【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 引腳、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及看門(mén)狗定時(shí)器等通用外設(shè)外，還包含有用于各種音頻、視頻的高速串行端口(SPORT)和并行端口(PPI)。這些外設(shè)滿足了典型系統(tǒng)的各種需求，并且通過(guò)它們?cè)鰪?qiáng)了系統(tǒng)的擴(kuò)充能力，ADSPBF533的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)ADSPBF533利用32位地址總線構(gòu)成統(tǒng)一的4GB尋址空間。片內(nèi)存儲(chǔ)器，片外存儲(chǔ)器，以及存儲(chǔ)器映射I/O資源在這個(gè)統(tǒng)一的地址空間中獨(dú)立占據(jù)各自的一段。 ADSPBF533地址映射（1）片內(nèi)存儲(chǔ)器ADSPBF533采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，指令與數(shù)據(jù)分開(kāi)存放。片內(nèi)有3塊存儲(chǔ)區(qū)，內(nèi)核能對(duì)其進(jìn)行全速訪問(wèn)，分別為：80KB指令存儲(chǔ)器，其中16KB可以配置為指令緩存；64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中32KB可以配置為數(shù)據(jù)緩存；4KB的便簽存儲(chǔ)器，只能作為數(shù)據(jù)SRAM訪問(wèn)，不能配置為cache，可以作為系統(tǒng)堆棧。（2）片外存儲(chǔ)器 片外存儲(chǔ)器，離內(nèi)核較遠(yuǎn)，訪問(wèn)時(shí)會(huì)有延遲，但容量大，ADSPBF533通過(guò)外部總線接口單元(EBIU)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。（3）I/O存儲(chǔ)器空間ADSPBF533沒(méi)有定義獨(dú)立的I/O空間。所有的資源都被映射到統(tǒng)一的32位地址空間。片上I/O設(shè)備的控制寄存器被映射到靠近4GB地址空間頂端的存儲(chǔ)器映射寄存器(MMR)地址范圍內(nèi)。ADSPBF533的片上外設(shè)，ADSP—BF533內(nèi)部集成了豐富的片上外設(shè)，包括：◆1個(gè)并行外設(shè)接口(PPI)，支持ITU656視頻數(shù)據(jù)格式；◆2個(gè)雙通道全雙工同步串行接口(SPORT)，支持8個(gè)立體聲12S通道；◆1個(gè)通用異步串口UART，支持IrDA；◆1個(gè)SPI兼容端口；◆1個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC；◆1個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器；◆3個(gè)通用定時(shí)器；◆16個(gè)可編程通用的I/O口；◆外部總線接口單元(EBIU)，支持片外同步或者異步存儲(chǔ)器。四、軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Visual DSP++簡(jiǎn)介Visual DSP++提供了一個(gè)集成化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，在它上面可以完成程序的編輯、調(diào)試和仿真等，它主要包括：◆與Visual DSP++一體化的集成開(kāi)發(fā)和調(diào)試環(huán)境(IDDE)；◆帶有實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù)的C／CH語(yǔ)言優(yōu)化編譯器；◆匯編器、鏈接器； Visual DSP++集成開(kāi)發(fā)環(huán)境此外，Visual DSP++還集成了許多小工具[14]，方便開(kāi)發(fā)人員使用。主要有：◆專索鏈接器。這個(gè)圖形化的工具使得程序開(kāi)發(fā)人員可以更加方便地生成鏈接描述文件?！魣D像查看器?？梢杂脕?lái)觀察DSP內(nèi)存或來(lái)自PC的圖像或視頻信息（BMP、JPEG、PPM和MPEG）。還可以復(fù)制和輸出保存圖像。 ◆FLASH編程器。它可以簡(jiǎn)化在FLASH中改變數(shù)據(jù)及在內(nèi)存中修改內(nèi)容的過(guò)程?！艟彌_可視化工具。該工具作為插件來(lái)運(yùn)行，使用這個(gè)工具使得設(shè)計(jì)人員可以觀察一個(gè)DSP應(yīng)用程序的緩存使用情況?！粜阅芊治銎鳎碌男阅芊治銎鹘Y(jié)合了統(tǒng)計(jì)型的性能分析器，可以觀察數(shù)據(jù)排序、指定程序跟蹤的時(shí)間和設(shè)置內(nèi)存濾波區(qū)域。利用Visual DSP++集成環(huán)境開(kāi)發(fā)DSP程序流程[15],可分為以下三個(gè)階段：（1）模擬調(diào)試——利用Visual DSP++提供的模擬器進(jìn)行軟件程序的編輯、調(diào)試，不需要硬件；（2）評(píng)估板測(cè)試——在Visual DPS++環(huán)境下利用評(píng)估扳對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，決定該芯片是否能滿足需要；（3）開(kāi)發(fā)板調(diào)試——在Visual DSP++環(huán)境下通過(guò)仿真器將程序下載到目標(biāo)板中在線調(diào)試。