【正文】 MSTRB =0，選中 FLASH 存儲(chǔ)器，可進(jìn)行讀操作； 當(dāng) PS =1 時(shí)， CE =1， FLASH 存儲(chǔ)器掛起，地址線和數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻 ]10[ 。 SRAM 的擴(kuò)展 C54x 系列的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最多包含 64K 字，除了雙存取 RAM(DARAM)和單存取RAM(SARAM) 以外， C54x 系列器件片內(nèi) ROM 還可以用軟件映射成數(shù)據(jù)ROM(DROM)。但是，這樣 DSP 芯片中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器還是不夠用，因此我們要擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。當(dāng)訪問的地址屬于片內(nèi)存儲(chǔ)器時(shí)，就可以進(jìn)行 RAM 或者數(shù)據(jù)ROM(在其有效地情況下 )的訪問。當(dāng)數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)超出片內(nèi)存儲(chǔ)器范圍的地址時(shí)，器件會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)外部訪問。 基于以上所述原因，并且 IS61LV6416 芯片是一種高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其容量為64K16，分別有 16 位地址線和數(shù)據(jù)線，控制線包括片選信號(hào) CE 、寫允許信號(hào) WE 、基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 13 讀選通信號(hào) OE 、高位字節(jié)選通信號(hào) UB 和低位字節(jié)選通信號(hào) LB ，電源電壓為 ，與 C54x 系列外設(shè)電壓相同。因此， 本課題設(shè)計(jì)中采用的 SRAM 存儲(chǔ)器擴(kuò)展芯片是IS61LV6416 芯片。 TMS320VC5402 與 IS61LV6416 擴(kuò)展的 SRAM 連接如圖 34 所示。地址線和 數(shù) 據(jù)線對(duì)應(yīng)相連，由于是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展，存儲(chǔ)器的片選信號(hào) CE 與 DSP 芯片的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的片選信號(hào) DS 連接，以選通外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，而存儲(chǔ)器的寫允許端 WE 與 DSP 芯片的讀 /寫控制端 WR/ 相連，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀 /寫操作 ， 并且 讀選通信號(hào) OE 、高位字節(jié)選通信號(hào) UB 和低位字節(jié)選通信號(hào) LB 引腳接地 ]11[ 。 A151A142A133A124A115A1018A919A820A721A624A525A426A327A242A143A044CE6WE17OE41UB40LB39NC22VCC11VCC33GND12GND34I/O07I/O18I/O29I/O310I/O413I/O514I/O615I/O716I/O829I/O930I/O1031I/O1132I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538NC23NC28IS61LV6416SRAMD0D2D1D3D4D5D7D6D8D9D10D11D12D13D14D15C22GNDGNDA0A1A2A3A4A6A5A7A8A10A9A11A12A13A14A15DSP_R/WDSP_DSC21GNDGND 圖 34 SRAM IS61LV6416 與 DSP 的連接 PRAM 的擴(kuò)展 雖然前面已經(jīng)擴(kuò)展了 FLASH 外部存儲(chǔ)器作為外部程序存儲(chǔ)器，但是由于前面擴(kuò)展的 FLASH 外 部存儲(chǔ)器的運(yùn)行速度較慢，有可能跟不上 DSP 芯片的處理速度，而擴(kuò)展的 PRAM 外部存儲(chǔ)器的運(yùn)行速度卻能跟上 DSP 芯片的處理速度，因此我們要在DSP 系統(tǒng)中擴(kuò)展一個(gè) PRAM 外部存儲(chǔ)器，使得擴(kuò)展的 FLASH 外部存儲(chǔ)器跟上 DSP基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 14 芯片的處理速度?；诖耍覀冞x擇 IS61LV6416 芯片作為我們擴(kuò)展 PRAM 外部存儲(chǔ)器的芯片。 TMS320VC5402 與 IS61LV6416 擴(kuò)展的 PRAM 連接如圖 35 所示。地址線和數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)相連，由于是程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展，存儲(chǔ)器的片選信號(hào) CE 與 DSP 芯片的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的片選信號(hào) PS 連接，以選通外部程序存儲(chǔ)器，而存儲(chǔ)器的寫允許端 WE 與 DSP 芯片的讀 /寫控制端 WR/ 相連，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀操作， 并且 讀選通信號(hào) OE 、高位字節(jié)選通信號(hào) UB 和低位字節(jié)選通信號(hào) LB 引腳接地 。 