存儲(chǔ)器和空間精品課件

1、存儲(chǔ)器和空間第1頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二“LF” -片內(nèi)有Flash存儲(chǔ)器； “LC” -片內(nèi)有CMOS工藝的程序存儲(chǔ)器，LF2407/ LF2407A片內(nèi):2K字的單訪問(wèn)RAM（SARAM）544字的雙訪問(wèn)RAM-DARAM（B0塊-256字；B1塊-256字；B2塊-32字） 5.1 片內(nèi)存儲(chǔ)器5.1.1 雙訪問(wèn)RAM (DARAM)一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)可被訪問(wèn)2次:主相寫(xiě)數(shù)據(jù)到DARAM；而從相從DARAM讀出數(shù)據(jù)。從而大大提高運(yùn)行速度。第2頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二544字DARAM分為三塊：B0、B1和B2該存儲(chǔ)器空間主要用來(lái)保

2、存數(shù)據(jù)，但是B0塊也可以用來(lái)保存程序。B0塊配置成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間還是程序存儲(chǔ)器空間，要由狀態(tài)寄存器ST1的CNF位來(lái)決定：（1）CNF=1，B0映射到程序存儲(chǔ)器空間；（2）CNF=0，B0映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。5.1.2 單訪問(wèn)RAM (SARAM)片內(nèi)有2K字的單訪問(wèn)RAM（SARAM）,在一個(gè)機(jī)器周期第3頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二內(nèi)只能被訪問(wèn)1次。例如，如果要將累加器的值保存，且裝載一個(gè)新值到累加器，在SARAM中，完成這個(gè)任務(wù)需要兩個(gè)時(shí)鐘周期，而在DARAM中只需要一個(gè)時(shí)鐘周期。利用軟件可將SARAM配置成外部存儲(chǔ)器或內(nèi)部SARAM。5.1.3 Flash程

3、序存儲(chǔ)器片內(nèi)的Flash存儲(chǔ)器映射到程序存儲(chǔ)器空間。MP/MC*引腳決定是訪問(wèn)片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器（Flash）還是訪問(wèn)片外的程序存儲(chǔ)器。 第4頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二1. Flash程序存儲(chǔ)器使用電擦除的方式，進(jìn)行程序的修改和開(kāi)發(fā)。Flash模塊特點(diǎn)：運(yùn)行在3.3V電壓模式。對(duì)Flash編程時(shí)需要在VCCP上有5V（5）電壓供電。Flash有多個(gè)向量，用來(lái)保護(hù)它，防止被擦除。Flash的編程是由CPU來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.Flash控制方式寄存器（FCMR）Flash模塊有4個(gè)寄存器?？刂茖?duì)Flash的操作。在任意時(shí)刻，用戶可以訪問(wèn)Flash模塊中的存儲(chǔ)器陣第5頁(yè)，共33

4、頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二列，也可以訪問(wèn)控制寄存器，但不能同時(shí)訪問(wèn)。模塊有一個(gè)Flash控制方式寄存器來(lái)選擇兩種訪問(wèn)模式。該寄存器映射在內(nèi)部I/O空間的FF0Fh，這是一個(gè)不能讀的特殊功能寄存器，它可在Flash的存儲(chǔ)器陣列方式下使能Flash，用來(lái)對(duì)Flash陣列編程。該寄存器的功能如下：使用OUT指令，可以將Flash模塊置于寄存器訪問(wèn)模式，被使用的數(shù)據(jù)操作數(shù)是無(wú)意義的。例如： OUT dummy, 0FF0Fh ；選擇寄存器訪問(wèn)方式第6頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二使用IN指令，可將Flash模塊置于存儲(chǔ)器陣列訪問(wèn)模式，被使用的數(shù)據(jù)操作數(shù)是無(wú)

5、意義的。例如： IN dummy, 0FF0Fh；選擇存儲(chǔ)器陣列訪問(wèn)方式5.2 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器空間尋址范圍為64K，包括了片內(nèi)DARAM和片內(nèi)Flash。圖5-1所示為L(zhǎng)F2407A的程序存儲(chǔ)器空間的映射。 第7頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二第8頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二有兩個(gè)因素決定程序存儲(chǔ)器的配置：（1）CNF位。CNF位是狀態(tài)寄存器ST1的第12位，決定DARAM中的B0塊配置在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，還是配置在程序存儲(chǔ)器空間。0:256字的B0塊被映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。1:256字的B0塊被映射到程序存儲(chǔ)器空間。復(fù)位時(shí)，CNF0，