模擬測(cè)試目標(biāo)測(cè)試板編碼寫(xiě)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)文件代碼產(chǎn)生C源文件.c庫(kù)文件結(jié)構(gòu)文件.ldf工程文件.ldf編譯鏈接Build目標(biāo)板開(kāi)發(fā)板/實(shí)驗(yàn)板軟件模擬器SimulatorEZICE仿真器Emulator測(cè)試/測(cè)試DSP產(chǎn)生EPROM碼制作/測(cè)試DSP處理系統(tǒng) Visual DSP++ 環(huán)境下的程序開(kāi)發(fā)流程ADSPBF533的DMAADSPBF533的DMA傳輸可以發(fā)生在存儲(chǔ)器空間之問(wèn)，也可以發(fā)生在存儲(chǔ)器和任一有DMA能力的外設(shè)之間。有DMA傳輸能力的外設(shè)包括SPORT口、SPI端口、UART和PPI端口，每個(gè)外設(shè)至少有一個(gè)專用DMA通道，加上存儲(chǔ)器DMA通道，ADSPBF533內(nèi)部總共12個(gè)DMA通道，分別為：SPORT0接收DMA通道、SPORT0發(fā)送DMA通道、SPORTl接收DMA通道、SPORTl發(fā)送DMA通道、UART接收通道、UART發(fā)送通道、PPI DMA通道、SPI DMA通道、4個(gè)存儲(chǔ)器通道(2個(gè)讀通道和2個(gè)寫(xiě)通道)。DMA通過(guò)以下幾個(gè)寄存器進(jìn)行設(shè)置：（1）控制寄存器(DMAx_CONFIG)，用于設(shè)置DMA傳輸?shù)姆较颉?shù)據(jù)寬度、中斷以及使能控制等內(nèi)容。（2）內(nèi)部循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器(DMAx_X_COUNT)；（3）內(nèi)層循環(huán)地址增量寄存器(DMAx_X_MODIFY)；（4）外層循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器(DMAx_Y_COUNT)；（5）外層循環(huán)地址增量寄存器(DMAx_Y_MODIFY)；（6）起始地址寄存器(DMAx_START)ADSPBF533處理器的傳輸可以基于描述符，也可以基于寄存器。使用描述符DMA時(shí)，需要一組稱為DMA描述符的參數(shù)，這些參數(shù)以結(jié)構(gòu)體鏈表的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，鏈表的每個(gè)成員稱為一個(gè)DMA描述符，每個(gè)描述符對(duì)應(yīng)～次DMA傳輸，它包含DMA傳輸所需的信息。描述符DMA實(shí)際上是將多次DMA傳送鏈接在一起，當(dāng)一個(gè)DMA數(shù)據(jù)傳輸完成之后，DMA控制器會(huì)自動(dòng)地取下一個(gè)描述符信息，開(kāi)始新的DMA數(shù)據(jù)傳輸，這些DMA描述符允許不同通道的DMA鏈接，例如SPORT DMA后可接SPI DMA。寄存器型DMA不需要描述符，只要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，就可以開(kāi)始一次DMA傳輸。寄存器型DMA分為兩種：停止型和自動(dòng)緩沖型，由控制寄存器DMAx_CONFIG中的FLOW位設(shè)置。停止型DMA在一次傳輸完成之后，就停止；自動(dòng)緩沖型DMA，在每次DMA傳輸完成之后，各寄存器自動(dòng)重新使用原來(lái)設(shè)置的值，這樣就會(huì)形成一個(gè)循環(huán)，繼續(xù)地傳送數(shù)據(jù)，直到將控制寄存器DMAx_CONFIG中DMA使能位清零，終止DMA傳送。即自動(dòng)緩沖型DMA，只需很少的初始化設(shè)置，對(duì)重復(fù)的傳送不需要再進(jìn)行設(shè)置。ADSPBF533的中斷管理ADSPBF533的事件控制器處理5種不同類型的事件：（1）仿真：仿真事件使處理器進(jìn)入仿真模式，允許通過(guò)JTAG接口命令和控制處理器。（2）復(fù)位：此事件使處理器復(fù)位。（3）不可屏蔽中斷(NMI)：NMI事件可以由軟件“看門(mén)狗定時(shí)器或者處理器的NMI輸入信號(hào)產(chǎn)生的。NMI事件經(jīng)常用作斷電指示，有序地進(jìn)行系統(tǒng)關(guān)閉工作。（4）異常：異常是與程序執(zhí)行同步發(fā)生的事件，即指令執(zhí)行完之前可能會(huì)產(chǎn)生異常。例如數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)違規(guī)、未定義指令等情況都將導(dǎo)致異常。（5）中斷：中斷是與程序執(zhí)行異步發(fā)生的事件，由定時(shí)器、外設(shè)、輸入引腳等引起，也可以由軟件指令觸發(fā)。ADSPBF533的事件控制器包括2個(gè)部分，內(nèi)核事件控制器(CEC)和系統(tǒng)中斷控制器(SIC)，它們協(xié)同工作來(lái)控制所有系統(tǒng)事件。