TMS320VC5402主机接口引导方案的设计

郑州轻工业学院课程设计说明书题目：TMS320VC5402主机接口引导方案的设计姓名：姜之妍院（系）：电气信息工程学院专业班级：电信11-2班学号：541101030212指导教师：成绩：时间：2015年1月18日至2015年1月20日TMS320VC5402主机接口引导方案的设计课程设计任务书题目TMS320VC5402主机接口引导方案的设计专业、班级电信11－2学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、参考课本及C54XApplicationsGuide.pdf中关于BootLoader的内容。2、设计TMS320VC5402的HOST引导方案。要求将用户代码存放于符合HOST接口标准的主机中，处理器启动后能正常进入用户程序。3、设计相关硬件电路，要求支持HOST接口引导，具备外扩程序存储空间、外扩数据存储空间、外扩IO存储空间。4、要求编写引导完成后的用户初始化代码。5、完成电路设计，说明引导过程，在CCS5000上验证程序。设计完成后要求每人上交一份课程设计说明书，说明书要求包含有课程设计任务书，各文件的说明，各文件里关键语句的说明。说明书要求字迹工整、叙述清楚。6、发挥部分，如时间可行，增加设计成为一个完整的项目（附加附加一个简单例程、一个命令文件和一个向量表文件）。并验证结果。7、时间：一周。完成期限：2015.01.12---2015.01.23指导教师签名：石军课程负责人签名：胡智宏2015年1月12日TMS320VC5402主机接口引导方案的设计目录1概述....................................................................................................................51.1DSP概述.................................................................................................51.2TMS320VC5402芯片介绍.....................................................................51.3主机接口BOOTLOAD的工作原理.....................................................61.4主机接口加载引导方式.........................................................................72．C5402主机接口的解决方案..........................................................................93．硬件电路设计................................................................................................103.1HPI自举加载的过程............................................................................103.2系统设计框图.......................................................................................113.3HPI与主机连接模块............................................................................123.4电源供电模块.......................................................................................143.5存储空间扩展.......................................................................................154系统的软件实现..............................................................................................174.1创建启动代码.......................................................................................174.2主机对HPI接口的操作......................................................................184.3主机通过HPI引导程序到目标DSP..................................................194.4目标DSP开始执行所下载的代码.....................................................204.5用户初始化程序...................................................................................205总结..................................................................................................................23参考文献..............................................................................................................24附录......................................................................................................................25TMS320VC5402主机接口引导方案的设计TMS320VC5402主机接口引导方案的设计摘要本课程设计主要介绍了DSPTMS320VC5402芯片的主机接口引导装载的实现方案。