C6201/C6701 DSP處理器與FLASH存儲器MBM29LV800BA接口技術(shù)
DSP是針對實(shí)時(shí)數字信號處理而設計的數字信號處理器,由于它具有計算速度快、體積小、功耗低的突出優(yōu)點(diǎn),非常適合應用于嵌入式實(shí)時(shí)系統。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/151277.htmFLASH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可編程擦寫(xiě)而不需要編程器擦寫(xiě)的特點(diǎn),使它迅速成為存儲程序代碼和重要數據的非易失性存儲器,成為嵌入式系統必不可少的重要器件。DSP與FLASH存儲器的接口設計是嵌入式系統設計的一項重要技術(shù),本文以基于三個(gè)C6201/C6701 DSP芯片開(kāi)發(fā)成功的嵌入式并行圖像處理實(shí)時(shí)系統為例,介紹這一設計技術(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溝,從而具有許多突出的特點(diǎn):
DSP核采用改進(jìn)的超長(cháng)指令字(VLIW)體系結構和多流水線(xiàn)技術(shù),具有8個(gè)可并行執行的功能單元,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(méi)有指令相關(guān)情況下,最高可同時(shí)執行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),大大加快了計算速度;
片上集成了大容量的高速程序存儲器和數據存儲措,最高可以200Mbit/s的速度訪(fǎng)問(wèn),并采用改進(jìn)的多總線(xiàn)多存儲體的哈佛結構。程序存儲器為64K字節、256位寬.每個(gè)指令周期可讀取8個(gè)指令字,還可靈活設置為高速CACHE使用;數據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位數據讀寫(xiě)。C6701還可支持64位訪(fǎng)問(wèn),每個(gè)時(shí)鐘可訪(fǎng)問(wèn)雙32位故據.C6701還可訪(fǎng)問(wèn)雙64位IEEE雙精度浮點(diǎn)數據; 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(fǎng)問(wèn),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HPI端口,與EMIF端口一起??芍С謽嫵刹⑿卸嗵幚砥飨到y;
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,而在片內可高頻(120MHz、150MHz、167MHz、200MHz)地進(jìn)行計算;
片上集成了符合IEEE標準的JTAG在系統仿真接口,大大方便了硬件調試;
具有一個(gè)復位中斷,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,內核電源為1.8V,外圍設備電源為3.3V,功耗低于1.5W;
采用352BGA小型球柵陣列封裝,體積很??;
具有豐富的適合數字運算處理的指令集,并且所有的指令為條件轉移指令。

C6201/C6701高度的并行結構特點(diǎn)、高速的時(shí)鐘頻率使其具有高達1600MIPS和400MMAC的運算能力,比通常使用的DSP計算速度快十幾倍,甚至幾十倍,再加上其具有并行執行、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)系統中應用;同時(shí)TI公司開(kāi)發(fā)了高效的C編譯器和多功能的集成開(kāi)發(fā)系統CODE COMPOSER STUDIO(簡(jiǎn)稱(chēng)CCS)以及高性能的仿真器,大大簡(jiǎn)化程序代碼的編寫(xiě)與調試。
1.2 C620I/06701的引導工作方式
在加電后,C6201/C6701可采用直接從零地址(只能為外部存儲器)開(kāi)始執行程序的不引導方式工作;也可采用輔助DMA先自動(dòng)從宿主機HPI端口或外部CEl空間(8/16/32位ROM)加載64K字節程序至零地址(片上存站器或外部存儲器),然后再從零地址開(kāi)始執行程序的引導方式工作。C6201/C6701的這些工作方式由上電復位時(shí)5個(gè)引導方式管腳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(lèi)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。這種結構特點(diǎn)大大增加了系統設計的靈活性。在引導工作方式中,當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(kāi)始出行執行。因此,基于C6000的嵌入式系統一般采用引導三片上程序存儲器執行的工作方式,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(xiàn)為[A-1,A0,…A18]共20根,數據線(xiàn)為DQ[0:7],數據線(xiàn)高8位不用;/BYTE接高時(shí)為×16方式,地址線(xiàn)為A[0:18]共19根,A-1,不用,數據線(xiàn)為DQ[0:15]);RY/*BY為表示FLASH就緒或忙的管腳(它是集電極開(kāi)路引腳,多個(gè)RY/*BY管腳可通過(guò)上拉電阻直接線(xiàn)與連接)。

MBM29LV800BA具有許多特點(diǎn),主要如下
單電源3.0V讀、編程寫(xiě)入、擦除;
與JEDEC標準的命令集和引腳分布兼容;
增加了快速編程寫(xiě)人命令,寫(xiě)入僅需兩個(gè)總線(xiàn)周期;
具有至少100 000次的編程寫(xiě)入/擦寫(xiě)壽命;
靈活的扇區結構支持整片內容擦除、任一扇區內容擦除、相連續的多扇區內容并行擦除;
具有嵌入式編程寫(xiě)入算法,可自動(dòng)寫(xiě)入和驗證寫(xiě)入地址的數據;
具有嵌入式擦除算法,可自動(dòng)預編程和擦除整個(gè)芯片或任一扇區的內容;
具有數據查尋位和切換位,可以通過(guò)軟件查尋方法檢測編程寫(xiě)入/擦除操作的狀態(tài);
具有RY/*BY管腳,可以通過(guò)硬件方法檢測編程寫(xiě)入/擦除操作的狀態(tài);
自動(dòng)休眠功能,當地址保持穩定時(shí),自動(dòng)轉入低功耗模式;
具有低電壓禁止寫(xiě)入功能;
具有擦除暫停/擦除恢復功能,
2.2 MBM29LV800BA的主要命令及嵌入式算法
MBM29LV800BA的編程寫(xiě)入及擦除命令如表2所示。其中,X為十六進(jìn)制數字的任意值,RA為被讀數據的FLASH地址,RD為從FLASH地址RA讀出的數據,PA為寫(xiě)編程命令字的FLASH地址,PD為編程命令宇,SA為被擦除內容的扇區地址。 MBM29LV800BA具有嵌入式編程寫(xiě)入和擦除算法機構,當向FLASH寫(xiě)入數據內容或擦除其扇區內容時(shí),需要根據相應的算法編程才能完成。其編程擦除算法流程為:首先寫(xiě)編程擦除命令序列;然后運行數據測試算法以確定擦除操作完成;其編程寫(xiě)入算法流程為:程序開(kāi)始,首先驗證寫(xiě)入扇區是否為空,不空則運行擦除算法;然后運行編程寫(xiě)入算法,寫(xiě)編程寫(xiě)入命令序列,再運行數據測試算法或查詢(xún)RY/*BY管腳信號以確定該次操作完成。地址增1繼續上述過(guò)程,否則結束操作;數據測試算法主要是測試DQ7和DQ5位的數據變化,以確定泫次操作是進(jìn)行中、完成、還是失敗。
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