第2講 第2章 F2812結(jié)構(gòu)與最小系統(tǒng) 2013-3-4

DSP控制器原理與應(yīng)用第2章F2812總體結(jié)構(gòu)、最小系統(tǒng)程序開發(fā)流程1DSPF2812的總體結(jié)構(gòu)框圖14級CPU中斷輸入2TMS320F2812（DSP）總體結(jié)構(gòu)（1）CPU：32位字長（2）存儲器映像：片內(nèi)18KSARAM，32KFlash，2KOTP，外設(shè)寄存器幀（外設(shè)幀，相當(dāng)于存儲器映像外設(shè)寄存器）（3）引導(dǎo)ROM：每片2812出廠時均在引導(dǎo)ROM固化有一段啟動引導(dǎo)程序和常用數(shù)學(xué)函數(shù)如sin的查找表。（4）片外存儲器接口（XINTF）：可編程外存儲器接口的時序參數(shù)，實現(xiàn)與各種異步存儲器芯片的無縫連接。思考題2-1：什么叫無縫接口與有縫接口？（5）時鐘與系統(tǒng)控制單元：時鐘模塊產(chǎn)生CPU所需的工作頻率。系統(tǒng)控制單元包括看門狗和低功耗模式控制。3DSPF2812總體結(jié)構(gòu)（6）CPU定時器：長時定時器，可定時數(shù)小時、數(shù)天。思考題2-2：當(dāng)定時器輸入時鐘頻率為上兆赫茲時，用什么辦法能定時數(shù)小時或更長時間？（7）外設(shè)中斷擴展模塊：DSP內(nèi)核中斷輸入（外部不可見）INT1~INT12每個擴展成8個，共計128=96個中斷輸入。（8）外部中斷：DSP引腳中斷請求輸入XINT1、XINT2、XNMI_XINT13（9）事件管理器模塊：比較單元、正交編碼單元、捕獲單元、事件定時器、事件定時器PWM引腳，PWM引腳，事件中斷等。思考題2-3：事件定時器與CPU定時器有什么區(qū)別？各用在什么場合？4DSPF2812總體結(jié)構(gòu)（10）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）：12位單極性A/D轉(zhuǎn)換器，集成兩個8通道模擬多路開關(guān)和采樣保持器。思考題2-4：設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器模擬電源輸入設(shè)定為3.3V，則數(shù)據(jù)D與輸入電壓V之間的轉(zhuǎn)換表達式是什么？（11）串口外設(shè)：包括2個異步串口（SCI-A，SCI-B）和1個同步串口（SPI），一個CAN總線接口，一個多通道緩沖串行接口（McBSP）。思考題2-5：異步/同步串口在異/同上差別是什么？（12）通用輸入/輸出口（GPIO）：56根I/O引腳，可編程配置成特定外設(shè)專用引腳。（13）仿真邏輯單元：JTAG（JiontTestActionGroup,聯(lián)合測試行動組,一個國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)接口，要接專用DSP仿真器才能調(diào)試。5176引腳LQFP封裝TMS320F2812芯片6TMS320F2812外地址總線引腳地址最高位XA[18]AB=19根地址線尋址空間多少?7TMS320F2812外數(shù)據(jù)總線引腳數(shù)據(jù)最高位XD[15]8F2812外存儲器接口(XINTF)讀寫引腳寫信號XWE讀信號XRD9F2812工作模式（微處理器/微計算機模式）

