摘要 通過(guò)對(duì)高性能浮點(diǎn)DSP" rel="http://www.eeworld.com.cn/my/keyad/ti.html" target="_blank">DSP處理器TMS320C32的外部存儲(chǔ)器接口的研究,，介紹其存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并根據(jù)其特點(diǎn)給出3種設(shè)計(jì)方案,。這3種不同的方案,，分別可以實(shí)現(xiàn)3種寬度的存儲(chǔ)器接口，即8位,、16位和32位的外部數(shù)據(jù)訪問(wèn)或是16位和32住的外部程序訪問(wèn),。這一特點(diǎn)使得TMS320C32芯片非常適合于時(shí)變系統(tǒng)的控制與處理。
TMS320C32是美國(guó)TI公司生產(chǎn)的一款浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),，其CPU是在TMS320C30和TMS320C3l的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和簡(jiǎn)化來(lái)的,，是C3X系列中的增強(qiáng)版。增強(qiáng)的功能有：可變寬度的存儲(chǔ)器接口,，更快的指令周期,，節(jié)電模式，可重定位的中斷向量表,，以及外部中斷可由電平的邊沿或電平觸發(fā)等,。
1 TMS320C32的外部存儲(chǔ)器接口的特點(diǎn)
TMS320C32是一個(gè)32位微處理器，它可通過(guò)24位地址總線,、32位數(shù)據(jù)總線和選通信號(hào)對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn),。其外部存儲(chǔ)器接口結(jié)構(gòu)如圖l所示。
圖l中,，引腳PRGW是用來(lái)配置外部程序存儲(chǔ)器寬度的,。當(dāng)PRGW引腳為低電平時(shí)程序存儲(chǔ)器寬度為16位；為高電平時(shí)程序存儲(chǔ)器寬度為32位,。STRBO和STRBl各為一組訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器的選通信號(hào),，各有4個(gè)信號(hào)引腳(STRBx_B3／A_1、STRBx_B2／A_2、STRBx_Bl和STRBx_B0),。從圖l中可以看出,，選通信號(hào)STRB0和STRBl能從8／16／32位存儲(chǔ)器中訪問(wèn)8／16/32位數(shù)據(jù)，或從16／32位存儲(chǔ)器中執(zhí)行32位程序,；IOSTRB是外設(shè)I／O的選通信號(hào)引腳,，它只能從32位寬度的存儲(chǔ)器中訪問(wèn)32位的數(shù)據(jù)和程序。
可以通過(guò)對(duì)STRBx和IOSTRB的設(shè)置,，從8／16／32位的存儲(chǔ)器中訪問(wèn)8/16／32位數(shù)據(jù)或程序,。也就是說(shuō)，可以從任何一個(gè)外部存儲(chǔ)器中訪同任何一種類(lèi)型的數(shù)據(jù),。這就說(shuō)明可以通過(guò)設(shè)置IOSTRB,、STRB0和STRB1的選通信號(hào)來(lái)尋址整個(gè)外部存儲(chǔ)器空間。比如,，一個(gè)32位外部存儲(chǔ)器可以被設(shè)定為存放一個(gè)32位的雙字,，但也可以被分為具有2個(gè)連續(xù)地址的16位字或4個(gè)連續(xù)地址的8位字節(jié)。反之,，一個(gè)32位雙字可放在一個(gè)32位外部存儲(chǔ)器中,，也可放在2個(gè)16位或4個(gè)8位寬度的外部存儲(chǔ)器中。
TMS320C32內(nèi)部總共提供了64 MB的存儲(chǔ)器映射空間,。其中,，STRB0所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)映像區(qū)間是不連續(xù)的兩段區(qū)問(wèn)，一段是03FH～7FFFFFH(共31．999 MB),，另一段是880000H～8FFFFFH(共2 MB),；STRBl所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)映像區(qū)間是900000H～FFFFFFH(共28 MB)；IOSTRB所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)映像區(qū)間是810000H～82FFFFH(共512KB),。當(dāng)外部總線訪問(wèn)這些空間時(shí),，相應(yīng)的選通信號(hào)就使能。
2 TMS320C32的3種存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)方案
