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      DSP處理器與FLASH存儲器的接口設計

      來源:零零電子  作者:零零電子  時間:2008-08-19 14:21:24  閱讀:916
      DSP是針對實時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DSP/FLASH突出優點,非常適合應用于嵌入式實時系統。自世界上第一片通用D5P芯片TMS320C10于1982年在美國T1公司產生以來,DSP處理器便顯示出強盛的生命力。

      短短DSP/FLASH二十多年,世界上許多公司便開發出各種規格的DSP處理器,并使它們在通信、自動控制、雷達、氣象、導航、機器人等許多嵌入式實時領域得到了廣泛應用。20世紀90年代后期美國TI公司推出的面向通訊領域的新一代32位的TMS320C6000系列DSP芯片(簡稱C6000)是目前世界上最先進的DSP處理器,其中C62XX和C64XX為通用32位定點系列DSP處理器,C67XX為通用32位浮點系列DSP處理器,其指令速度分別高達960~4800MIPS和600MFLOPS~1GFLOPS,可與早期的巨型計算機速度相媲美,且單芯片功耗小于1.5W、采用BGA封裝(小型球柵陣列)、體積也很小(最大35mm×35mm×3.5mm)。因此,這些DSP處理器將在許多科技領域發揮重要作用。

      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可編程擦寫而不需要編程器擦寫的特點,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DSP/FLASH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,本文以基于三個C6201/C6701 DSP芯片開發成功的嵌入式并行圖像處理實時系統為例,介紹這一設計技術。 

      1、C6201/C6701新一代DSP處理器 

      1.1 C6201/C6701的特點及外部存儲器接口EMIF 

      C6201為通用32位定點DSP處理器,C6701為通用32位浮點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: 

      DSP核采用改進的超長指令字(VLIW)體系結構和多流水線技術,具有8個可并行執行的功能單元,其中6個為ALU,兩個為乘法器,并分成相同功能的兩組,在沒有指令相關情況下,最高可同時執行8條并行指令; 

      具有32個32位通用寄存器,并分成兩組,每組16個,大大加快了計算速度; 

      片上DSP/FLASH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的速度訪問,并采用改進的多總線多存儲體的哈佛結構。程序存儲器為64K字節、256位寬.每個指令周期可讀取8個指令字,還可靈活設置為高速CACHE使用;數據存儲器采用雙存儲塊,每個存儲塊又采用多個存儲體,可靈活支持8/16/32位數據讀寫。C6701還可支持64位訪問,每個時鐘可訪問雙32位故據.C6701還可訪問雙64位IEEE雙精度浮點數據; 片上集成了32位外部存儲器接口EMIF,并且分成4個時序可編程的空間(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,CEl空間還可直接支持8/16位寬的異步存儲器讀訪問,

      片上集成了4個主DMA控制器和一個輔助DMA控制器: 

      片上集成了兩個32位多功能定時器; 

      片上集成了兩個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PLL電路,具有4倍頻外部時鐘的功能,從而在外部可采用較低的時鐘電路,而在片內可高頻(120MHz、150MHz、167MHz、200MHz)地進行計算; 

      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; 

      具有一個復位中斷,一個非屏蔽中斷,4個邊沿觸發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、高速的時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,使它非常適合在嵌入式實時系統中應用;同時TI公司開發了高效的C編譯器和多功能的集成開發系統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試。

            
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