、事件向量表(EVT)及優(yōu)先級(jí)。9個(gè)通用中斷(IVG157)中，通常將優(yōu)先級(jí)最低的2個(gè)中斷(IVGl514)留作軟件中斷，剩下的7個(gè)優(yōu)先級(jí)中斷分別用于ADSPBF533的外設(shè)。系統(tǒng)中斷控制器(SIC)為來(lái)自多個(gè)外設(shè)的中斷源提供至CEC通用中斷輸入的映射。盡管ADSPBF533處理器提供了默認(rèn)的映射，用戶仍可以通過(guò)改寫(xiě)中斷設(shè)置寄存器(SICIAR)的值，來(lái)改變中斷事件的映射和優(yōu)先權(quán)。SIC使用4個(gè)32位中斷控制和狀態(tài)寄存器，控制外設(shè)中斷的處理：（1）SIC中斷屏蔽寄存器(SIC_IMASK)：此寄存器控制每個(gè)外設(shè)中斷事件是否被屏蔽。只有沒(méi)有被SIC屏蔽的中斷才能進(jìn)入CEC的通用中斷中進(jìn)行處理。（2）SIC中斷狀態(tài)寄存器(SIC_ISR)：由于多個(gè)外設(shè)可以映射到同一事件，該寄存器用于指示是哪個(gè)外設(shè)中斷源觸發(fā)該中斷。（3）系統(tǒng)中斷分配寄存器(SIC_IARx)：通過(guò)改寫(xiě)此寄存器的值，可以改變中斷事件的映射和優(yōu)先權(quán)。（4）SIC中斷喚醒使能寄存器(SIC_IWR)：當(dāng)事件發(fā)生而處理器處于睡眠(掉電)模式時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置該寄存器中的相應(yīng)位，喚醒處理器。 內(nèi)核事件控制器（CEC）第三章 數(shù)碼相框系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)第一節(jié) 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。 數(shù)碼相框系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)以ADSPBF533為核心，其硬件電路的設(shè)計(jì)除了包含基本的電源電路、時(shí)鐘復(fù)位電路、JTAG接口電路的設(shè)計(jì)之外，還包含SD卡接口電路，TFTLCD接口電路以及ADl836接口電路的設(shè)計(jì)，下面具體介紹。第二節(jié) 核心處理器模塊系統(tǒng)選用ADSP—BF533作為核心處理器，這部分電路的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分：(1)時(shí)鐘電路。ADSPBF533可以使用外部時(shí)鐘，也可以使用內(nèi)部振蕩電路。本系統(tǒng)采用的是內(nèi)部振蕩電路外接晶振的方式，晶振連接到CLKIN和XTAL之間，并與兩個(gè)電容相連。 數(shù)字時(shí)鐘27MHz晶振產(chǎn)生方波信號(hào)輸入到DSP中，由DSP內(nèi)部PLL倍頻產(chǎn)生內(nèi)核時(shí)鐘和系統(tǒng)時(shí)鐘。(2)電源電路。系統(tǒng)采用2節(jié)五號(hào)電池串聯(lián)供電，總的電池電量為4000mAh，標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓為3V。先采用升壓式的DC．DC芯片TPS61030將3V升到5．0V，供ADSPBF533的外設(shè)和內(nèi)核使用。 電源電路(4)JTAG接口電路。ADSPBF533提供了一個(gè)IEEE 。本系統(tǒng)采用14針接口的標(biāo)準(zhǔn)。 JTAG接口電路(3)復(fù)位電路。本系統(tǒng)采用專用復(fù)位芯片IMP811實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。 復(fù)位電路第三節(jié) SD卡接口SD卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備。由日本松下、東芝及美國(guó)SanDisk公司于1999年8月共同開(kāi)發(fā)研制。大小猶如一張郵票的SD記憶卡，重量只有2克，但卻擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動(dòng)靈活性等特點(diǎn)，而且能夠保證數(shù)據(jù)資料的安全保密。目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于便攜式裝置上，例如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、PDA及手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品。SD卡有兩種可選的通訊協(xié)議：SD模式和SPI模式。SD模式是SD卡標(biāo)準(zhǔn)的讀寫(xiě)方式，采用四條數(shù)據(jù)線并行傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率高，但是傳輸協(xié)議復(fù)雜；SPI總線模式只有一條數(shù)據(jù)傳輸線，數(shù)據(jù)傳輸速率較低，但傳輸協(xié)議簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。