A151A142A133A124A115A1018A919A820A721A624A525A426A327A242A143A044CE6WE17OE41UB40LB39NC22VCC11VCC33GND12GND34I/O07I/O18I/O29I/O310I/O413I/O514I/O615I/O716I/O829I/O930I/O1031I/O1132I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538NC23NC28IS61LV6416PRAMD0D2D1D3D4D5D7D6D8D9D10D11D12D13D14D15C24GNDGNDA0A1A2A3A4A6A5A7A8A10A9A11A12A13A14A15DSP_R/WDSP_PSC23GNDGND 圖 35 PRAM IS61LV6416 與 DSP 的連接 DSP 系統(tǒng)的外圍電路設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的 DSP 系統(tǒng)通常是由 DSP 芯片和其他相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成的。本節(jié)主要說明了 DSP 硬件系統(tǒng)的外圍電路設(shè)計(jì)，包括電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等。 電源電路的設(shè)計(jì) 為了降低芯片功耗， TMS320C54x 系列芯片大部分都采用低電壓設(shè)計(jì)，并且采用基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 15 雙電源供電，即內(nèi)核電源 CVDD和 I/O 電源 DVDD。通常 I/O 電源采用 供電，而內(nèi)核電源采用 、 或更低的 電源。 TMS320VC5402 芯片 的內(nèi)核電壓為。下面介紹 TMS320VC5402 芯片 的 電源電路設(shè)計(jì)。 TMS320VC5402 芯片 采用了雙電源供電機(jī)制，以獲得更好的電源性能，其工作電壓分別為 和 。其中 為 I/O 電源 DVDD，主要供 I/O 接口使用，通常情況下可直接與外部低壓器件進(jìn)行接口，而不需要額外的電平變換電路。 為內(nèi)核電源 CVDD， 主要為芯片的內(nèi)部邏輯提供電壓，包括 CPU、時(shí)鐘電路 和其他所有的外設(shè)邏輯。與 電源相比， 電源可以大大降低芯片功耗。由于 TMS320VC5402芯片采用雙電源供電，使用時(shí)需要考慮它們的加電次序。理想情況下， DSP 芯片上的兩個(gè)電 源應(yīng)同時(shí)加電，但在有些場(chǎng)合很難做到。若不能做到同時(shí)加電，應(yīng)先對(duì) DVDD加電，然后再對(duì) CVDD加電，同時(shí)要求 DVDD電壓不超過 CVDD電壓 2V。這個(gè)加電次序主要依賴于芯片內(nèi)部的靜電保護(hù)電路。 TMS320VC5402 芯片 的電流消耗主要取決于器件的激活度，而內(nèi)核電源 CVDD所 消耗的電流主要取決于 CPU 的激活度，外設(shè)消耗的電流取決于正在工作的外設(shè)及其運(yùn)行速度。與 CPU 相比，外設(shè)消耗的電流通常是比較小的。時(shí)鐘電路也需要消耗一小部分電流，且這部分電流是恒定的，與 CPU 和外設(shè)的激活程度無關(guān)。內(nèi)核電源CVDD 為器件的所有 內(nèi)部邏輯提供電流，包括 CPU、時(shí)鐘電路和所有外設(shè) 。 I/O 電源DVDD 只為外設(shè)接口引腳提供電壓，消耗的電流取決于外部輸出的速度，數(shù)量以及在這些輸出口上的負(fù)載電容。 DSP 芯片采用哪種供電機(jī)制，主要取決于應(yīng)用系統(tǒng)中提供的電源。目前，生產(chǎn)電源的芯片很多，如 Maxim 公司的 MAX604,TI 公司的 TPS73xx 系列等 。這些芯片可分為線性芯片和開關(guān)芯片兩種，在設(shè)計(jì)中要根據(jù)實(shí)際的需要來選擇。如果系統(tǒng)對(duì)功耗要求不高時(shí)，可使用線性穩(wěn)壓芯片，其特點(diǎn)是使用方法簡(jiǎn)單，電源紋波電壓較低，對(duì)系統(tǒng)的干擾較小。若系統(tǒng)對(duì)功耗要求較苛刻時(shí)， 應(yīng)使用開關(guān)電源芯片。通常情況下開關(guān)電源芯片的效率可以達(dá)到 90%以上，但開關(guān)電源所產(chǎn)生的紋波電壓較高，且開關(guān)振蕩頻率在幾千赫茲到幾百千赫茲的范圍，易對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 基于以上原因，在電源電路的設(shè)計(jì)中選擇 了 TI 公司的 TPS73HD318 芯片，此芯片提供了兩路輸出電源， 輸出電壓分別為 和 ，每路電源的最大輸出電流為 750mA，并且提供兩個(gè)寬度為 200ms 的低電平復(fù)位脈沖，可以滿足 TMS320VC5402 DSP 系統(tǒng)的需要。電源電路基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 16 如圖 36 所示 ]8[ 。 