TMS320C32浮点DSP存储器接口设计

    ＴＭＳ３２０Ｃ３２是美国德州仪器公司（ＴＩ公司）生产的ＴＭＳ３２０系列第三代浮点数字信号处理器的最新产品，它在ＴＭＳ３２０Ｃ３０和ＴＭＳ３２０Ｃ３１的基础上进行了简化和改进。ＴＭＳ３２０Ｃ３２在结构上的改进包括可变宽度的存储器接口、更快速的指令周期时间、可设置优先级的双通道ＤＭＡ处理器、灵活的引导程序装入方式、可重新定位的中断向量表以及可选的边缘／电平触发中断方式等。特别是其增强的外部存储器接口，使得对外部数据的操作更加方便，存储器接口电路的设计也更为灵活，因此在许多实时数据采集和信号处理系统中得到了广泛的应用。

１ ＴＭＳ３２０Ｃ３２存储器

１.１ ＴＭＳ３２０Ｃ３２存储器特点

    ＴＭＳ３２０Ｃ３２提供总共１６Ｍ字的存储空间，每字３２ｂｉｔ，这１６Ｍ字空间包括程序存储器、数据存储器及Ｉ／Ｏ空间。’Ｃ３２存储器映像取决于处理器的工作方式，’Ｃ３２工作于微处理器和微计算机方式时存储器的映像图略有不同。’Ｃ３２通过２４位的地址总线、３２位的数据总线和三组选通信号ＩＯＳＴＲＢ、ＳＴＲＢ０、ＳＴＲＢ１访问外部存储器。

    同ＴＭＳ３２０Ｃ３０和ＴＭＳ３２０Ｃ３１一样，’Ｃ３２是３２位处理器，它具有３２位内部存储器、３２／４０位内部寄存器、３２位内部总线。除可进行３２位存储器存取接口外，’Ｃ３２还支持从１６位存储器取指令以及进行１６位和８位数据操作。ＳＴＲＢ０、ＳＴＲＢ１使能的８位、１６位、３２位的存储器可以用来存放８位、１６位、３２位的数据，而且存储器宽度和数据宽度不必相同，即任何一种存储器可以存放任何一种数据类型。

１.２ 选通信号

    ＴＭＳ３２０Ｃ３２对外部存储器的访问必须经过选通信号引脚，三组选通信号ＩＯＳＴＲＢ、ＳＴＲＢ０、ＳＴＲＢ１分别对应存储器映像的不同位置。ＩＯＳＴＲＢ对应的存储器映像从８１００００ｈ到８２ＦＦＦＦｈ总共１２８Ｋ字，当访问这部分存储空间时，ＩＯＳＴＲＢ使能。ＳＴＲＢ０对应两块不连续的存储器映像，分别是从０ｈ到７ＦＦＦＦＦｈ共８．１９２Ｍ字和从８８００００ｈ到８ＦＦＦＦＦｈ共５１２Ｋ字。ＳＴＲＢ１对应从９０００００ｈ到ＦＦＦＦＦＦｈ共７．１６８Ｍ字空间。

 

    ＩＯＳＴＲＢ对应的外部存储器只能访问３２位数据格式，而ＳＴＲＢ０、ＳＴＲＢ１则可以访问８位、１６位、３２位三种格式的数据，并可以与这三种形式的存储器相连。每组ＳＴＲＢｘ（ｘ＝０１）选通信号包括四个引脚：STRBx_B3/A-1、STRBx_B2/A-2、STRBx_B1、STRBx_B0。这四个信号引脚作为片选信号与存储器相连，在访问８位或１６位外部存储器时前两个信号引脚还作为地址线引脚。

１.３ 外部存储器接口控制寄存器

    如前所述，ＳＴＲＢ０、ＳＴＲＢ１可以与８位、１６位、３２位存储器相连，与每种存储器连接都可以访问８位、１６位、３２位数据，而外部存储器的宽度与访问的数据格式是由外部存储器接口控制寄存器的相应位决定的，设计者可以对这些寄存器的相应位进行设置来满足实际需要。在ＴＭＳ３２０Ｃ３２的存储器映像中，ＩＯＳＴＲＢ控制寄存器的地址是８０８０６０ｈ，ＳＴＲＢ０控制寄存器的地址是８０８０６４ｈ，ＳＴＲＢ１控制寄存器的地址是８０８０６８ｈ。ＳＴＲＢ０和ＳＴＲＢ１控制寄存器的第１６和第１７位用来设置处理器访问数据的宽度，第１８和第１９位用来设置与处理器相连的实际存储器的数据位数。这四位的具体设置方法见表１所示。

表1

Bit17	Bit16	数据格式	Bit19	Bit18	实际存储器位数
0	0	8位	0	0	8位
0	1	32位	0	1	16位
1	0	保留	1	0	保留
1	1	32位	1	1	32位

２ ＴＭＳ３２０Ｃ３２存储器接口设计

２.１ ３２位宽存储器接口

    ＴＭＳ３２０Ｃ３２存储器接口使用～引脚作为片选使能信号与３２位存储器相连，其硬件连接方法如图１所示。

２.２ １６位宽存储器接口

    ＴＭＳ３２０Ｃ３２存储器在１６位宽外部存储器连接时使用作为一个附加的地址引脚Ａ－１，同时使用和作为片选使能信号，其硬件连接方法见图２所示。

２.３ ８位宽存储器接口

    ＴＭＳ３２０Ｃ３２与８位宽外部存储器相连时使用和引脚作为附加的地址引脚Ａ－１、Ａ－２，并使用作为片选使能信号。图３所示是’Ｃ３２与８位存储器相连的示意图。

２.４ 存储器接口设计实例

    图４给出一个实际的ＴＭＳ３２０Ｃ３２存储器接口电路图，ＳＴＲＢ０接１６位外部存储器，ＳＴＲＢ１接８位外部存储器。为说明数据在存储器中及在处理器中的存放格式，本例在１６位存储器中放３２位数据，在８位存储器中放８位数据，下面分别讨论这两种情况。

    １６位存储器中存放３２位数据，此例中１６位存储器由两片３２Ｋ×８ＳＲＡＭ构成ＳＴＲＢｘ＿Ｂ３作为地址引脚Ａ－１与外部存储器的Ａ０相连，ＳＴＲＢ０＿Ｂ０、ＳＴＲＢ０＿Ｂ１作为片选信号。由于数据宽度大于存储器宽度，因此外部存储器偶地址存放３２位数据的低１６位，外部存储器奇地址存放３２位数据的高１６位。外部存储器的地址是从０ｈ到７ＦＦＦｈ，对应的’Ｃ３２存储器映像地址从０ｈ到３ＦＦＦｈ。当一条指令向逻辑地址０ｈ装入一个３２位数据时，存储器接口必须向外部１６位存储器执行两个指令周期，这两个指令周期访问两个连续的外部存储器地址０ｈ和１ｈ，完成对３２位数据的操作。

    外部８位存储器中存放８位数据，这时数据宽度与外部存储器宽度相同，所以３２Ｋ外部存储区对应３２Ｋ的’Ｃ３２存储器映像。只不过由于是ＳＴＲＢ１使能，所以对应的逻辑地址是从９０００００ｈ到９０７ＦＦＦｈ。

    与ＴＭＳ３２０Ｃ３０和Ｃ３１相比，ＴＭＳ３２０Ｃ３２的存储器接口更灵活，功能也更强大，在实际中如能灵活运用，就能设计出高效、稳定的系统。