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C6201／C6701 DSP處理器與FLASH存儲器MBM29LV800BA接口技術(shù)

作者： 時(shí)間：2010-12-07 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏

DSP是針對實(shí)時(shí)數(shù)字信號處理而設(shè)計(jì)的數(shù)字信號處理器，由于它具有計(jì)算速度快、體積小、功耗低的突出優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/151277.htm

FLASH存儲器是新型的可電擦除的非易失性只讀存儲器，屬于EEPROM器件，與其它的ROM器件相比，其存儲容量大、體積小、功耗低，特別是其具有在系統(tǒng)可編程擦寫而不需要編程器擦寫的特點(diǎn)，使它迅速成為存儲程序代碼和重要數(shù)據(jù)的非易失性存儲器，成為嵌入式系統(tǒng)必不可少的重要器件。DSP與FLASH存儲器的接口設(shè)計(jì)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要技術(shù)，本文以基于三個(gè)C6201／C6701 DSP芯片開發(fā)成功的嵌入式并行圖像處理實(shí)時(shí)系統(tǒng)為例，介紹這一設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　1 C6201／C6701新一代DSP處理器
　　1．1 C6201／C6701的特點(diǎn)及外部存儲器接口EMIF
　　C6201為通用32位定點(diǎn)DSP處理器，C6701為通用32位浮點(diǎn)DSP處理器，它們采用并行度很高的處理器結(jié)溝，從而具有許多突出的特點(diǎn)：
　　DSP核采用改進(jìn)的超長指令字(VLIW)體系結(jié)構(gòu)和多流水線技術(shù)，具有8個(gè)可并行執(zhí)行的功能單元，其中6個(gè)為ALU，兩個(gè)為乘法器，并分成相同功能的兩組，在沒有指令相關(guān)情況下，最高可同時(shí)執(zhí)行8條并行指令； ·具有32個(gè)32位通用寄存器，并分成兩組，每組16個(gè)，大大加快了計(jì)算速度；
　　片上集成了大容量的高速程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲措，最高可以200Mbit／s的速度訪問，并采用改進(jìn)的多總線多存儲體的哈佛結(jié)構(gòu)。程序存儲器為64K字節(jié)、256位寬．每個(gè)指令周期可讀取8個(gè)指令字，還可靈活設(shè)置為高速CACHE使用；數(shù)據(jù)存儲器采用雙存儲塊，每個(gè)存儲塊又采用多個(gè)存儲體，可靈活支持8／16／32位數(shù)據(jù)讀寫。C6701還可支持64位訪問，每個(gè)時(shí)鐘可訪問雙32位故據(jù)．C6701還可訪問雙64位IEEE雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)； 片上集成了32位外部存儲器接口EMIF，并且分成4個(gè)時(shí)序可編程的空間(CE0、CEl、CE2、CE3)，可直接支持各種規(guī)格SDRAM(除CEl空間外)、SBSRAM、SRAM、ROM、FLASH、FIFO存儲器。同時(shí)，CEl空間還可直接支持8／16位寬的異步存儲器讀訪問，EMIF接口信號如圖1所示；
　　片上集成了4個(gè)主DMA控制器和一個(gè)輔助DMA控制器：
　　片上集成了兩個(gè)32位多功能定時(shí)器；
　　片上集成了兩個(gè)多通道通用串行通訊口；
　　片上集成了16位宿主機(jī)HPI端口，與EMIF端口一起?？芍С謽?gòu)成并行多處理器系統(tǒng)；
　　片上集成的鎖相循環(huán)PLL電路，具有4倍頻外部時(shí)鐘的功能，從而在外部可采用較低的時(shí)鐘電路，而在片內(nèi)可高頻（120MHz、150MHz、167MHz、200MHz）地進(jìn)行計(jì)算；
　　片上集成了符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的JTAG在系統(tǒng)仿真接口，大大方便了硬件調(diào)試；
　　具有一個(gè)復(fù)位中斷，一個(gè)非屏蔽中斷，4個(gè)邊沿觸發(fā)的可編程的可屏蔽中斷；
　　雙電源供電，內(nèi)核電源為1．8V，外圍設(shè)備電源為3．3V，功耗低于1．5W；
　　采用352BGA小型球柵陣列封裝，體積很小；
　　具有豐富的適合數(shù)字運(yùn)算處理的指令集，并且所有的指令為條件轉(zhuǎn)移指令。
　　C6201／C6701高度的并行結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高速的時(shí)鐘頻率使其具有高達(dá)1600MIPS和400MMAC的運(yùn)算能力，比通常使用的DSP計(jì)算速度快十幾倍，甚至幾十倍，再加上其具有并行執(zhí)行、多功能、多任務(wù)的能力和豐富的指令集以及體積小、功耗低、易于使用的特點(diǎn)，使它非常適合在嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中應(yīng)用；同時(shí)TI公司開發(fā)了高效的C編譯器和多功能的集成開發(fā)系統(tǒng)CODE COMPOSER STUDIO(簡稱CCS)以及高性能的仿真器，大大簡化程序代碼的編寫與調(diào)試。
