DSP原理及应用31收集资料课件.ppt
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- DSP 原理 应用 31 收集 资料 课件
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1、DspslTMS320C54x DSP 结构、原理及应用结构、原理及应用孔莹莹 yayako_Dspsl1.9 在片外围电路v通用I/O引脚:XF和BIOv定时器v时钟发生器v主机接口(C542、C545和C548)v软件可编程等待状态发生器v可编程分区开关v串行口Dspsl1.9.1 通用I/O引脚v受软件控制的专用引脚:BIO和XFvBIO引脚用法举例: XC 2,NBIO BIO为低,执行后面1条双字或2条单字指令vXF引脚用法举例: SSBXXF RSBXXFDspsl1.9.2 定时器PRD :周期寄存器周期寄存器TIM :定时寄存器定时寄存器(-1计数器)计数器)TCR :定时器控
2、制寄存定时器控制寄存器器TDDR:定时器分频系数定时器分频系数寄存器寄存器PSC:定时器预先定标:定时器预先定标计数器计数器3个寄存器均是个寄存器均是存储器存储器映像寄存器映像寄存器图133 片内定时器方框图Dspsl定时器控制寄存器(TCR)15-1211109-6543-0保留保留softFreePSCTRBTSSTDDR(TCR)中包含有定时器的控制位和状态位中包含有定时器的控制位和状态位Dspsl位位功功 能能1512保留保留;读成读成 011soft0Soft 和和 Free 位结合起来使用,以决定在位结合起来使用,以决定在 HLL 调试程序遇调试程序遇10Free0到断点时定时器的
3、工作状态。到断点时定时器的工作状态。Freesoft定时器状态定时器状态00定时器立即停止工作定时器立即停止工作01当计数器减到当计数器减到 0 时停止工作时停止工作1定时器继续运行定时器继续运行96PSC定时器预先定标计数器。这是一个减定时器预先定标计数器。这是一个减 1 计数器,当计数器,当 PSC 减减到到 0 后。后。TDDR 位域中的数加载到位域中的数加载到 PSC,TIM 减减 15TRB定时器重新加载位,用来复位片内定时器。当定时器重新加载位,用来复位片内定时器。当 TRB 置置 1 时,时,以以 PRD 中的数加载中的数加载 TIM,以及以,以及以 TDDR 中的值加载中的值加
4、载 PSC。TRB 总是读成总是读成 04TSS0定时器停止状态位,用于停止或启动定时器。复位时,定时器停止状态位,用于停止或启动定时器。复位时,TSS位清零,定时器立即开始定时。位清零,定时器立即开始定时。TSS=0 定时器启动工作定时器启动工作TSS=1 定时器停止工作定时器停止工作30TDDR0000定时器分频系数。按此分频系数对定时器分频系数。按此分频系数对 CLKOUT 进行分频,以进行分频,以政变定时周期。 当政变定时周期。 当 PSC 减到减到 0 后, 以后, 以 TDDR 中的数加载中的数加载 PSC定时器控制寄存器(TCR)Dspsl定时中断的周期vCLKOUT(TDDR1
5、)(PRD1)v其中: CLKOUT时钟周期 TDDR定时器分频系数 PRD定时器时间常数Dspsl定时器的用法v 关闭定时器: 只要将TCR的TSS位置1,切断时钟输入,定时器停止工作,减小功耗v 定时器初始化: (1) 将TCR的TSS位置1(关闭定时器) (2) 加载PRD (3) 加载TCR(使TDDR初始化,令TSS位为0,TRB位置1), 启动定时器v 开放定时中断: (1)将IFR中的TINT位置1,清除尚未处理完的定时器中断 (2)将IMR中的TINT位置1,开放定时中断 (3) 将ST1中的INTM位清0,从整体上开放中断v 复位时: TIM和PRD都置成FFFFh,定时器的
6、分频系数(TCR和TDDR位)清0,定时器开始工作Dspsl1.9.3 时钟发生器v 组成:内部振荡器和锁相环(PLL)电路两部分v 参考时钟: 方法1:外接晶体 方法2:外部时钟信号由引脚X2/CLKIN输入(X1空着)DspslvPLL兼有频率放大和信号提纯的功能。外部频率兼有频率放大和信号提纯的功能。外部频率源的频率可以比源的频率可以比CPU机器周期机器周期CLKOUT速率低。速率低。vC54X两种形式两种形式PLL: 硬件配置的硬件配置的PLL(C541、C542、C543、C545和和C546) 软件可编程软件可编程PLL(C545A,C546A和和C548)C54x PLL的配置形
