dspC55xxch5 應用程序設計

第5章硬件系統(tǒng)的設計5.1SDRAM和系統(tǒng)初始化5.2時鐘發(fā)生器5.3ADC5.4中斷程序設計5.5通用定時器5.6Bootloader5.1SDRAM參數(shù)容量

ROW地址：4K（A0-A11）

COLUMN地址：256（A0-A7）

BANK地址：4（BA0-BA1） 數(shù)據(jù)總線：16位容量=ROW×COL×BANK×數(shù)據(jù)線=4M×16位SDRAM參數(shù):地址（1）地址譯碼數(shù)據(jù)讀寫地址總線數(shù)據(jù)總線地址譯碼SDRAM參數(shù):地址（2）行地址譯碼數(shù)據(jù)讀寫列地址譯碼數(shù)據(jù)總線地址總線外部存儲器接口(EMIF)外部存儲器接口（EMIF）控制DSP和外部存儲器之間的所有數(shù)據(jù)傳輸EMIF為3種類型的存儲器提供了無縫接口：◆異步存儲器，包括ROM、FLASH以及異步SRAM◆同步突發(fā)SRAM（SBSRAM），工作在1倍或1/2倍CPU時鐘頻率◆同步DRAM（SDRAM），工作在1倍或1/2倍CPU時鐘頻率EMIF支持以下類型的訪問：◆程序的訪問◆32位數(shù)據(jù)的訪問◆16位數(shù)據(jù)的訪問◆8位數(shù)據(jù)的訪問DSP的EMIF接口:管腳16位EMIF接口支持8M×16位的地址空間通過CE[3:0]可以獨立選擇四個不同的外部擴展接口支持兩種接口異步接口：包括SRAM、Flash和ROM等同步接口：SDRAM16位EMIF同/異步共享管腳異步管腳同步管腳D[15:0]A[13:0]CE[3:0]BE[1:0]ARDYAOEAWEARESDRASSDCASSDWESDA10CLKMEMDSP的EMIF接口：異步連接異步連接CEARDYAOEAREAWEBE[1:0]A[13:1]A0D[15:0]ChipSelectReadyOutputenableReadenableWriteenableByteenableA[12:0]A13D[15:0]DSP的EMIF接口：同步連接CE0CLKMEMSDRASSDCASSDWEA0A13A12SDA10A[10:1]D[15:0]BE[1:0]CSCLKRASCASWEBA0BA1A11A10A[9:0]D[15:0]DQMH(L)CKEVCC系統(tǒng)初始化初始化時鐘初始化EMIF初始化堆棧hotmenu

SDRAM_init(){EBSR=0xa01;EGCR=0x220;EGCR=0X220;CE01=0X3000;CE11=0X1fff;CE21=0x1fff;CE31=0X1FFF;EMIRST=0;SDC1=0X5958;SDC2=0X38F;INIT=0;}ICETECK-VC5509A.GELDSP時鐘發(fā)生器÷CLKINCPU時鐘CLKDIVCLKOUTCPU、外設或者其他器件圖

時鐘輸出5.2時鐘發(fā)生器時鐘發(fā)生器，它可以利用數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）分頻或者倍頻輸入時鐘頻率（從CLKIN引腳接收），然后分別送到CPU、外設和C55xDSP內(nèi)的其他模塊，以使它們工作在所要的時鐘頻率?？删幊谭诸l器時鐘發(fā)生器模式時鐘發(fā)生器有一個時鐘模式寄存器CLKMD，用來控制和監(jiān)視時鐘發(fā)生器?？梢酝ㄟ^寫CLKMD中的PLLENABLEbit，來觸發(fā)兩種主要的操作模式：旁路模式