　　1．2 C620I／06701的引導(dǎo)工作方式
　　在加電后，C6201／C6701可采用直接從零地址(只能為外部存儲器)開始執(zhí)行程序的不引導(dǎo)方式工作；也可采用輔助DMA先自動從宿主機(jī)HPI端口或外部CEl空間(8／16／32位ROM)加載64K字節(jié)程序至零地址(片上存站器或外部存儲器)，然后再從零地址開始執(zhí)行程序的引導(dǎo)方式工作。C6201／C6701的這些工作方式由上電復(fù)位時(shí)5個(gè)引導(dǎo)方式管腳BOOTMODE[4：0]的信號電平?jīng)Q定，這些電平信號還決定地址映射方式是采用某種類型、速度的外部存儲器為零地址的MAPO方式，還是采用片上程序存儲器為零地址D6 MAPl方式。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大大增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性。在引導(dǎo)工作方式中，當(dāng)零地址為片上程序存儲器時(shí)，程序直接從高速256位寬的片上程宇存儲器并行執(zhí)行，能充分發(fā)揮DSP的高速性能；而其它工作方式中，程序是從外部慢速32位寬的存儲器開始出行執(zhí)行。因此，基于C6000的嵌入式系統(tǒng)一般采用引導(dǎo)三片上程序存儲器執(zhí)行的工作方式，如表1所示。
　2 FLASH存儲器MBM29LV800BA
2．1 MBM29LV800BA介紹
　　MBM29LV800BA是FUJITSU公司生產(chǎn)的1M×8／512K×l6位的FLASH存儲器，其管腳信號如圖2所示。／BYTE為×8或×16工作方式配置管腳(／BYTE接低時(shí)為×8方式，地址線為[A-1，A0，…A18]共20根，數(shù)據(jù)線為DQ[0：7]，數(shù)據(jù)線高8位不用；／BYTE接高時(shí)為×16方式，地址線為A[0：18]共19根，A-1，不用，數(shù)據(jù)線為DQ[0：15])；RY／*BY為表示FLASH就緒或忙的管腳(它是集電極開路引腳，多個(gè)RY／*BY管腳可通過上拉電阻直接線與連接)。
　　MBM29LV800BA具有許多特點(diǎn)，主要如下
　　單電源3．0V讀、編程寫入、擦除；
　　與JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的命令集和引腳分布兼容；
　　增加了快速編程寫人命令，寫入僅需兩個(gè)總線周期；
　　具有至少100 000次的編程寫入／擦寫壽命；
　　靈活的扇區(qū)結(jié)構(gòu)支持整片內(nèi)容擦除、任一扇區(qū)內(nèi)容擦除、相連續(xù)的多扇區(qū)內(nèi)容并行擦除；
　　具有嵌入式編程寫入算法，可自動寫入和驗(yàn)證寫入地址的數(shù)據(jù)；
　　具有嵌入式擦除算法，可自動預(yù)編程和擦除整個(gè)芯片或任一扇區(qū)的內(nèi)容；
　　具有數(shù)據(jù)查尋位和切換位，可以通過軟件查尋方法檢測編程寫入／擦除操作的狀態(tài)；
　　具有RY／*BY管腳，可以通過硬件方法檢測編程寫入／擦除操作的狀態(tài)；
　　自動休眠功能，當(dāng)?shù)刂繁３址€(wěn)定時(shí)，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式；
　　具有低電壓禁止寫入功能；
　　具有擦除暫停／擦除恢復(fù)功能，
　　2．2 MBM29LV800BA的主要命令及嵌入式算法
　　MBM29LV800BA的編程寫入及擦除命令如表2所示。其中，X為十六進(jìn)制數(shù)字的任意值，RA為被讀數(shù)據(jù)的FLASH地址，RD為從FLASH地址RA讀出的數(shù)據(jù)，PA為寫編程命令字的FLASH地址，PD為編程命令宇，SA為被擦除內(nèi)容的扇區(qū)地址。 MBM29LV800BA具有嵌入式編程寫入和擦除算法機(jī)構(gòu)，當(dāng)向FLASH寫入數(shù)據(jù)內(nèi)容或擦除其扇區(qū)內(nèi)容時(shí)，需要根據(jù)相應(yīng)的算法編程才能完成。其編程擦除算法流程為：首先寫編程擦除命令序列；然后運(yùn)行數(shù)據(jù)測試算法以確定擦除操作完成；其編程寫入算法流程為：程序開始，首先驗(yàn)證寫入扇區(qū)是否為空，不空則運(yùn)行擦除算法；然后運(yùn)行編程寫入算法，寫編程寫入命令序列，再運(yùn)行數(shù)據(jù)測試算法或查詢RY／*BY管腳信號以確定該次操作完成。地址增1繼續(xù)上述過程，否則結(jié)束操作；數(shù)據(jù)測試算法主要是測試DQ7和DQ5位的數(shù)據(jù)變化，以確定泫次操作是進(jìn)行中、完成、還是失敗。
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