2．1 8位存儲(chǔ)器寬度
設(shè)計(jì)為8位的存儲(chǔ)器,，其硬件接線方案如圖2所示,。STRBx_B3／Al_1和STRBx_B2／A_2引腳作為地址引腳，STRBx_B0引腳作為片選引腳,，而STRBx_B1不用,。
2．2 16位存儲(chǔ)器寬度
設(shè)計(jì)為16位的存儲(chǔ)器，其硬件接線方案如圖3所示,。STRBx_B3／A_1引腳作為地址引腳,，STRBx_B0和STRBx_B1引腳作為片選引腳，而STRBx_B2／A_2不用,。
2．3 32位存儲(chǔ)器寬度
設(shè)計(jì)為32位的存儲(chǔ)器,，其硬件接線方案如圖4所示,。STRBx所有的引腳都設(shè)置為片選引腳。
3 存儲(chǔ)器映射外部總線控制寄存器
如上所述,，TMS320C32可以從8／16／32位存儲(chǔ)器中訪問(wèn)8/16／32位數(shù)據(jù),，或從16／32位存儲(chǔ)器中執(zhí)行32位的程序。但如果內(nèi)外部數(shù)據(jù)的位數(shù)不一致該如何處理呢?C32的外部總線控制寄存器可根據(jù)相應(yīng)控制位的值,，自動(dòng)調(diào)整存儲(chǔ)器接口寬度,。下面對(duì)總線控制寄存器作具體的介紹。
STRBo,、STRBl以及IOSTRB控制寄存器在存儲(chǔ)器映射空間的物理地址分別是808064H,、808068H和808060H，且都是32位的,，各位的定義如圖5,、圖6和圖7所示。
從圖5和圖6中可以看出,，STRBx控制寄存器的第18,、19位是用來(lái)控制存儲(chǔ)器寬度的，第16,、17位是用來(lái)控制數(shù)據(jù)寬度的,，具體定義如表1所列。
4 存儲(chǔ)器接口實(shí)例
圖8給出了一個(gè)實(shí)際TMS320C32存儲(chǔ)囂接口的電路圖,。16位存儲(chǔ)器由2片128 K8位的SRAM構(gòu)成，32位存儲(chǔ)器由4片128 K8位的SRAM構(gòu)成,，STRB0的4組選通信號(hào)接16位外部存儲(chǔ)器,，STRBl的4組選通信號(hào)接32位外部存儲(chǔ)器。為說(shuō)明數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器及處理器中的存放格式,，本文設(shè)計(jì)了兩種存儲(chǔ)器接口電路：一是在16位存儲(chǔ)器中存放32位數(shù)據(jù),；二是在32位存儲(chǔ)器中存放32位數(shù)據(jù)。
在16位存儲(chǔ)器中存放32位數(shù)據(jù)時(shí),，STRB0_B3／A1作為地址引腳與外部存儲(chǔ)器的AO相接,，STRB0_B0和STRB0_B1作為片選信號(hào)，STRBx_B2／A_2不用,。由于數(shù)據(jù)寬度大于存儲(chǔ)器寬度,，所以在外部存儲(chǔ)器偶地址中存放32位數(shù)據(jù)的低16位，奇地址中存放32位數(shù)據(jù)的高16位,，外部存儲(chǔ)器的地址為OH～lFFFFH,，對(duì)應(yīng)的在C32存儲(chǔ)映射中的地址為OH～0FFFFH。當(dāng)一條指令向邏輯地址OH中裝入一個(gè)32位數(shù)據(jù)時(shí),，存儲(chǔ)器接口必須向外部16位存儲(chǔ)器執(zhí)行兩個(gè)指令周期,。這兩個(gè)指令周期訪問(wèn)2個(gè)連續(xù)的外部存儲(chǔ)器地址OH和1H,，從而完成對(duì)32位數(shù)據(jù)的操作。
當(dāng)在外部32位存儲(chǔ)器中存放32位數(shù)據(jù)時(shí),，STRBl的4個(gè)引腳都設(shè)置為片選引腳,。這時(shí)數(shù)據(jù)寬度與外部存儲(chǔ)器寬度一致，由于是STRBl使能,，所以128 K32位的外部存儲(chǔ)空間與C32存儲(chǔ)器映射的900000H～91FFFFH相對(duì)應(yīng),。
當(dāng)接口電路設(shè)計(jì)為16位時(shí)，其物理地址等于邏輯地址右移l位,，即DSP的地址線A00接在SRAM的A1上,；當(dāng)接口電路設(shè)計(jì)為32位時(shí)，其物理地址等于邏輯地址,，即DSP的地址線A00接在SRAM的A0上,。
5 小結(jié)
本文主要介紹了如何根據(jù)實(shí)際需要來(lái)自動(dòng)地調(diào)節(jié)存儲(chǔ)器接口寬度。由于C32能夠靈活地調(diào)整其存儲(chǔ)器接口寬度,，使得存儲(chǔ)器接口電路的設(shè)計(jì)更加靈活,，因此非常適合用于電機(jī)或電力系統(tǒng)等實(shí)時(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理。