6、B0塊被映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。（2）MP/MC*引腳。該引腳決定是從片內(nèi)Flash讀取指令。還是從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令。 第9頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二0:微控制器方式。此時(shí)訪問(wèn)的是片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（片內(nèi)Flash）0000h-7FFFh空間。1:微處理器方式。此時(shí)訪問(wèn)的是片外程序存儲(chǔ)器的0000h-7FFFh空間。無(wú)論MP/MC*引腳為何值，LF240 xDSP都是從程序存儲(chǔ)器空間的0000h單元開(kāi)始執(zhí)行程序。5.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址范圍高達(dá)64K字：第10頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二前32K字（0000h-7FFFh）是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

7、空間,包括了DARAM和片內(nèi)外設(shè)的映射寄存器。后32K字（8000h-FFFFh）空間的存儲(chǔ)器為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映射片內(nèi)有3個(gè)DARAM塊：B0、B1和B2塊。B0塊:即可為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，也可配置為程序存儲(chǔ)器。B1、B2塊:只能配置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。圖5-2為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的映射。第11頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二第12頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二兩種尋址方式：直接尋址和間接尋址。直接尋址時(shí)，128字為一頁(yè)的數(shù)據(jù)塊來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址。圖5-3顯示了這些塊是如何被尋址的。全部64K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為512個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)，其標(biāo)號(hào)從051

8、1。當(dāng)前頁(yè)由狀態(tài)寄存器ST0中的9位數(shù)據(jù)頁(yè)指針（DP）值來(lái)確定。因此，當(dāng)使用直接尋址指令時(shí)，用戶必須事先指定數(shù)據(jù)頁(yè)，并在訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令中指定偏移量，偏移量為7位。 第13頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二第14頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二編程時(shí)要注意，訪問(wèn)下面的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間是非法的，并會(huì)對(duì)NMI置位。除了以下地址，任何對(duì)外設(shè)寄存器映射中的保留地址的訪問(wèn)也是非法的。0080h-00FFh701Fh-71FFh (CAN內(nèi)部的)0500h-07FFh7230h-73FFh (部分在CAN內(nèi)部)1000h-700Fh7440h-74FF

9、h7030h-703Fh7540h-75FFh7060h-706Fh7600h-77EFh77F4h-7FFFh7080h-708Fh 第15頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二3.第0頁(yè)數(shù)據(jù)地址映射數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中包括存儲(chǔ)器映射寄存器，它們位于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的第0頁(yè)（地址0000h-007Fh），表5-1對(duì)第0頁(yè)數(shù)據(jù)地址映射進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)用中必須注意以下幾點(diǎn)：（1）以零等待狀態(tài)訪問(wèn)兩個(gè)映射寄存器：中斷屏蔽寄存器（IMR）和中斷標(biāo)志寄存器（IFR）（2）測(cè)試/仿真保留區(qū)被測(cè)試和仿真系統(tǒng)用于特定信息發(fā)送。因此不能對(duì)測(cè)試/仿真地址進(jìn)行操作。第16頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，

10、16點(diǎn)4分，星期二表5-1 第0頁(yè)數(shù)據(jù)地址映射 地址 名稱說(shuō)明0000h-0003h保留0004hIMR中斷屏蔽寄存器0005h保留0006hIFR中斷標(biāo)志寄存器0023h-0027h保留002Bh-002Fh保留用作測(cè)試和仿真0060h-007FhB2雙訪問(wèn)RAM的B2塊第17頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二4.配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器CNF位決定B0塊的配置， CNF位是狀態(tài)寄存器ST1的第12位。CNF0，B0塊被映射為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。復(fù)位時(shí)， CNF0 CNF1，B0塊被映射到程序存儲(chǔ)器空間。5.4 I/O空間I/O空間的尋址可達(dá)64K字，圖5-4 為L(zhǎng)F2407A的I/