PLL（Phased-LockLoop，瑣相環(huán)）被旁路掉，輸出時鐘的頻率就等于輸入時鐘的頻率除以1、2、4（由BYPASSbit裝入的值來決定）。因為PLL模塊被關閉了，因此這種模式可以用來降低功耗。鎖定模式時鐘發(fā)生器既可以乘以或除以一個系數(shù)來獲得期望的輸出頻率，并且輸出時鐘相位與輸入信號鎖定。如果時鐘模式寄存器CLKMD中的PLLENABLEbit置位，且瑣相過程已經(jīng)完成，就進入鎖定模式（在瑣相過程中，時鐘發(fā)生器處于旁路模式）。時鐘模式寄存器（CLKMD）輸出頻率＝×輸入時鐘頻率(PLLDIV+1)PLLMULT鎖定模式(PLLENABLE=1)CLKDIV=000b（系統(tǒng)寄存器SYSR）CLKOUT輸出CLKOUT的頻率等于CPU時鐘頻率CLKDIV=001b1/2CPU時鐘頻率CLKDIV=010b1/4CPU時鐘頻率CLKDIV=011b1/6CPU時鐘頻率CLKDIV=100b1/8CPU時鐘頻率

CLKMD中重要bit的說明（1）IAI：退出IDLE模式后，決定時鐘發(fā)生器怎樣重新瑣相（當CLKMDIdle域重新激活）0PLL鎖定，與進入Idle模式前的過程相同；1PLL重新開始瑣相過程。IOB：只要相位失瑣，決定時鐘發(fā)生器是否初始化PLL瑣相過程。如果PLL的瑣相中斷：0時鐘發(fā)生器不會中斷。時鐘發(fā)生器會保持在鎖定模式，PLL繼續(xù)輸出當前的時鐘信；1時鐘發(fā)生器切換到旁路模式，并重新開始PLL的瑣相過程。BYPASSDIV旁路模式的分頻值。在旁路模式下BYPASSDIV決定輸出信號的頻率。在DSP復位時，若CLKMD引腳為低，BYPASSDIV復位到00b。若為高，復位到01b（除以2）。00b不分頻；01b二分頻；10b或者11b四分頻

CLKMD中重要bit的說明（2）BREAKLN：失瑣標記。BREAKLN指示PLL是否失瑣。另外，如果要置位CLKMD，BREAKLN必須為1。0PLL已經(jīng)失瑣；1重新瑣相，或發(fā)生了一次寫CLKMD。LOCK：鎖定模式標識。LOCK表示時鐘發(fā)生器是否處于鎖定模式：0時鐘發(fā)生器處于旁路模式。輸出時鐘信號的頻率由BYPASSDIVbit決定，或PLL正在進行瑣相的過程；1時鐘發(fā)生器處于鎖定模式。PLL相位鎖定，輸出時鐘的頻率由PLLMULT和PLLDIV決定DSP時鐘發(fā)生器的工作流程時鐘發(fā)生器操作狀態(tài)說明（1）A：瑣相。時鐘發(fā)生器進入旁路模式，PLL將輸出時鐘信號的相位鎖定在輸入時鐘的相位，一旦相位鎖定，輸出時鐘就會工作在由CLKMD中PLLMULT和PLLDIVbit所定義的頻率。時鐘發(fā)生器進入鎖定模式（狀態(tài)B）?？梢酝ㄟ^寫CLKMD來重新配置時鐘發(fā)生器。B：鎖定模式。PLL產(chǎn)生選定頻率的時鐘信號。輸出信號的相位與輸入信號鎖定。如果PLL失瑣，且CLKMD中的IOB的bit為1，時鐘發(fā)生器返回旁路模式，重新鎖定（狀態(tài)A）；如果IOB為0，時鐘發(fā)生器不會重新鎖定可以用Idle指令使時鐘發(fā)生器進入Idle模式（狀態(tài)C）。要改變到旁路模式，或以其它方式重新配置時鐘發(fā)生器，則可以寫CLKMD寄存器。C：Idle模式（從鎖定模式進入）。執(zhí)行Idle命令可使時鐘發(fā)生器進入Idle模式。如果Idle模式正確退出，時鐘發(fā)生器重新開始瑣相過程（狀態(tài)A）。重新開始鎖定的方法，取決于CLKMD的IAIbit。D：旁路模式。PLL關閉，時鐘發(fā)生器處于旁路模式。時鐘發(fā)生器中的分頻器產(chǎn)生一個輸出時鐘信號，其頻率由CLKMD中的BYPASSDIVbit來定義。執(zhí)行Idle命令可使時鐘發(fā)生器工作在Idle模式（狀態(tài)E）。要想改變到鎖定模式，或者以其它方式重新配置時鐘發(fā)生器，可以寫CLKMD。E：Idle模式（從旁路模式進入）。執(zhí)行Idle命令可使時鐘發(fā)生器工作在Idle模式。如果從Idle模式正確退出，時鐘發(fā)生器會重新進入旁路模式。時鐘發(fā)生器操作狀態(tài)說明（2）配置時鐘發(fā)生器（1）要正確配置DSP的時鐘發(fā)生器，產(chǎn)生DSP工作的正常時鐘頻率。這一個步驟的關鍵就是數(shù)字瑣相環(huán)PLL的應用。為了能夠可以在程序中改變DSP的工作頻率，必須通過設置時鐘發(fā)生器的設置模式寄存器CLKMD中的倍頻值PLLMULTbit和分頻值PLLDIVbit，使PLL工作在鎖定模式下。而在進入鎖定模式之前，必須使屏蔽PLL，使時鐘發(fā)生器工作在旁路模式，才能改變PLLMUTLbit和PLLDIVbit的值，達到我們分頻和倍頻的目的。配置時鐘發(fā)生器（2）關閉PLL，時鐘發(fā)生器進入旁路模式，PLL開始瑣相過程ClearMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_PLLENABLE);while(ReadMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_LOCK));置CLKMD中的相應標志位

ClearMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_IAI);

SetMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_IOB|CLKMD_BREAKLN);設置倍頻值和分頻值WriteMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_PLLDIV_1|CLKMD_BYPASSDIV_1,CLKMD_PLLDIV_MASK|CLKMD_BYPASSDIV_MASK);WriteField(pCMOD->clkmd,dspclk.pllmult,CLKMD_PLLMULT_MASK);使能PLL，PLL工作在鎖定模式SetMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_PLLENABLE);while(!ReadMask(pCMOD->clkmd,CLKMD_LOCK));輸出頻率＝[PLLMULT/(PLLDIV+1)]×輸入時鐘頻率時鐘發(fā)生器工作在鎖定模式輸出頻率=（PLLMULT/(PLLDIV+1））×輸入時鐘頻率PLLMULTPLLDIV輸出頻率31031×輸入時鐘頻率1015×輸入時鐘頻率222/3×輸入時鐘頻率231/2×輸入時鐘頻率

選擇鎖定模式頻率的例子配置時鐘發(fā)生器（3）例：C55x的片內(nèi)振蕩時鐘電路產(chǎn)生12MHz的脈沖，CPU工作頻率是300MHz。通過配置時鐘發(fā)生器在鎖定模式下的參數(shù)來實現(xiàn)倍頻。300MHz=（PLLMULT/（PLLDIV+1））×12MHz則：PLLDIV=0，PLLMULT=25配置時鐘發(fā)生器（4）5.3ADC簡介TMS320VC5509DSP內(nèi)部集成了10位連續(xù)逼近式模數(shù)轉換器（ADC）在一個時刻可以對最多4路模擬輸入（AIN0~AIN3）中的一個采樣，并用10位數(shù)字形式表示最大采樣率為21.5kHz，適合對慢速變化的模擬信號進行采樣使用采樣保持電路來產(chǎn)生均勻間隔的樣本使用引腳AVDD和AVSS上的外部參考電壓將轉換過程所使用的電壓和系統(tǒng)電源電壓隔離采樣/保持電路

通道選擇控制邏輯和寄存器

÷

÷

÷模擬參考電壓輸入（高）電阻電容比較網(wǎng)絡模擬參考電壓輸入（高）10位模數(shù)轉換數(shù)據(jù)CPUCLKDIVCONVRATEDIVSAMPTIMEDIV模擬多路選擇器AVDDAVSSCPUClockAIN0AIN1AIN2AIN35.3.1模數(shù)轉換器結構框圖5.3.2總的轉換時間轉換周期（13個轉換時鐘周期）采樣/保持周期總的轉換時間總的轉換時間時間采樣點AD轉換時序圖ADC時鐘

