TMS320VC5402 DSP的并行I/O引導裝載方法研究

TMS320VC5402(以下簡(jiǎn)稱(chēng)C5402)是德州儀器公司(TI)1999年10月推出的性?xún)r(jià)比極高(目標價(jià)格僅為5美元)的定點(diǎn)數字信號處理器(DSP)。C5402主要特點(diǎn)如下[1]：
　　?操作速率達100MIPS；
　　?具有先進(jìn)的多總線(xiàn)結構，三條16位數據存儲器總線(xiàn)和一條程序存儲器總線(xiàn)；
　　?40位算術(shù)邏輯單元(ALU)，包括一個(gè)40位桶形移位器和兩個(gè)40位累加器；
　　?一個(gè)17×17乘法器和一個(gè)40位專(zhuān)用加法器，允許16位帶/不帶符號的乘法；
　　?整合維特比加速器，用于提高維特比編譯碼的速度；
　　?單周期正規化及指數譯碼；
　　?8個(gè)輔助寄存器及一個(gè)軟件棧，允許使用業(yè)界最先進(jìn)的定點(diǎn)DSP C語(yǔ)言編譯器；
　　?數據/程序尋址空間1M×16bit，內置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM；
　　?內置可編程等待狀態(tài)發(fā)生器、鎖相環(huán)(PLL)時(shí)鐘產(chǎn)生器、兩個(gè)多通道緩沖串行口、一個(gè)8位并行與外部處理器通信的HPI口、2個(gè)16位定時(shí)器以及6通道DMA控制器；　　
　　?低功耗，工作電源有3V和1.8V(內核)，特別適合電池供電設備。
　　由此可見(jiàn)，與TMS32054X系列的其它芯片相比，C5402以其獨有的高性能、低功耗和低價(jià)格特性，使得一推出就受到業(yè)內用戶(hù)的歡迎。但它的內部結構和片內掩模的引導裝載(Bootloader)程序與C54X系列的其它DSP處理器[2]有較大的差異，而它的應用對象又大多是要求能脫機運行，如機頂盒(STB)、個(gè)人數字助理(PDA)和數字無(wú)線(xiàn)通信等內嵌式系統。為此，本文立足我們的實(shí)踐經(jīng)驗，簡(jiǎn)單介紹C5402 Bootloader程序分析和實(shí)現方法，并較為詳細地介紹并行I/O Bootloader方法。
1 幾種引導裝載方法
　　C5402片內掩模的Bootloader用于在上電復位時(shí)把用戶(hù)程序從外部引導到高速RAM中，以保證其全速運行。C5402提供了如下四種Bootloader方法：8位或16位并行EPROM方法、8位或16位并行I/O方法、8位或16位串行口方法和處理器通信口(主端口)HPI方法。
　　上電復位后，C5402檢測其MP/MC引腳，如果MP/MC＝“0”則進(jìn)入Bootloader程序。進(jìn)入Bootloader后，如有INT2請求中斷，則進(jìn)入HPI引導方式，否則則讀入端口地址為0FFFFH的I/O端的引導方式選擇字(Boot Routine Selection、 BRS)。當BRS＝XXXX00時(shí)，進(jìn)入I/O或串行口引導方式;如BRS＝XXXX1000時(shí)，進(jìn)入8位I/O引導方式;BRS＝XXXX1100時(shí)，進(jìn)入16位I/O引導方式，否則則進(jìn)入串行口引導方式。當BRS＝XXXX01時(shí)，進(jìn)入8位EPROM引導方式，BRS＝XXXX10時(shí)，進(jìn)入16位EPROM引導方式。
2 C5402片內ROM結構及并行I/O引導裝載程序分析
　　C5402提供了4K×16bit 的掩模ROM，其具體內容見(jiàn)表1。C5402上電復位后，如果MP/MC＝“0”則從F800h地址開(kāi)始運行Bootloader程序。在進(jìn)入8位并行I/O引導程序以前，C5402與外部I/O要進(jìn)行一系列的通信聯(lián)絡(luò )，其程序框圖如圖1所示。

以下是8位并行I/O引導程序片段下：
　　行號 源程序 注 解
　　(標號)
　　END ；讀入用戶(hù)代碼結束并轉執行用戶(hù)程序
　　1 CALL (21) ；調用讀數據子程序
　　2 STL B、61h ；B的內容→61H單元
　　3 CALL (21) ；調用讀數據子程序
　　4 STL B、 62h ；B的內容→62H單元
　　5 CALL (21) ；調用讀數據子程序
　　6 BC (END)、 BEQ ；B＝0時(shí)結束
　　7 SUB #01h、0、B、B ；B－1→B
　　8 STLM B、BRC ；B→BRC
　　9 CALL (21) ；調用讀數據子程序
　　10 STL B、 68h ；B的內容→68H單元
　　11 CALL (21) ；調用讀數據子程序
　　12 ADD 68h、16、B、B ；68H移位后加B→B
　　13 LD B、0、A ；B→A
　　14 RPTD (20)－1 ；循環(huán)15－19
　　15 CALL (21) ；調用讀數據子程序
　　16 SSBX XF ；XF＝1
　　17 BC (17)、BIO ；BIO＝0則等待
　　18 WRITA B ；把B的內容寫(xiě)到*A
　　19 ADD #01h、0、A、A ；A＋1→A
　　20 B (5) ；跳轉到標號為5
　　　　?
　　　　?
　　　　?
　　21 SSBX XF ；XF＝1
　　22 BC (22)、BIO ；BIO＝0則等待
　　23 RXBX XF ；XF＝0
　　24 BC (24)、NBIO ；BIO＝1則等待
　　25 PORTR 0000h、 B ；讀0地址端口→B
　　26 SFTL B、8、B ；B左移8位→B
　　27 SSBX XF ；XF＝1
　　28 BC (28)、 BIO ；BIO＝0則等待
　　29 RXBX XF ；XF＝0
　　30 BC (30)、 NBIO ；BIO＝1則等待
　　31 PORTR 0000h、68h ；讀0地址端口→68
　　32 ANDM 000ffh、68h ；邏輯與
　　33 OR 68h、 B ；邏輯或后→B
　　34 RET ；返回