在SD卡數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)間要求不是很嚴(yán)格的情況下，選用SPI模式可以說(shuō)是一種最佳的解決方案。ADSP．BF533內(nèi)部集成了～個(gè)SPI接口，它可提供處理器與各種SPI兼容外設(shè)之間的無(wú)縫連接。ADSP．BF533的SPI接口具有以下特點(diǎn)：(1)支持全雙工操作；(2)ADSP．BF533可以作為SPI主機(jī)，也可以作為從機(jī)；(3)支持DMA模式，發(fā)送和接收共用一個(gè)DMA通道；(4)波特率、時(shí)鐘極性和相位均可編程控制。本系統(tǒng)中，ADSPBF533通過(guò)SPI接口直接與SD卡座接口相連接，如圖3．6所示，ADSPBF533作為主設(shè)備，輸出時(shí)鐘信號(hào)和從設(shè)備的選擇信號(hào)。 SD卡接口電路第四節(jié) TFTLCD接口一、PPI接口介紹PPI接口是Blackfin系列處理器新推出的一種外部接口，全稱為并行外圍接口，是數(shù)據(jù)高速傳輸專用的半雙工通道。該接口包括16位的數(shù)據(jù)傳輸線、3個(gè)同步信號(hào)和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，具有以下特點(diǎn)：(1)不需要地址線配合，直接與DMA通道整合，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)地址增減。(2)具有幀同步信號(hào)，不產(chǎn)生讀信號(hào)和寫(xiě)信號(hào)。PPI提供的3個(gè)同步信號(hào)均是幀同步信號(hào)，每幀數(shù)據(jù)傳輸前產(chǎn)生一個(gè)高電平的同步信號(hào)。這些同步信號(hào)配置靈活，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求配置為0、1個(gè)或者3個(gè)同步信號(hào)。(3)時(shí)鐘信號(hào)配置靈活。時(shí)鐘作為輸入信號(hào)，既可直接由外部時(shí)鐘源提供，也可以由DSP自身系統(tǒng)時(shí)鐘分頻輸出后再作為輸入時(shí)鐘，最高頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的一半，該時(shí)鐘信號(hào)決定PPI傳輸?shù)乃俣取?4)數(shù)據(jù)傳輸寬度可以靈活設(shè)定，可設(shè)置為8位～16位8種數(shù)據(jù)寬度。PPI的16位數(shù)據(jù)線中高12位與ADSPBF533的PF4～PFl5(Program flag，可編程標(biāo)志)復(fù)用，低4位是專用數(shù)據(jù)線PPI0～PPI3。當(dāng)數(shù)據(jù)帶寬不足16位時(shí)，未被復(fù)用的管腳可以作其它用途使用。由于PPI具有獨(dú)立的時(shí)鐘和同步信號(hào)，可以直接連接并行AD、并行DA、視頻編解碼器、液晶顯示器以及其它并行外設(shè)。二、TFTLCD與ADSPBF533的連接薄膜晶體管液晶顯示器(TFTLCD)具有重量輕、平板化、低功耗、無(wú)輻射、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示等特點(diǎn)，目前已被廣泛地應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)碼攝錄相機(jī)、PDA移動(dòng)通訊工具等眾多領(lǐng)域。 TFTLCD接口電路本系統(tǒng)中的TFTLCD是型號(hào)為T(mén)S35NDl501的24位真彩數(shù)字屏，能夠顯示320240大小的RGB圖像。ADSPBF533通過(guò)PPI口與TS35NDl501相連，如圖3．7所示。TS35NDl501的數(shù)據(jù)是以8位RGB方式傳入的，顯示一個(gè)點(diǎn)時(shí)，先傳送8位R信號(hào)，再傳送8位G信號(hào)，最后是8位B信號(hào)，因此只需要8根PPI數(shù)據(jù)線，TFT屏的、場(chǎng)同步信號(hào)線可直接連接在PPI的幀同步信號(hào)線PPI—FSl和PPIFS2上。第五節(jié) 外部存儲(chǔ)器接口一、SDRAM與ADSPBF533的連接SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)具有隨機(jī)讀寫(xiě)速度快，寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前不需要進(jìn)行擦除的特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)中通常用來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用M48LC4M16ATG75，其容量為32M。ADSPBF533內(nèi)部集成的外部總線接口單元(EBIV)可提ADSPBF533與SDRAM的無(wú)縫連接，它最多支持4個(gè)SDRAM banks，每個(gè)bank容量可以達(dá)到128MBytes。 ADSPBF533與SDRAM接口框圖 引腳表述二、Flash與ADSPBF533的連接ADSPBF533有4種引導(dǎo)方式，在系統(tǒng)復(fù)位,ADSPBF533根據(jù)BMODEBMODE0引腳