=（CPU時鐘）/（CPUClkDiv+1）ADC轉換時鐘

=（ADC時鐘）/（2×（ConvRateDiv+1）（必須≤2MHz）ADC采樣保持時間

=（1/（ADC時鐘））/（2×（ConvRateDiv+1+SampTimeDiv））（必須≥40s）ADC總的轉換時間

=（ADC采樣保持時間）+（13×（1/（ADC轉換時鐘）））5.3.3初始化和監(jiān)視轉換周期ADC控制寄存器（ADCCTL）的ADCSTART位置1啟動轉換ADC不支持對DSP或DMA的中斷，所以DSP必須查詢ADC數(shù)據(jù)寄存器（ADCDATA）的ADCBUSY位來確定AD轉換的狀態(tài)轉換過程完成之后，ADCBUSY位的值從1變?yōu)?，表明轉換的數(shù)據(jù)有效，DSP可以從ADCDATA中讀取數(shù)據(jù)ADCCTL寄存器中的通道選擇（CHSELECT）位復制到ADCDATA中，這樣DSP就可以判斷值是來自哪個通道5.3.4ADC的寄存器地址（16進制）名稱說明6800ADCCTLADC控制寄存器6801ADCDATAADC數(shù)據(jù)寄存器6802ADCCLKDIVADC時鐘分頻寄存器6803ADCCLKCTLADC時鐘控制寄存器寄存器名稱重要位ADC控制寄存器（ADCCTL）ADCSTARTCHSELECTADC數(shù)據(jù)寄存器（ADCDATA）ADCBUSY、CHSELECTADCDATAADC時鐘分頻寄存器（ADCCLKDIV）SAMPTIMEDIVCONVRATEDIVADC時鐘控制寄存器（ADCCLKCTL）IDLEENCPUCLKDIV表3-2寄存器的重要位ADC控制寄存器ADCCTL15

1412110ADCSTARTCHSELECT保留ADCSTART

表明ADC是否處于忙狀態(tài)。CHSELECT000b模擬輸入通道AIN0001b模擬輸入通道AIN1010b模擬輸入通道AIN2011b模擬輸入通道AIN3100b~111b所有模擬開關關閉ADC數(shù)據(jù)寄存器ADCDATA151412111090ADCBUSYCHSELECT保留

ADCDATA

ADCBUSY

表明ADC是否處于忙狀態(tài)

CHSELECT000b模擬輸入通道AIN0001b模擬輸入通道AIN1010b模擬輸入通道AIN2011b模擬輸入通道AIN3100b~111b所有模擬開關關閉

ADCDATA

從模擬信號轉換來的10bit數(shù)據(jù)ADC分頻寄存器ADCCLKDIV1587430

SAMPTIMEDIV保留

CONVRATEDIVSAMPTIMEDIV:0~256設置采樣保持時間分頻CONVRATEDIV0000b轉換時鐘=ADC時鐘/2

0001b轉換時鐘=ADC時鐘/4...1111b轉換時鐘=ADC時鐘/32ADC時鐘控制寄存器ADCCLKCTL159870保留IDLEEN

CPUCLKDIVIDLEENADC的Idle使能位CPUCLKDIVCPU的時鐘分頻比在實驗3.5中，CPU時鐘=144MHzvoidInitADC(){

ADCCLKCTL=0x23;//CPUCLKDIV=0x23=35

ADCCLKDIV=0x4f00;//SAMPTIMEDIV=0x4f=79;//CONVRATEDIV=0000b，轉換時鐘=ADC時鐘/2;}ADC時鐘=(CPU時鐘)/(CPUCLKDIV+1)=144/(35+1)=4MHzADC轉換時鐘=(ADC時鐘)/(2*(CONVRATEDIV+1))=4/(2*(0+1))=2MHzADC采樣保持時間

