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TMS320VC5402的并行引导装载方案的研究与设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了TMS320VC5402并行Bootloader的原理,分析了设计过程中需要考虑的重点问题并提出了解决问题的可靠的电路方案,设计的电路具有良好的可扩展性。

    关键词:TMS320VC5402 Bootloader CPLD EPROM

TMS320VC5402(以下简称C5402)是德州仪器公司1999年10月推出的性价比极高的定点数字信号处理器(DSP)。与TMS32054X系列的其它芯片相比,C5402以其独有的高性能、低功耗和低价格特性,使得一推出就受到业内用户的欢迎。它大多应用在如机顶盒(STB)、数字无线通信等要求能脱机运行的内嵌式系统中。但它的内部结构和片内掩模的引导装载(Bootloader)程序与C54X系列的其它DSP处理器有较大差异。C5402为脱机运行提供了五种启动装载模式:HPI端口启动模式、标准串口启动模式、I/O口启动模式、串口EEPROM启动模式和并行启动方式。对于以C5402为核心的独立系统中,并口加载方案被认为是最佳的。因为前三种方案只适用于由其它处理器为C5402提供运行代码的多处理器系统中,后两种方案虽然都可以适应以C5402为核心的独立系统,但是串口EEPROM启动模式中只支持价格偏高的SPI端口EEPROM,而并口启动模式却可以采用EPROM,而且并行EPROM和FLASH种类很多,有的价格较低,因而可以充分体现系统的性价比优势。

基于实践经验,本文详细介绍并行Bootloader的实现方法和方案设计重点,并介绍一种方便可靠的可扩展EPROM Bootloader方案。
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1 C5402的Bootloader原理

C5402的Bootloader在系统加电时把外部源程序传送到内部存储器或内部程序空间。它允许程序被存放在外部慢速的存储器中,并调到高速的存储器中运行。这可大大减小C5402内部RAM掩模的需要,降低电路设计的成本。C5402的内部ROM中有固化好的加载程序。如果DSP的MP/MC管脚接低,在DSP加电RESET时,程序就从内部ROM的FF80H地址开始行运行。在FF80H处,有一条跳转到BOOT程序的指令,执行内部固化好的BOOT程序。BOOT程序在运行搬移程序之前,首先进行初始化,工作包括关闭中断、将内部RAM映射在程序/数据空间,以及为访问数据和程序空间设置的七个软件等待等;然后根据设计完成不同方式下程序的搬移。C5402共有上面讲述的5种加载方式。这里只讨论并口加载方案的设计,其流程如图1所示。

在判断前几种加载方式无效后,Bootloader从I/O空间0FFFFH处读取一个16位的程序起始地址。然后根据这个地址从外部数据区读入一个字,判断是否为10AAH。如果是,就采用16位的搬移方式;否则,就判断读入的字的低位字节和下一个地址读入的字的低字节组成的16位字。如果是08AAH,就采用8位并行加载方式;否则,就在外部数据空间的0FFFFH读取一个16位的程序起始地址,然后重复上面的检测方法。本文采用在外部数据空间0FFFFH处存放程序起始地址的方案。

2 方案设计中需要考虑的重点问题

C5402并口Bootlader需要将映射在数据区的程序由慢速的EPROM搬到快速的RAM中运行,其设计主要需要考虑三个方面的问题。

2.1 速度匹配问题

C5402的工作频率可以达到100MHz。一般的并口EPROM是无法可靠工作的,如何使C5402顺利装载而又能使C5402达到最高的工作效率是要考虑的一个重点。

2.2 3.3V和5V混合逻辑设计

C5402的外围工作电压为3.3V,而它的外围器件包括EPROM一般工作在5V,必须为DSP和外围芯片设计一个安全可靠的接口。
TMS320VC5402的并行引导装载方案的研究与设计
    2.3 高效协调地利用空间

如何高效方便地利用存储空间和I/O端口,例如重新利用并口EPROM在bootloader时占用的数据空间、如何协调外设和地址分配等都是需要考虑的问题。

3 系统硬件电路设计

图2为一种具有良好扩展性的C5402的Bootloader方案设计原理图。

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