X_RDYNC1NC21GND31EN41IN51IN6NC7NC82GND92EN102IN112IN12NC13NC14NC15NC162OUT172OUT182SENSE19NC20NC212RESET221OUT232OUT241FB/SENSE25NC26NC271RESET28TPS73HD318TGND5VGNDC14104C11104C12104C910447uFC1347uFC1047uFC847uFC15GND 圖 36 雙電源電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) TMS320VC5402 芯片的 復(fù)位輸入引腳 (RS )為處理器提供了硬件初始化的方法，它是一種不可屏蔽的外部中斷，可在任何時(shí)候?qū)?TMS320VC5402 芯片進(jìn)行復(fù)位。 這個(gè)引腳上電平后可以使程序從指定的存儲(chǔ)地址 FF80H 開始運(yùn)行。當(dāng)時(shí)鐘電路工作后，只要在 RS 引腳上出現(xiàn)兩個(gè)外部時(shí)鐘周期以上的低電平，則芯片始終處于復(fù)位狀態(tài)。 對(duì)于一個(gè) DSP 系統(tǒng)而言，上電復(fù)位電路雖然只占很小的一部分，但它的好壞將直 接影響整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。由于實(shí)際的 DSP 系統(tǒng)需要較高頻率的時(shí)鐘信號(hào)，在運(yùn)行過程中極容易發(fā)生干擾現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。為了解決這種問題，除了在軟件設(shè)計(jì)中加入一些保護(hù)措施外，硬件設(shè)計(jì)也必須做出相應(yīng)的處理。目前，最有效的硬件保護(hù)措施是采用具有監(jiān)視功能的自動(dòng)復(fù)位電路。自動(dòng)復(fù)位電路除了具有上電復(fù)位功能外，還能監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或死機(jī)時(shí)可通過該電路對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。 根據(jù)以上所述，可以使用與常用的器件設(shè)計(jì)相應(yīng)的自動(dòng)復(fù)位電路，如用 555 定時(shí)基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 17 器和計(jì)數(shù)器組成。除此之外，也可以采 用專用的自動(dòng)復(fù)位集成電路，如 Maxim 公司的 MAX70 MAX706S 芯片。其中， MAX706S 是一種能與具有 工作電壓的DSP 芯片相匹配的自動(dòng)復(fù)位電路。因此在復(fù)位電路的設(shè)計(jì)中選擇了 Maxim 公司的MAX706S 芯片。又由于 DSP 芯片要求在復(fù)位信號(hào)從低到高之前，時(shí)鐘必須已經(jīng)穩(wěn)定工作了若干時(shí)間 (毫秒級(jí) )，同時(shí)對(duì)復(fù)位信號(hào)低電平的寬度也有要求，而且復(fù)位信號(hào)上不應(yīng)有毛刺出現(xiàn)，因此采用了圖 37 所示的復(fù)位電路。引腳 6 為系統(tǒng)提供的監(jiān)視信號(hào)，來自 DSP 芯片的輸出端 TOUT0，是一個(gè)通過程序產(chǎn)生的周期不小于 10Hz 的脈沖信號(hào)。引腳 7 為低電平復(fù)位輸出信號(hào)，是一個(gè)不小于 的復(fù)位脈沖，用來對(duì) DSP 芯片復(fù)位 ]8[ 。 WDO8RST7PFO5VCC2GND3PFI4MR1WDI6MAX706SMGNDDSP_RSTDSP_TOUT 圖 37 復(fù)位電路 當(dāng) DSP 處于不正常工作時(shí)，由程序所產(chǎn)生的周期脈沖將會(huì)消失，自動(dòng)復(fù)位電路將無法接收到監(jiān)視信號(hào)， MAX706S 芯片將通過引腳 7 產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位，程序重新開始運(yùn)行，強(qiáng)迫系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路用來為 TMS320VC5402 芯片提供時(shí)鐘信號(hào)，由一個(gè)內(nèi)部振蕩器和一個(gè)鎖相環(huán) PLL 組成，可通過晶振或者外部的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。 TMS320VC5402 芯片 提供了兩個(gè)時(shí)鐘管腳 X2 和 X1。 其中， X2 又稱 CLKIN，是一個(gè)輸入管腳，而 X1 是一個(gè)輸出管腳，其時(shí)鐘發(fā)生器允許設(shè)計(jì)者選擇時(shí)鐘源。 為 DSP 芯片提供的時(shí)鐘一般有兩種方法：一種是使用外部時(shí)鐘源的時(shí)鐘信號(hào)，將外部時(shí)鐘信號(hào)直接加到 DSP 芯片的X2/CLKIN 引腳，而 X1 引腳懸空。外部時(shí)鐘源可以采用頻率穩(wěn)定的晶體振蕩器，具有使用方便，價(jià)格便宜，因而得到廣泛應(yīng)用。另一種方法是利用 DSP 芯片內(nèi)部的振基于 DSP 的帶阻濾波器設(shè)計(jì) 18 蕩器構(gòu)成時(shí)鐘電路， 也就是在 X1 和 X2/CLKIN 引腳 之間接入一個(gè)晶體來啟動(dòng) DSP芯片 內(nèi)部振蕩器，如圖 38 所示。選用的晶振 Y 為 10MHz。 22pFC722pFC612Y10MHzGND 圖 38 時(shí)鐘電路