11、O空間映射。第18頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二第19頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二I/O空間訪問(wèn)的控制信號(hào)為IS*。所有64K的I/O空間均可以用IN和OUT指令來(lái)訪問(wèn)。當(dāng)執(zhí)行IN或OUT指令時(shí)，信號(hào)IS*變?yōu)橛行?可作為外部I/O設(shè)備的片選信號(hào)。訪問(wèn)外部I/O端口與訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器復(fù)用相同的的地址總線和數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線的寬度為16位，若使用8位的外設(shè)，即可使用高8位數(shù)據(jù)總線，也可使用低8位數(shù)據(jù)總線，以適應(yīng)特定應(yīng)用的需要。 第20頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二當(dāng)訪問(wèn)片內(nèi)的I/O空間時(shí)，信號(hào)IS*和STR

12、B*變成無(wú)效，外部地址和數(shù)據(jù)總線僅僅當(dāng)訪問(wèn)外部I/O地址時(shí)有效。下面是使用匯編語(yǔ)言的直接訪問(wèn)I/O空間的實(shí)際例子。INDAT2,0AFEEh；從端口地址為AFEEh的外設(shè) ；讀數(shù)據(jù)，并存入DAT2寄存器OUTDAT2,0CFEFh；輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DAT2的內(nèi)容 ；到端口地址為CFEFh的外設(shè) 第21頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二下面是訪問(wèn)等待狀態(tài)發(fā)生器的寄存器的實(shí)例：INDAT2,0FFFFh；從等待狀態(tài)發(fā)生器讀取數(shù)據(jù)到DAT2寄存器OUTDAT2,0FFFFh；將DAT2寄存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入等待狀態(tài)發(fā)生器，使用等待狀態(tài)發(fā)生器5.5 外部存儲(chǔ)器接口選通信號(hào)說(shuō)明LF240

13、x DSP可以訪問(wèn)如表5-2所列出的外部存儲(chǔ)器和I/O空間。當(dāng)DSP外擴(kuò)存儲(chǔ)器和I/O時(shí)，需要將選通信號(hào)與外部存儲(chǔ)器和I/O的使能引腳相連。第22頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二表5-2 外部存儲(chǔ)器空間訪問(wèn)及片選信號(hào)外部存儲(chǔ)空間空間大?。ㄗ郑?選通信號(hào) 程序空間 64KPS* 數(shù)據(jù)空間 64KDS* I/O空間 64KIS*LF240 x DSP的外部存儲(chǔ)器和I/O空間接口信號(hào)的功能描述如表5-3（P60）所示。第23頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二5.6 等待狀態(tài)發(fā)生器當(dāng)訪問(wèn)速度較慢的外部存儲(chǔ)器或外設(shè)時(shí)，CPU需要產(chǎn)生等待狀態(tài)。等待狀態(tài)是以機(jī)器

14、周期為單位，CPU通過(guò)READY引腳可產(chǎn)生任意數(shù)目的等待狀態(tài)（延長(zhǎng)訪問(wèn)時(shí)間），可使快速的CPU訪問(wèn)慢速的外部存儲(chǔ)器或外設(shè)。5.6.1 用READY信號(hào)產(chǎn)生等待狀態(tài)信號(hào)若CPU所訪問(wèn)的外設(shè)沒(méi)有準(zhǔn)備好，則外設(shè)應(yīng)保持READY引腳為低，此時(shí)LF240 x等待一個(gè)CLKOUT周期，并再次檢查READY腳。若READY信號(hào)沒(méi)有被使用，LF240 x將在外部訪問(wèn)時(shí)把READY信號(hào)拉高。 READY引腳可第24頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二用來(lái)產(chǎn)生任意數(shù)目的等待狀態(tài)。但是，當(dāng)LF240 x全速運(yùn)行時(shí)，它不能對(duì)第一個(gè)周期作出快速響應(yīng)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)基于READY的等待狀態(tài)。為立即得到等待狀

