HPI方式自举在TMS320VC5402 DSP芯片上实现
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:365
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摘要：在由ti系列dsp组成的多机系统中，往往用hpi进行多机数据交换。由于hpi的功能特性，产生了一种新的应用--使用hpi对dsp进行自举。介绍了使用hpi对tms320c5402进行自举，从而省掉了dsp的eprom，使dsp只使用sram，提高了处理速度，并使host cpu具有更大的控制权，很适合多处理器系统。
关键词：自举 dsp bootloader
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当前，数字信号处理器(dsp)芯片以其强大的运算能力在通信、电子、图像处理等各个领域得到了广泛的应用。使用dsp的系统可以按处理器使用的数目分为单处理器系统和多处理器系统。单dsp的系统尽管结构简单，但系统的功能将不可避免地有所限制。由于dsp的控制功能不是非常强大，在应用中往往不得不把dsp作为目标系统专门负责复杂的运算，而另外使用一个主机(pc机或是单片机)对整个系统的运行实行控制。所以，在使用dsp的多处理器系统中，主机(单片机、pc机、另一个dsp芯片)与目标系统 dsp的数据交换就成为应用系统设计中必须考虑的重要问题。
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1 主机接口的传统解决方案
解决主机与目标系统的数据交换是一个非常复杂的问题。传统的方式是采用 dma(direct memory access)或全局存储器(global memory)完成多机系统中的数据共享。在dma方式下，读写共享内存必须要求其它处理器处于停止工作的状态，所以dma共享存储器的方式往往不为人所用。全局存储器是多个处理器共享的存储器。在使用全局存储器的应用系统中，dsp的地址空间被分成局部块(local section)和全局块(global section)。局部块用于完成处理器自己的工作，而全局块则用来完成与其它处理器的通信工作。在tms320c5x器件中，使用全局存储器分配寄存器greg完成对全局内存的管理工作。greg指定部分dsp内存为全局内存。比如，tms320c5x器件能够分配全局数据内存空间，并通过br(bus request)和 hcs控制信号实现与该内存的通信。当需要寻址全局内存空间时，br和hcs信号变低电平。于是外部逻辑进行全局内存控制权的裁决，裁决的结果将通过选通信号通知某个tms320c5x 从而使该dsp现在就拥有对全局内存的控制权。显然，使用全局内存的方式来完成多dsp的共享数据通信是非常方便的。但是，应用系统往往由单片机作为主机，dsp作为目标系统构成。由于当前使用最多的单片机往往是8位机，使用16位机的共享内存完成主机与dsp的数据交换不是处理太复杂就是资源利用不充分。为了解决dsp与低档 8位主机的数据交换问题，ti公司在tms320c54x系列中使用了hpi接口。hpi将以往一些需片外实现的功能集成在片内，简化了与主机的连接，同时主机可以达到很高的访问速度。该hpi端口在ti tms320c6x系列的器件中也得到了保持，且功能有所增强。
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ti tms320c6x系列的器件中也得到了保持，且功能有所增强。
2 tms320vc5402的hpi
tms320vc5402是ti公司的54x系列定点dsp，具有低功耗、高性能的特点。
cpu 增强的多总线结构，三条独立的16bit数据存储器总线和一条程序存储器总线；40bit运算逻辑单元(alu)，包括一个40bit的桶形移位器和两个独立的40bit累加器，17bit×17bit并行乘法器连接一个40bit的专用加法器，可用来进行非流水单周期乘/加(mac)运算;比较、选择和存储单元(cssu)用于viterbi运算器的加／比较选择指数编码器在一个周期里计算一个40bit累加器的指数值两个地址发生器中有八个辅助寄存器和两个辅助寄存器运算单元(araus)数据总线具有总线保持特性。
存储器 扩展地址模式可最大寻址到1m×16bit外部程序空间，4k×16bit片上rom，16k×16bit双访问片上ram。
指令集 支持单指令循环和块循环，存储块移动指令提供了高效的程序和数据存储器管理，支持32bit长字操作数指令，支持两个或三个操作数读指令，支持并行存储和并行加载的算术指令、条件存储指令和中断快速返回，支持定点dsp c语言编译器。
片上硬件资源 软件可编程等待状态发生器和可编程存储单元转换，连接内部振荡器或外部时钟源的锁相环(pll)时钟发生器，两个多通道缓冲串口(mcbsps)，增强型8bit并行主机接口(hpi8)，两个16bit定时器，6通道直接存储器访问(dma)控制器。
电源 低功耗，工作电源有3.3v和1.8v(内核)，用节电模式的idle1、idle2及idle3指令做功率控制，可禁止clkout信号。
速度 在3.3v供电(1.8v核心电压)下单周期定点指令的执行周期为10ns(100mips)。
仿真 符合ieee1149.1边界扫描逻辑标准的片内扫描仿真逻辑接口。
tms320c54x系列dsp芯片中的hpi，能够顺序传送或随机传送数据，产生host中断和c54x中断，接口灵活，并可通过dma总线访问片内ram。当tms320 c54x与主机(或主设备)交换信息时，hpi是主机的一个外围设备。hpi有8根数据线hd(0~7)，在tms320c54x与host传送数据时，hpi能自动将外部接口传来的连续数
