摘要 通過(guò)對(duì)高性能浮點(diǎn)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(fǎng)問(wèn)或是16位和32住的外部程序訪(fǎng)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。
關(guān)鍵詞TMS320C32 浮點(diǎn)DSP處理器 存儲(chǔ)器接口 存儲(chǔ)器寬度
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(xiàn)、32位數(shù)據(jù)總線(xiàn)和選通信號(hào)對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪(fǎng)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(fǎng)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(fǎng)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(fǎng)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(fǎng)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(fǎng)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(xiàn)訪(fǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)控制寄存器
如上所述，TMS320C32可以從8／16／32位存儲(chǔ)器中訪(fǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(fǎng)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(xiàn)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(xiàn)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。