在此设计中用户程序代码存放在主机中，DSP处理器上电后能通过主机接口将程序引导入DSP的程序存储区，正常进入用户程序代码，不仅提高了处理速度,而且大大地减少了硬件设计的复杂度和开销。同时给出了相应的硬件电路，对各部分电路进行了说明，并且编写了引导完成后的硬件电路初始化代码。关键词：DSP主机接口引导TMS320VC5402TMS320VC5402主机接口引导方案的设计1概述1.1DSP概述随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，数字信号处理技术已经逐渐发展为一门主流技术。在这个过程中，DSP的功能日益强大，技术不断升级，它的普及和应用已成为不可逆转的潮流。TI公司生产的TMS320VC5402是一种基于哈佛结构的固点DSP，有高度的操作灵活性，且最高频率可达100MHz，它已广泛地应用于通信、数字图像、语音、雷达、控制等领域。BOOTLOADED是开发DSP应用系统的最后一个必要环节，也是很重要的环节之一。TMS320VC5402是一款内部只有16K×16位RAM和4K×16位掩膜ROM的定点DSP芯片。而且掩膜ROM不对用户开放，因此用户程序必须固化在外部存储器中、上电复位时，片内ROM中的BOOTLOADER小程序将固化在外部存储器中的用户程序搬移到片内RAM程序区，并将程序指针移到执行程序的第一行处。1.2TMS320VC5402芯片介绍TMS320VC5402是德州仪器公司(TI)1999年10月推出的性价比极高(目标价格仅为5美元)的定点数字信号处理器(DSP)。C5402主要特点如下:•操作速率达100MIPS；•具有先进的多总线结构，三条16位数据存储器总线和一条程序存储器总线；•40位算术逻辑单元(ALU)，包括一个40位桶形移位器和两个40位累加器；•一个17×17乘法器和一个40位专用加法器，允许16位带/不带符号的乘法；•整合维特比加速器，用于提高维特比编译码的速度；•单周期正规化及指数译码；•8个辅助寄存器及一个软件栈,允许使用业界最先进的定点DSPC语言编译器；TMS320VC5402主机接口引导方案的设计•数据/程序寻址空间1M×16bit，内置4K×16bitROM和16K×16bitRAM；•内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个8位并行与外部处理器通信的HPI口、2个16位定时器以及6通道DMA控制器；•低功耗，工作电源有3V和1.8V(内核)，特别适合电池供电设备。由此可见，与TMS32054X系列的其它芯片相比，C5402以其独有的高性能、低功耗和低价格特性，使得一推出就受到业内用户的欢迎。但它的内部结构和片内掩模的引导装载(Bootloader)程序与C54X系列的其它DSP处理器有较大的差异，而它的应用对象又大多是要求能脱机运行，如机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)和数字无线通信等内嵌式系统。C5402的HPI－8接口的最大特点是它允许主机访问DSP的整个片内空间。HPI-8的使用是通过对HPIA、HPIC和HPID三个寄存器赋值实现的。HPIA是地址寄存器,HPIC是控制寄存器,而HPID是数据寄存器。简单地说,HOST通过外部引脚HCNTL0和HCNTL1选中不同的寄存器,则当前发送8位数据就到该寄存器。在使用上,由于HPIC是16位寄存器,而HPI-8是8位的数据宽度,所以HOST向HPIC写数据时,需要发送两个一样的8位数据。而地址寄存器HPIA选择后,直接向它写数据就可以了,但是要注意MSB和LSB的顺序。另外,HPIA具有自动增长的功能,在每写入一个数据前和每写入一个数据后,HPIA会自动加1。这样,如果使能了该功能,只需设定一次HPIA即可实现连续数据块的写入和读出。数据寄存器HPLD,严格就应该叫做数据缓冲寄存器,因为最终数据是要写到片内RAM的。只是在实现上,数据首先从HOST发到HPID中,然后根据HPIA指定的地址,HPID中的数据再写到片内RAM的地址中。1.3主机接口BOOTLOAD的工作原理众所周知，通用单片机的程序是把单片机放入专用的烧写器中，先将程序烧入EEPROM中，然后将单片机装入功能板上工作。DSP为了增加软件下载的灵活性，将这个EEPROM等存储器放置到片外，由一片或几片FLASH来代替。DSP的内部ROM固化了一个称为BOOT的程序，在DSP上电硬复位后TMS320VC5402主机接口引导方案的设计（MP/MC=0），DSP自动执行这个BOOT程序，将外部FLASH的程序读入DSP内部的高速RAM程序区中。所以，所谓的BootLoader就是DSP上电后自动将固化在FLASH中的程序读入到DSP的片内RAM或片外RAM映射成的存储区间的一个过程。按照BOOT时程序由外部FLASH等存储器进入到DSP片上RAM的通道不同分为多种BOOTLOADER的模式，包括并行I/O口BOOTLOAD、串行口BOOTLOAD、HPIBOOTLOAD、外部并行BOOTLOAD、WARMBOOTLOAD，并支持8位、16位及多块程序BOOTLOAD。这些不同的BOOTLOAD方式可以满足用户不同的应用场合。在上电复位后，DSP只有处于微计算机状态，即MP/MC为零时才能进入加载引导过程。在TMS320C54X芯片内部ROM的0F800h~0FC00h中固化了一