系统往往由单片机作为主机,DSP作为目标系统构成。由于当前使用最多的单片机往往是8位机,使用16位机的共享内存完成主机与DSP的数据交换不是处理太复杂就是资源利用不充分。为了解决DSP与低档8位主机的数据交换问题,TI公司在TMS320C54x系列中使用了HPI接口。HPI将以往一些需片外实现的功能集成在片内,简化了与主机的连接,同时主机可以达到很高访问速度。该HPI端口在TI TMS320C6x系列的器件中也得到了保持,且功能有所增强。
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2 TMS320VC5402的HPI

TMS320VC5402是TI公司的54X系列定点DSP,具有低功耗,高性能的特点。

CPU 增强的多总线结构,三条独立的16bit数据存储器总线和一条程序存储器总线;40bit运算逻辑单元(ALU),包括一个40bit的桶形移位器和两个独立的40bit累加器,17bit×17bit并行乘法器;连接一个40bit的专用加法器,可用来进行非流水单周期乘/加(MAC)运算;比较、选择和存储单元(CSSU)用于Viterbi运算器的加/比较选择;指数编码器在一个周期里计算一个40bit累加器的指数值;两个地址发生器中有八个辅助寄存器和两个辅助寄存器运算单元(ARAUs);数据总线具有总线保持特性。

存储器 扩展地址模式可最大寻址到1M×16bit外部程序空间,4K×16bit片上ROM,16K×16bit双访问片上RAM。

指令集 支持单指令循环和块循环,存储块移动指令提供了高效的程序和数据存储器管理,支持32bit长字操作数指令,支持两个或三个操作数读指令,支持并行存储和并行加载的算术命令、条件存储指令和中断快速返回,支持定点DSP C语言编译器。

片上硬件资源 软件可编程等待状态发生器和可编程存储单元转换,连接内部振荡器或外部时钟源的锁相环(PLL)时钟发生器,两个多通道缓冲串口(McBPs),增强型8bit并行主机接口(HPI8),两个16bit定时器,6通道直接存储器访问(DMA)控制器。

电源 低功耗,工作电源有3.3V和1.8V(内核),用节电模式的IDLE1、IDLE2及IDLE3指令做功率控制,可禁止CLKOUT信号。

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