15、態(tài)，應(yīng)先使用片內(nèi)等待狀態(tài)發(fā)生器，然后用READY信號(hào)產(chǎn)生其余的等待狀態(tài)。5.6.2 用等待狀態(tài)發(fā)生器產(chǎn)生等待狀態(tài)等待狀態(tài)發(fā)生器可編程為指定的片外空間（數(shù)據(jù)、程序或I/O）產(chǎn)生第一個(gè)等待狀態(tài)，而與READY信號(hào)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。為了控制等待狀態(tài)發(fā)生器，就必須對(duì)映射到I/O空間的等待狀態(tài)控制寄存器（WSGR，地址為FFFFh）訪問(wèn)。第25頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二等待狀態(tài)控制寄存器的格式如下：位15-11：保留，讀出的值永遠(yuǎn)為0位10-9：BVIS，總線可視模式。提供了一種跟蹤內(nèi)部總線活動(dòng)的方式。當(dāng)運(yùn)行片內(nèi)的程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，位10-9允許各種總線的可視模式。00-總線可

16、視模式關(guān)（降低功耗和噪聲）；01-總線可視模式開(kāi)（降低功耗和噪聲）；10-數(shù)據(jù)到地址總線輸出到外部地址總線 數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)總線輸出到外部數(shù)據(jù)總線第26頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二11-程序到地址總線輸出到外部地址總線 程序到數(shù)據(jù)總線輸出到外部數(shù)據(jù)總線位8-6：ISWS，I/O空間等待狀態(tài)位。這三位決定了片外I/O空間等待狀態(tài)（0-7）的數(shù)目。復(fù)位時(shí)，這三位置為111，為片外I/O空間的讀寫(xiě)設(shè)定了7個(gè)等待狀態(tài)。位5-3：DSWS，數(shù)據(jù)空間等待狀態(tài)位。這三位決定了片外數(shù)據(jù)空間等待狀態(tài)（0-7）的數(shù)目。復(fù)位時(shí)，這三位置為111，為片外數(shù)據(jù)空間的讀寫(xiě)設(shè)定了7個(gè)等待狀態(tài)。第27頁(yè)

17、，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二位2-0：PSWS，程序空間等待狀態(tài)位。這三位決定了片外程序空間等待狀態(tài)（0-7）的數(shù)目。復(fù)位時(shí)，這三位置為111，為片外程序空間的讀寫(xiě)設(shè)定了7個(gè)等待狀態(tài)?？傊?，不管READY信號(hào)的狀態(tài)如何，等待狀態(tài)發(fā)生器都將向給定的空間（數(shù)據(jù)、程序或I/O）插入0-7個(gè)等待狀態(tài)，等待狀態(tài)的數(shù)目由軟件來(lái)確定。然后READY信號(hào)可以變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生附加的等待狀態(tài)。第28頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二如果m是一個(gè)特定的讀寫(xiě)操作的所要求的時(shí)鐘周期（CLKOUT）的數(shù)目，w是附加的等待狀態(tài)數(shù)目，那么操作將會(huì)花費(fèi)（mw）個(gè)周期。復(fù)位時(shí)，WS

18、GR各位均置1，且默認(rèn)每個(gè)外部空間（數(shù)據(jù)、程序或I/O）均產(chǎn)生7個(gè)等待狀態(tài)。5.7 外部存儲(chǔ)器接口LF240 x/240 xA程序存儲(chǔ)器有64K 空間的尋址空間，當(dāng)LF240 x/240 xA訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器塊時(shí)，外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)信號(hào)PS*和STRB*無(wú)效。僅當(dāng)LF240 x/240 xA訪第29頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二問(wèn)映射到外部存儲(chǔ)器地址范圍的位置時(shí)，外部數(shù)據(jù)和地址總線才有效。表5-4(P62)列出了外部存儲(chǔ)器接口中的控制信號(hào)。圖5-5 為一個(gè)外部程序存儲(chǔ)器接口的實(shí)例。圖中LF240 x/240 xA連接兩個(gè)16k8 位SRAM。第30頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二第31頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，16點(diǎn)4分，星期二兩個(gè)8位寬的存儲(chǔ)器級(jí)連來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的16位字寬，雖然圖5-5中顯示的是SRAM，但是該接口同樣適用于EPROM，只需將