7、式Dspsl不用不用PLL: CPU时钟频率时钟频率 0.5 (外部时钟或内部振荡器频率)(外部时钟或内部振荡器频率)利用利用PLL: CPU时钟频率时钟频率 N (外部时钟或内部振荡器频率)(外部时钟或内部振荡器频率)表130 时钟方式的配置方法Dspsl软件可编程PLLv对时钟方式寄存器(CLKMD)进行编程,可以: (1) 提供各种时钟乘法器系数 (2) 控制PLL的通和断 (3) 控制时钟发生器的工作方式 (4) 自动延迟定时,直到PLL锁定v时钟发生器的工作方式: (1) PLL方式:输入时钟(CLKIN)(0.2515) (2) DIV(分频器)方式:输入时钟(CLKIN2或4)D
8、spsl引脚状态引脚状态CLKMD 寄存器寄存器CLKMD1 CLKMD2 CLKMD3复位值复位值0000000h用外部时钟源,频率除以用外部时钟源,频率除以 21101000h用外部时钟源,频率除以用外部时钟源,频率除以 21002000h用外部时钟源,频率除以用外部时钟源,频率除以 20104000h用内部振荡器,频率除以用内部振荡器,频率除以 20016000h用外部时钟源,频率除以用外部时钟源,频率除以 21117000h用内部振荡器,频率除以用内部振荡器,频率除以 21010007h用外部时钟源,用外部时钟源, PLL1011停止方式停止方式时钟方式时钟方式表128 复位时设置的时
9、钟方式Dspsl时钟方式寄存器时钟方式寄存器(CLKMD)各位的定义各位的定义151211103210PLLMULPLLDIVPLLCOUNT PLLON/OFFPLLNDIVPLLSTATUSR/WR/WR/WR/WR/WR表表1-32 时钟方式寄存器时钟方式寄存器(CLKMD)各位段的功能各位段的功能Dspsl表表1-32 时钟方式寄存器时钟方式寄存器(CLKMD)各位段的功能各位段的功能Dspsl表1-33 PLL的乘系数PLLNDIV PLLDIV PLLMUL 乘乘 系系 数数* 0 X 014 0.5 0 X 15 0.25 1 0 014 PLLMUL+1 1 0 15 1 1
10、1 0 或偶数或偶数 (PLLMUL+1) 2 1 1 奇数奇数 PLLMUL 4 *CLKOUTCLKIN乘系数乘系数 DspslPLL锁定问题v在在PLL锁定之前不能作为锁定之前不能作为C54x的时钟的时钟 PLLCOUNT数值(0255) 16个输入时钟(CLKIN) 锁定延迟时间的设定可以从025516CLKIN PLL与CLKOUT如P78 图1-28 有了锁定时间可以求出PLLCOUNT的数值:1016CLKINLockupTimePLLCOUNTTDspsl时钟发生器举例v从从DIV方式转到方式转到PLL3,已知,已知CLKIN=13MHZ,可以求得,可以求得PLLCOUNT=4
11、1(10进制)进制)查图查图,指令如下,指令如下: STM #0010 0001 0100 1111 b, CLKMD 分析: PLLMUL=0010,PLLDIV=0,PLLNDIV=1 系数为3 PLLON/OFF=1,PLL工作 PLLCOUNT为8位=00101001,十进制41Dspsl1.9.4 主机接口(HPI)v仅C542,C545和C548片内有HPIvHPI是一个8位并行口,C54与主处理器接口,主机通过它来直接访问存储空间。DspslHPI的组成vHPI数据锁存器(HPID)vHPI控制寄存器(HPIC)vHPI存储器 (DARAM)vHPI地址寄存器(HPIA)vHPI
12、控制逻辑DspslHPI的组成vHPI存储器(DARAM) 用于用于C54x与主机之间传送数据,也可以作为程序与主机之间传送数据,也可以作为程序RAMvHPIA 只能由主机直接访问,存放只能由主机直接访问,存放HPI寻址存储单元地址寻址存储单元地址vHPID 只能由主机直接访问,读操作数只能由主机直接访问,读操作数vHPIC C54x与主机直接访问,在与主机直接访问,在C54x中映像数据存储器中映像数据存储器地址地址002ChvHPI控制逻辑:HPI与主机接口信号Dspslv具有:高速具有:高速全双工串行口全双工串行口v用于:与其它用于:与其它C54x 器件、编码解码器、串行器件、编码解码器、
13、串行A/D等等直接接口直接接口vC54x串行口的三种形式:串行口的三种形式: (1) 标准同步串行口(标准同步串行口(SP) (2) 缓冲串行口(缓冲串行口(BSP) (3) 时分多路串行口(时分多路串行口(TDM)v串行口可以工作在任意低的时钟频率上串行口可以工作在任意低的时钟频率上1.10 C54串行口Dspsl器件器件标准同步串口标准同步串口缓冲串口缓冲串口(BSP)时分多路串口时分多路串口(TDM)C541200C542011C543011C545110C546110C5480211.10.1 串行口的概述DspslSP标准同步串行口v 2个个MMR: 发送数据寄存器(发送数据寄存器(