=(1/(ADC時鐘))*(2*(CONVRATEDIV+1+SAMPTIMEDIV))=(1/4MHz)*(2*(0+1+79))=40μsADC的總的轉換時間=ADC的采樣保持時間+13*(1/(ADC轉換時鐘)))=40μs+13*(1/2MHz)=46.5μs采樣頻率=1/總的轉換時間=1/46.5μs=21.5kHz

while(1) { for(i=0;i<256;i++) { ADCCTL=0x8000; //啟動AD轉換，通道0 do {

uWork=ADCDATA; }while(uWork&0x8000); nADC0[i]=uWork&0x0fff; }

asm("nop"); //breakpoint }ADC采樣程序5.4中斷程序設計

中斷類型可屏蔽中斷流程外部中斷引腳時序中斷向量表中斷寄存器中斷類型可屏蔽中斷BERRINTDLOGINTRTOSINT外部管腳或片上外設中斷不可屏蔽中斷復位中斷NMI中斷JTAG中斷可屏蔽中斷流程中斷請求發(fā)送給CPU設置相應的IFR寄存器中斷屏蔽寄存器IER相應位是否置“1”INTM=0？清IFR相應位INTM=1，禁止可屏蔽中斷按照IVPD寄存器找到向量表根據(jù)中斷請求跳轉到ISR執(zhí)行ISR的內(nèi)容回到中斷前的位置繼續(xù)執(zhí)行否否是是外部中斷引腳時序中斷電平在時鐘上升沿采樣低脈沖至少保持3個時鐘周期中斷序列為1-1-0-0-0中斷信號必須有高電平出現(xiàn)012341-1-0-0-0時鐘中斷信號有效時段中斷向量表：位置基地址由IVPD寄存器決定 中斷向量表的大小為256字節(jié)IVPD0xd00xFFF0向量表1向量表20xd00xFFF0部分中斷向量表名稱IVPD偏移優(yōu)先級說明INT0103外部中斷0INT1804外部中斷1INT2185外部中斷2TINT0206定時器0中斷RINT0287McBSP0接收中斷XINT0888McBSP0發(fā)送中斷RINT1309McBSP1接收中斷XINT13810McBSP1發(fā)送中斷INT35815外部中斷3中斷寄存器INTM:全局中斷允許，‘1’為禁止，‘0’為允許IER:中斷屏蔽寄存器，相關位置‘1’，允許中斷IFR:中斷標志寄存器，相關位置‘1’，中斷產(chǎn)生15141312111098DMAC5DMAC4XINT2RINT2INT3DSPINTDMAC1USBR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W76543210XINT1RINT1RINT0TINT0INT2INT0R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WIER/IFR寄存器1．初步認識定時器可采樣時鐘、定時控制或作計數(shù)器使用減1計數(shù)器且是一個軟件可編程定時器其定時間隔與CPU的時鐘有關。VC5509有2個片上定時器5.5通用定時器2.定時器的組成框圖PSC:預定標計數(shù)器TDDR:預定標分頻系數(shù)TIM:主計數(shù)寄存器PRD:主周期寄存器3．定時器相關寄存器（4個）PRSC:預定標計數(shù)器TCR:定時器控制寄存器TIM:主計數(shù)寄存器PRD:主周期寄存器4．定時器工作過程TSS=0時，開啟定時器，PSC在CPU時鐘（CLKOUT）作用下作減1計數(shù)PSC減為0時，產(chǎn)生借位信號，使TIM減1，同時TDDR

