TMS320F2812慢速外設接口的時(shí)序控制

TMS320F2812通常能夠實(shí)現與常用外圍芯片的時(shí)序匹配，如RAM、D/A等；但是，當遇到讀、寫(xiě)周期十分緩慢的輸入/輸出設備，如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤(pán)時(shí)，就需要設計相應的外部硬件等待電路。本文對定點(diǎn)DSP芯片的外部接口時(shí)序進(jìn)行分析和研究；著(zhù)重探討TMS320F2812與液晶顯示模塊直接連接時(shí)的時(shí)序匹配問(wèn)題，并提供相關(guān)解決方案。
關(guān)鍵詞 TMS320F2812 慢速外設 LMl9264A 時(shí)序控制

引 言
TMS320F2812(以下簡(jiǎn)稱(chēng)F2812)是美國德州儀器公司(TI公司)推出的C2000家族中最新一代產(chǎn)品。該芯片采用32位操作，大大提高了處理能力，主頻可以工作在150 MHz(時(shí)鐘周期可達6.67 ns)，其先進(jìn)的內部和外設結構使得該處理器主要用于大存儲設備管理、高性能的控制場(chǎng)合。較之C2000系列的其他產(chǎn)品，該芯片的時(shí)序操作更加靈活、獨立。為了進(jìn)一步理解F2812和緩慢外設的接口和設計技術(shù)，有必要討論該芯片時(shí)序操作的特點(diǎn)。

1 F2812的讀寫(xiě)時(shí)序特點(diǎn)
在F2812中，對外部器件的讀、寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)都是通過(guò)外部接口模塊XINTF來(lái)實(shí)現的。它類(lèi)似于C240X的外部接口，但也作了三方面的改進(jìn)。
①原來(lái)的TMS320LF240X系列，程序存儲空間、數據存儲空間和I/o空間都映射在相同的地址(0000～FFFF)，對它們的訪(fǎng)問(wèn)是通過(guò)不同的指令來(lái)區分的；而在F2812中，外部接口模塊分成了5個(gè)固定的存儲映像區域：XZCS0、XZCSl、XZCS2、XZCS6、XZCS7，可尋址1 MB的片外存儲器空間，具有獨立的地址。
②F2812的每個(gè)XINTF區都有一個(gè)片選信號。其中，有地區域的片選信號在內部是“與”在一起的，組成了一個(gè)共享的芯片選擇，比如XZCSo和XZXSl共享一個(gè)片選信號XZCSO、ANDI,XZCS6和XZCS7共享一個(gè)片選信號XZCS6XZCS7.在這種方式下，同一個(gè)外部器件可被連到兩個(gè)區，或者可以用外部譯碼邏輯來(lái)區分這兩個(gè)區。
③5個(gè)固定存儲映像區域的每一個(gè)區還可以分別對等待狀態(tài)數、讀寫(xiě)選通信號的建立時(shí)間、激活時(shí)間和保持時(shí)間進(jìn)行編程。

可編程的等待狀態(tài)、芯片選擇和可編程的選通時(shí)間使得該接口與外部存儲器及外設脫離了聯(lián)系，可以靈活、獨立地進(jìn)行外部擴展。這里，對外部器件進(jìn)行讀、寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)的基時(shí)鐘是xINTF內部時(shí)鐘xTIMCLK。通過(guò)寫(xiě)XINTF-CNJF2寄存器的XTIMCLK位，可以將該時(shí)鐘配置成與SYSCLK0UT相等和等于SYSCLKOUT的1/2，并且，對任何一個(gè)映射在XINTF區的外部器件進(jìn)行讀、寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)都可劃分為建立、激活和跟蹤三個(gè)階段?？梢酝ㄟ^(guò)相應的XTIMINCO/1/2/6/7寄存器來(lái)設置這三個(gè)階段的周期，使之滿(mǎn)足系統的需要。F2812的讀寫(xiě)時(shí)序如圖1、2所示。

由圖1、2可知，在建立階段，相應XINTF區的片選信號變?yōu)榈碗娖?，地址有效；默認情況下，該階段的周期為最大值——6個(gè)XTIMCLK周期。在激活階段，對外部器件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)：在讀訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，讀選通信號(XRD)變低并將數據鎖入DSP；在寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，寫(xiě)使能信號(XWE)變低并將數據放置在數據總線(xiàn)上。默認情況下，該階段的周期為最大值——14個(gè)XTIMCLKK。在跟蹤階段，讀或寫(xiě)選通信號變回為高電平，但其地址仍保持有效。默認情況下，該階段的周期為最大值——6個(gè)XTIMCLK周期。

由此可得，F2812的讀、寫(xiě)周期(激活階段)的最大值為14個(gè)XTIMCLK周期。如果將XTIMCLK的頻率設置為SYSCLKOUT的1/2，則讀、寫(xiě)周期的最大值為180 ns；并且，其讀、寫(xiě)操作數據的保持時(shí)間最大可以達到6個(gè)XTIMCLK周期——80 ns。因此，F2812能夠實(shí)現與常用外圍芯片的時(shí)序匹配，如RAM、D/A等；但是，當遇到讀、寫(xiě)周期十分緩慢的輸入/輸出設備，如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤(pán)時(shí)，就需要設計相應的外部硬件等待電路。

2 液晶顯示模塊的讀寫(xiě)時(shí)序
以深圳市拓普微公司的LM19264A漢字圖形液晶顯示模塊為例，讀寫(xiě)時(shí)序如圖3、4所示。

該液晶模塊的使能信號E的周期tcYc最小為1500 ns，使能信號脈沖寬度tWEH、twEL最小為700 ns。在E為高電平時(shí)，該液晶模塊處于讀、寫(xiě)周期。如果采用直接控制方式，即CPU采用總線(xiàn)方式控制液晶模塊，DSP的讀、寫(xiě)周期最大值為180 ns，而液晶模塊的讀、寫(xiě)周期，即E的高電平信號，最小為700 ns。DSP的讀、寫(xiě)時(shí)序不能滿(mǎn)足該液晶模塊的要求。如果采用間接的控制方式，即CPU采用并口方式控制液晶模塊，可以實(shí)現二者的時(shí)序匹配，但會(huì )降低接口效率。顯然，最好的方法就是設計相應的外部硬件等待電路來(lái)擴展DSP的讀、寫(xiě)周期。