14、DXR) 接受数据寄存器(接受数据寄存器(DRR)v 每个串行口都有相关的每个串行口都有相关的时钟、帧同步脉冲及串行口移位寄时钟、帧同步脉冲及串行口移位寄存器存器v 串行数据串行数据可按可按8位字节或位字节或16位字位字转换转换v 收发数据操作时,产生可屏蔽收发中断:收发数据操作时,产生可屏蔽收发中断:RINT 和和 XINTv 软件管理软件管理串行口数据传送串行口数据传送v 串行口是串行口是双缓冲的双缓冲的v 最高时钟频率最高时钟频率CLKOUT/4 (若(若CLKOUT周期为周期为25ns时串行口数据传送速率为时串行口数据传送速率为10Mbit/s)Dspsl1.10.2 标准串行口的组成
15、数据发送寄存器数据发送寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器数据接收寄存器数据接收寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器Dspsl标准串行口的组成vDRR16位数据接收寄存器位数据接收寄存器vDXR16位数据发送寄存器位数据发送寄存器vRSR接收移位寄存器接收移位寄存器vXSR发送移位寄存器发送移位寄存器v控制电路控制电路Dspsl串行口引脚定义引脚引脚说明说明CLKR接收时钟信号接收时钟信号CLKX发送时钟信号发送时钟信号DR串行接收数据串行接收数据DX串行发送数据串行发送数据FSR接收时的帧同步信号接收时的帧同步信号FSX发送时的帧同步信号发送时的帧同步信号Dspsl串行口传送数据的一种接法DXF
16、SXCLKXC54 Device 0 DRFSRCLKRC54 Device 1Dspslv在在FSR和和CLKR作用下,来自作用下,来自DR引脚的数据移引脚的数据移位至位至RSRv当当RSR满一个字时,就复制到满一个字时,就复制到DRRv一旦一旦RSR复制到复制到DRR后,就产生后,就产生v串行口接收中断,通知串行口接收中断,通知CPU从从DRR中读取数据中读取数据串行口接收数据过程Dspsl串行口发送数据过程v将要发送的数据写到将要发送的数据写到DXRv若若XSR空(上一个字已串行传送到空(上一个字已串行传送到DX引脚),引脚),则将则将DXR复制到复制到XSRv在在FSX和和CLKX作用
17、下,将作用下,将XSR 中的数据移到中的数据移到DX引脚输出引脚输出v一旦一旦DXR中的数据复制到中的数据复制到XSR后,就产生串行后,就产生串行口发送中断口发送中断XINT,通知,通知CPU将新数据加载到将新数据加载到DXRDspslvBSP是在标准同步串行口的基础上增加了一个自是在标准同步串行口的基础上增加了一个自动缓冲单元(动缓冲单元(ABU),是一种增强型标准串行口),是一种增强型标准串行口vABU有独立于有独立于CPU的专用总线,可允许串行口的专用总线,可允许串行口直接读写直接读写C54的内部存储器的内部存储器v处理事务的开销最省,数据率较高处理事务的开销最省,数据率较高vBSP有两
18、种工作方式:有两种工作方式: (1)非缓冲方式(与标准串行口相同)非缓冲方式(与标准串行口相同) (2)自动缓冲方式(串行口直接与)自动缓冲方式(串行口直接与 C54 内部存储器进行内部存储器进行16位数据传送)位数据传送)缓冲串行口(BSP)Dspsl时分多路串行口(TDM)v将时间分成若干子间隔,每个子间隔传送一个通将时间分成若干子间隔,每个子间隔传送一个通信信息信信息vC54x TDM最多可以有最多可以有8个个TDM信道信道v每个每个C54x 可以用一个信道发送数据,一个或可以用一个信道发送数据,一个或一个以上信道接收数据一个以上信道接收数据v应用场合:多处理器通信应用场合:多处理器通信
19、vTDM有两种工作方式:有两种工作方式: (1) 非非TDM方式(与标准串行口相同)方式(与标准串行口相同) (2) TDM方式方式Dspsl1.11 外部总线v外部总线表明外部总线表明C54x具有很强的系统接口能力具有很强的系统接口能力v主要内容:主要内容: (1) 外部总线接口外部总线接口 (2) 外部总线操作的优先级别外部总线操作的优先级别 (3) 等待状态发生器等待状态发生器 (4) 分区转换逻辑分区转换逻辑 (5) 外部总线接口定时图外部总线接口定时图 (6) 复位和复位和 I DLE3省电工作方式省电工作方式 (7) 保持方式保持方式Dspsl1.11.1 外部总线接口Dspsl外
20、部总线接口要求v 外部总线接口是一组外部总线接口是一组并行接口并行接口v MSTRB和和 IOSTRB信号相互排斥信号相互排斥v PS、DS和和 IS信号彼此相互排斥信号彼此相互排斥v R/W控制数据传递方向控制数据传递方向v READY(外部数据准备输入信号)与片内软件可编程等(外部数据准备输入信号)与片内软件可编程等待状态发生器一道,使待状态发生器一道,使CPU可与慢速存储器或可与慢速存储器或I/O设备设备接口接口v HOLD和和HOLDA允许外部设备控制允许外部设备控制C54的外部资的外部资源源v 当当PMST中的地址可见位(中的地址可见位(AVIS)置)置1时,时,CPU执行指执行指令
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