的值裝載到PSC，開始下一次預計數(shù)；重復步驟(2),反復驅動TIM減1計數(shù)，直到TIM減為0時，

TIM產(chǎn)生借位信號，此借位信號作CPU的定時中斷TINT

和定時脈沖輸出TOUT，同時PRD的值裝載到TIM開始下一個定時周期；96PSC30TDDR15……0PRD15……0TIM150TCR96PSC30TDDR定時器工作過程的示意圖：TDDR和PRD的范圍：TDDR為4bit：Max=16PRD為16bit：Max=65536定時中斷周期：定時中斷頻率：5．定中斷周期和頻率例1：設CLKOUT的頻率為8MHz，現(xiàn)要求A/D采樣頻率為4kHz，用定時器中斷產(chǎn)生定時信號，問如何設計PRD和TDDR？說明：TDDR的設置有多種，可以PRD=1999=0x7CF,TDDR=0例2：設CLKOUT的頻率為8MHz，現(xiàn)有一個發(fā)光管，要求每秒閃爍1次（即每秒亮一次，暗一次，頻率為2Hz），用定時器產(chǎn)生定時信號控制這個發(fā)光管，問如何設計PRD和TDDR？6．定時器的初始化步驟：2）通過寫PRSC中的TDDR，將預定標計數(shù)器周期寫入TDDR（以輸入的時鐘周期為基本單位）;1）停止定時(TSS=1)，使能定時器自動裝載(TLB=1);3）將主計數(shù)器周期數(shù)裝入PRD

（以輸入的時鐘周期為基本單位）;4)關閉定時器自動裝載(TLB=0),啟動定時器(TSS=0)。#include"myapp.h"http://定義指示燈寄存器地址和寄存器類型#defineLBDS(*((unsignedint*)0x400001))voidINTR_init(void);voidTIMER_init(void);int

nCount;main(){

nCount=0; PLL_Init(40);

SDRAM_init(); LBDS=0;

INTR_init();

TIMER_init(); while(1) { }}voidinterruptTimer(){

nCount++;nCount%=16; if(nCount==0) LBDS^=1;}voidINTR_init(void){ IVPD=0xd0; IVPH=0xd0; IER0=0x10; DBIER0=0x10; IFR0=0xffff;

asm("BCLRINTM");}voidTIMER_init(void){ioportunsignedint*tim0;

ioportunsignedint*prd0;

ioportunsignedint*tcr0;

ioportunsignedint*prsc0; tim0=(unsignedint*)0x1000; prd0=(unsignedint*)0x1001; tcr0=(unsignedint*)0x1002; prsc0=(unsignedint*)0x1003;*tcr0=0x04f0;*tim0=0;*prd0=0x0ffff;*prsc0=2;*tcr0=0x00e0;};========vectors.asm========;PlugintheentrypointatRESETintheinterruptvectortable.sect".vectors".ref_c_int00;Centrypoint.if(.MNEMONIC)rsv:;resetvectorB_c_int00;branchtoCentrypointNOP.align8nmi: .loop8

nop .endloopint0: .loop8

nop .endloopint2: .loop8

nop .endloop .ref_Timertint:

B_Timer

nop

.align8.…. .elsersv:;resetvector

goto_c_int00;branchtoCentrypointNOP.align8.endif5.6BootloaderBootloader硬件基礎和工作過程BootTable的結構Bootloader的軟件操作流程什么是Bootloader？DSP的速度較快，EPROM或flash的速度較慢，片外的RAM也較快。為了使DSP充分發(fā)揮它的能力，必須將程序代碼放在RAM中運行。為了方便地將代碼從ROM中搬到RAM中，在不帶flash的DSP中，TI在出廠時固化了一段程序，在上電后完成從ROM或外設將代碼搬到用戶指定的RAM中。此程序稱為“bootloader”.

C5000系列DSP為方便用戶使用提供了多種加載方式，以TMS320VC5509為例，TMS320VC5509有增強主機接口（EHPI）加載方式、并行外部存儲器接口（EMIF）加載方式、標準串口加載方式以及支持外圍設備接口（SPI）加載方式等多種加載方式。加載方式可以通過預置通用I/O引腳的高低電平來選擇，在表格中給出了具體的說明。BootTable的結構BootTable32位入口地址配置寄存器個數(shù)寄存器地址|

寄存器內(nèi)容段大小段起始地址段數(shù)據(jù)段大小段起始地址段數(shù)據(jù)0000（結束標志）按照配置寄存器個數(shù)循環(huán)段起始地址.text段大小段起始地址.cinit段大小Bootloader的軟件操作流程BootTable由編譯得到的out文件作為輸入由用戶手工編寫的cmd文件作控制由Hex500生成使用FlashBurn燒寫到板子的Flas