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摘要：在由ti系列dsp组成的多机系统中，往往用hpi进行多机数据交换。由于hpi的功能特性，产生了一种新的应用--使用hpi对dsp进行自举。介绍了使用hpi对tms320c5402进行自举，从而省掉了dsp的eprom，使dsp只使用sram，提高了处理速度，并使host cpu具有更大的控制权，很适合多处理器系统。
关键词：自举 dsp bootloader
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当前，数字信号处理器(dsp)芯片以其强大的运算能力在通信、电子、图像处理等各个领域得到了广泛的应用。使用dsp的系统可以按处理器使用的数目分为单处理器系统和多处理器系统。单dsp的系统尽管结构简单，但系统的功能将不可避免地有所限制。由于dsp的控制功能不是非常强大，在应用中往往不得不把dsp作为目标系统专门负责复杂的运算，而另外使用一个主机(pc机或是单片机)对整个系统的运行实行控制。所以，在使用dsp的多处理器系统中，主机(单片机、pc机、另一个dsp芯片)与目标系统 dsp的数据交换就成为应用系统设计中必须考虑的重要问题。
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1 主机接口的传统解决方案
解决主机与目标系统的数据交换是一个非常复杂的问题。传统的方式是采用 dma(direct memory access)或全局存储器(global memory)完成多机系统中的数据共享。在dma方式下，读写共享内存必须要求其它处理器处于停止工作的状态，所以dma共享存储器的方式往往不为人所用。全局存储器是多个处理器共享的存储器。在使用全局存储器的应用系统中，dsp的地址空间被分成局部块(local section)和全局块(global section)。局部块用于完成处理器自己的工作，而全局块则用来完成与其它处理器的通信工作。在tms320c5x器件中，使用全局存储器分配寄存器greg完成对全局内存的管理工作。greg指定部分dsp内存为全局内存。比如，tms320c5x器件能够分配全局数据内存空间，并通过br(bus request)和 hcs控制信号实现与该内存的通信。当需要寻址全局内存空间时，br和hcs信号变低电平。于是外部逻辑进行全局内存控制权的裁决，裁决的结果将通过选通信号通知某个tms320c5x 从而使该dsp现在就拥有对全局内存的控制权。显然，使用全局内存的方式来完成多dsp的共享数据通信是非常方便的。但是，应用系统往往由单片机作为主机，dsp作为目标系统构成。由于当前使用最多的单片机往往是8位机，使用16位机的共享内存完成主机与dsp的数据交换不是处理太复杂就是资源利用不充分。为了解决dsp与低档 8位主机的数据交换问题，ti公司在tms320c54x系列中使用了hpi接口。hpi将以往一些需片外实现的功能集成在片内，简化了与主机的连接，同时主机可以达到很高的访问速度。该hpi端口在ti tms320c6x系列的器件中也得到了保持，且功能有所增强。
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ti tms320c6x系列的器件中也得到了保持，且功能有所增强。
2 tms320vc5402的hpi
tms320vc5402是ti公司的54x系列定点dsp，具有低功耗、高性能的特点。
cpu 增强的多总线结构，三条独立的16bit数据存储器总线和一条程序存储器总线；40bit运算逻辑单元(alu)，包括一个40bit的桶形移位器和两个独立的40bit累加器，17bit×17bit并行乘法器连接一个40bit的专用加法器，可用来进行非流水单周期乘/加(mac)运算;比较、选择和存储单元(cssu)用于viterbi运算器的加／比较选择指数编码器在一个周期里计算一个40bit累加器的指数值两个地址发生器中有八个辅助寄存器和两个辅助寄存器运算单元(araus)数据总线具有总线保持特性。
存储器 扩展地址模式可最大寻址到1m×16bit外部程序空间，4k×16bit片上rom，16k×16bit双访问片上ram。
指令集 支持单指令循环和块循环，存储块移动指令提供了高效的程序和数据存储器管理，支持32bit长字操作数指令，支持两个或三个操作数读指令，支持并行存储和并行加载的算术指令、条件存储指令和中断快速返回，支持定点dsp c语言编译器。
片上硬件资源 软件可编程等待状态发生器和可编程存储单元转换，连接内部振荡器或外部时钟源的锁相环(pll)时钟发生器，两个多通道缓冲串口(mcbsps)，增强型8bit并行主机接口(hpi8)，两个16bit定时器，6通道直接存储器访问(dma)控制器。
电源 低功耗，工作电源有3.3v和1.8v(内核)，用节电模式的idle1、idle2及idle3指令做功率控制，可禁止clkout信号。
速度 在3.3v供电(1.8v核心电压)下单周期定点指令的执行周期为10ns(100mips)。
仿真 符合ieee1149.1边界扫描逻辑标准的片内扫描仿真逻辑接口。
tms320c54x系列dsp芯片中的hpi，能够顺序传送或随机传送数据，产生host中断和c54x中断，接口灵活，并可通过dma总线访问片内ram。当tms320 c54x与主机(或主设备)交换信息时，hpi是主机的一个外围设备。hpi有8根数据线hd(0~7)，在tms320c54x与host传送数据时，hpi能自动将外部接口传来的连续数
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