TMS320F2812外部接口分析与存储器扩展

look_w

TMS320F2812是德州仪器(TI)公司专门为工业应用而设计的新一代DSP处理器，它的性能大大优于当前广泛使用的TMS320LF240x系列。该芯片为32位定点DSP，最高主频150 MHz，最小指令周期6.67 ns，外部采用低频时钟，通过片内锁相环倍频；相对于TMS320LF2407只能寻址192 KB地址空间，该芯片的外部接口最多可寻址4 MB的空间；有3个独立的片选信号，并且读／写时序可编程，兼容不同速率的外设扩展；通过配置外部接口寄存器，在访问外部设备时不必额外增加延时等待，既提高了程序的实时性又减少了代码量。因此，灵活掌握和使用外部接口，对于DSP系统开发有很大帮助。本文结合实际系统，分析TMS320F2812外部接口的时序，设计了外部存储器扩展电路，根据所用的存储器芯片设置了接口时序，并提供了相关的电路原理图和外部接口时序配置的程序。1 TMS320F2812外部接口的特点
TMS320F2812外部接口(XINTF)采用异步非复用模式总线，与C240x外部接口类似，但也作了改进：
① TMS320LF240x系列，程序空间、数据空间和I／O空间都映射在相同的地址(0000～FFFF)，最大可寻址192 KB，对它们的访问是通过不同的指令来区分的，例如可用IN或OUT指令访问外部I／O空间；而在TMS320F2812中，外部接口被映射到5个独立的存储空间XZCS0、XZCS1、XZCS2、XZCS6、XZCS7，每个存储空间具有独立的地址，最多可寻址4 MB。
② TMS320F2812中，有的存储空间共用1个片选信号，如Zone0和Zone1共用XZCS0AND1，Zone6和Zone7共用XZCS6AND7。各空间均可独立设置读、写信号的建立时间、激活时间及保持时间。
      对任何外部空间读／写操作的时序都可以分成3部分：建立、激活和保持，时序如图1和图2所示。在建立(lead)阶段，访问存储空间的片选信号变为低电平并且地址被送到地址总线(XA)上。默认情况下该阶段的时间设置为最大，为6个XTIMCLK周期。在激活(active)阶段，对外部设备进行读写，相应的读写信号(XRD和XWD)变为低电平，同时数据被送到数据总线(XD)上。默认情况下读写该阶段的时间均设置为14个XTIMCLK周期。跟踪(trail)阶段是指读写信号变为高电平，但片选信号仍保持低电平的一段时间周期，默认情况下该阶段时间设置为6个XTIMCLK周期。因此，在编程时要根据外部设备的接口时序来设置XINTF的时序，从而正确地对外设读写。
2 扩展存储器硬件设计
2.1 外部存储器与TMS320F2812的接口电路设计
      TMS320F2812内置18 KB RAM。为了使用方便，本系统又扩展了256 KB SARAM，芯片选用IS61LV25616(256K×16位)，其数据访问时间为10 ns。由于TMS320F2812采用统一寻址方式，因此扩展的SARAM既可以作程序存储器也可以作数据存储器。同时，为了保存掉电不丢失的数据，扩展了32 KBEEPROM，选用AT28LV256，32K×8位，用2片组成32K×16位。外扩存储器与TMS320F2812的接口电路如图3所示，将SARAM分配在ZONE2，地址范围为0x80000～0xBFFFF，片选信号与TMS320F2812的XZCS2相连。EEPROM分配在ZONE6，地址范围为0x10000～0x107FFF，片选信号为XZCS6AND7。
2.2 时序控制寄存器设置      TMS320F2812的外部接口(XINTF)可根据系统设计的要求，分别配置每个空间的建立、激活和跟踪周期时间，以适应对不同速率外设接口的访问。配置过程中需要考虑外设器件的时序特性，必须使XINTF信号的时序与外设器件的时序一致才能正常工作。首先，必须设定XINTF模块的时钟，所有扩展外设的访问都是以XINTF时钟为参考的。本设计中，设定DSP内核频率(SYSCLK)为120 MHz，设定XINTF频率为SYSCLK／2，即60 MHz。根据器件手册，IS61LV25616的读／写周期为10 ns，因此ZONE2配置为最小的等待时间，建立、激活和跟踪时间分别为16 ns、16 ns、0 ns，写信号周期为16 ns、16 ns、0 ns(对应寄存器设置为1，1，0)。AT28LV256的读写时序如图4、图5所示，读信号周期：建立时间为tCE与tOE之差，最大值为120 ns；激活时间为tOE，最大值为80 ns；跟踪时间为tOH，最大值为0，因此配置为33 ns、50 ns、0 ns(对应寄存器设置为1，2，0)。写信号周期：建立时间为tCS，最小值为0；激活时间为tWP，最小值为200 ns；跟踪时间为tCH，最小值为0 ns。因此配置为33 ns、217 ns、33 ns(对应寄存器设置为1，6，1)。外部接口寄存器设置的C语言程序如下：




结 语
TMS320F2812的外部接口十分灵活、方便，通过独立的配置，能和各种快、慢速外设接口而不必在程序中额外添加延时等待。本文分析了TMS320F2812的外部接口及扩展外设时应注意的问题，以扩展RAM和EEPROM为例，给出了硬件电路设计并分析了接口时序；同时给出了接口时序设置的DSP程序，有助于工程人员更方便地进行基于TMS320F2812的开发和设计.