TMS320F206定點(diǎn)DSP芯片開發(fā)實(shí)踐
;;; 摘要:以TMS320F206為例,闡述了DSP芯片的調(diào)試方法與調(diào)試技巧。著重探討了DSP系統(tǒng)開發(fā)過程中的硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試、軟件設(shè)計(jì)的流水線沖突和等待狀態(tài)設(shè)置以及如何利用閃速存儲(chǔ)器等相關(guān)問題,具有較強(qiáng)的參考價(jià)值。 ;;; 關(guān)鍵詞:TMS320F206 流水線 等待狀態(tài) 閃速存儲(chǔ)器 高速數(shù)字信號(hào)處理器是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)技術(shù)之一,采用最先進(jìn)的DSP無疑會(huì)使所開發(fā)的產(chǎn)品具有更強(qiáng)的市場競爭力。與普通的單睡機(jī)相比,DSP芯片放棄了馮·諾依曼結(jié)構(gòu),代之以程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),從而大大提高了處理速度,指令周期多為ns級(jí),比普通單片機(jī)(多為μs級(jí))快了3個(gè)數(shù)量級(jí)。因此,在硬件設(shè)計(jì)中要考慮高頻干擾問題。同時(shí),DSP芯片廣泛采用流水線操作,這也會(huì)給軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來一定不便。諾如此類的問題的實(shí)際開發(fā)中還有許多。 本篇文章中,筆者以TI公司的TMS320F206為例,就DSP芯片的軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試中可能遇到的問題及解決方法進(jìn)行闡述,希望能對正在從事DSP開發(fā)工作的同仁有所幫助。 1 TMS320F206簡介 TMS320F206是TI公司近年推出的一種性價(jià)比較高的定點(diǎn)DSP芯片。它的主要特點(diǎn)有: (1)采用靜態(tài)CMOS集成工藝制作而成,先進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)使得程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問,兩條總線可允許數(shù)據(jù)與指令的讀取同時(shí)進(jìn)行,從而使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍;高度專業(yè)化的指令系統(tǒng)提供了功能強(qiáng)大的信號(hào)處理操作;內(nèi)嵌閃速存儲(chǔ)器,可減小系統(tǒng)體積、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,而且需專門的編程器(XDSS10仿真器即具有編程功能),從而減小了開發(fā)成本。 TMS320F206為100引腳的TQFP(正方扁平)封裝,體小質(zhì)輕,適于便攜式儀器的設(shè)計(jì)。 (2)TMS320F206用一個(gè)16×16的硬乘法器進(jìn)行有符號(hào)或無符號(hào)數(shù)的乘法運(yùn)算,積為32位。乘累加指令儀需一個(gè)機(jī)器周期(20MHz時(shí)鐘時(shí)為50ns),而在51及196等普通單片機(jī)中,乘法需利用軟件實(shí)現(xiàn),執(zhí)行時(shí)間為μs級(jí)。 (3)TMS320F206地址映射分為4個(gè)可獨(dú)立選擇的空間: ·64K字程序存儲(chǔ)器 ·64K字本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ·32K字全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ·64字的I/O空間 (4)由于與目標(biāo)系統(tǒng)之間采用了JTAG邏輯掃描電路接口(基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)),從而可真正做到完全的硬件仿真。在仿真時(shí)不占用硬件資源,且可隨時(shí)察看CPU內(nèi)部及外設(shè)的工作情況,為程序的調(diào)試和除錯(cuò)帶來了極大方便。 2 硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試 2.1 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)應(yīng)注意如下要點(diǎn): (1)認(rèn)真處理好復(fù)位和時(shí)鐘信號(hào)。 (2)在DSP電路中,對所有的輸入信號(hào)必須有明確的處理,不能懸浮或置之不理。 (3)模擬電路和數(shù)字電路獨(dú)立布線,最后單點(diǎn)連接電源和地。 (4)片外程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器應(yīng)靠近DSP芯片放置,要合理布局,保證數(shù)據(jù)線和地址線長短基本一致(可參照最小用戶板或EVM板布線)。 (5)關(guān)鍵部分建議布上地網(wǎng)。 在DSP硬件系統(tǒng)的印制電路板設(shè)計(jì)階段,關(guān)鍵是使布線正確合理。布線正確一般都能做到,但要做到合理,則并不容易。DSP硬件系統(tǒng)中最易出現(xiàn)的問題是高頻干擾,因此在布線時(shí)應(yīng)盡量使高頻線短而粗,且遠(yuǎn)離易受干擾的信號(hào)線,如模擬信號(hào)線。此外,