配置引腳工作模式配置引腳XMP/MCXMP/MC=”1“，配置成微處理器模式,外存儲器尋址空間Zone7片選信號XZCS7有效,將Zone7作為程序仿真RAM,初始化啟動!XMP/MC=”0“，配置成微計算機模式,XZCS7無效,DSP從片內(nèi)FLASH上電復(fù)位初始化啟動!10F2812外存儲器接口(XINTF)地址信號11F2812外存儲器接口(XINTF)數(shù)據(jù)信號12F2812外存儲器接口(XINTF)讀寫信號13F2812外存儲器接口(XINTF)片選信號14F2812的工作模式設(shè)置信號15外存儲器接口(ExternalInterface,XINTF)Theexternalinterfaceisanon-multiplexed(非多路的)asynchronous(異步)bus,similartotheC240xexternalinterface.Theexternalinterfaceonthe2812ismappedintofivefixedzones(5個存儲區(qū)塊:Zone0,Zone1,Zone2,Zone6,Zone7).16F2812的5個存儲器區(qū)尋址空間Zone0:8K×16Zone1:8K×16Zone2:512K×16Zone6:512K×16Zone7:16K×16(mappedhereifMP/MC=1)思考題2-6:外尋址空間1M用多少根地址線?32位地址值表示1M地址范圍的數(shù)值表達式是什么?5個存儲器區(qū)總?cè)萘砍^地址總線可尋址的范圍時,如何實現(xiàn)一個地址總線尋址多個存儲器區(qū)?請上網(wǎng)查閱資料解答!17MemoryMap182812XINTFsignals(多存儲區(qū)Zone)

1920擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXRD(讀控制信號,輸出/高阻)ReadEnable.Active-lowreadstrobe.Thereadstrobewaveformisspecified,perzonebasis,bytheLead,Active,andTrailperiodsintheXTIMINGxregisters.NOTE:TheXRDandXWEsignalsaremutuallyexclusive.思考題2-7:

輸出變高阻在什么情況下發(fā)生?高阻有何用?21擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXWE引腳(寫控制信號,輸出/高阻)WriteEnable.Active-lowwritestrobe.Thewritestrobewaveformisspecified,perzonebasis,bytheLead,Active,andTrailperiodsintheXTIMINGxregisters.22擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXR/W(讀高/寫低狀態(tài)信號,輸出/高阻)ReadNotWriteStrobe.Normallyheldhigh.Whenlow,XR/Windicateswritecycleisactive;whenhigh,XR/Windicatesreadcycleisactive.23擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXREADY引腳(外設(shè)準(zhǔn)備好,輸入)ReadySignal.Indicatesperipheralisreadytocompletetheaccesswhenassertedto1.XREADYcanbeconfiguredtobeasynchronousoranasynchronousinput.Seethetimingdiagramsformoredetails.24擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXHOLD(外設(shè)占用請求,輸入)ExternalHoldRequest.XHOLD,whenactive(low),requeststheXINTFtoreleasetheexternalbusandplaceallbusesandstrobesintoahigh-impedancestate.TheXINTFwillreleasethebuswhenanycurrentaccessiscompleteandtherearenopendingaccessesontheXINTF.思考題2-8:無外設(shè)占用總線請求時,該引腳設(shè)應(yīng)何處理?25擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXHOLDA(外設(shè)占用應(yīng)答,輸出)ExternalHoldAcknowledge.XHOLDAisdrivenactive(low)whentheXINTFhasgrantedaXHOLDrequest.AllXINTFbusesandstrobesignalswillbeinahigh-impedancestate.XHOLDAisreleasedwhentheXHOLDsignalisreleased.ExternaldevicesshouldonlydrivetheexternalbuswhenXHOLDAisactive(low).思考題2-9:無外設(shè)占用總線請求時,該引腳設(shè)應(yīng)何處理?26擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXZCS0AND1(外存儲器擴展接口塊0/塊1片選信號)XINTFZone0andZone1ChipSelect.XZCS0AND1isactive(low)whenanaccesstotheXINTFZone0orZone1isperformed.27擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXZCS6AND7(外存儲器擴展接口塊6/塊7片選信號)XINTFZone6andZone7ChipSelect.XZCS6AND7isactive(low)whenanaccesstotheXINTFZone6orZone7isperformed.28擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXZCS2(外存儲器擴展接口塊片選信號2)XINTFZone2ChipSelect.XZCS2is(low)whenanaccesstotheXINTFZone2isperformed.29擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXMP/MC引腳(工作模式選擇,輸入)Microprocessor(XMP)/Microcomputer(MC)ModeSelect.Switchesbetweenmicroprocessorandmicrocomputermode.Whenhigh,Zone7isenabledontheexternalinterface.Whenlow,Zone7isdisabledfromtheexternalinterface,andon-chipbootROMmaybeaccessedinstead.ThissignalislatchedintotheXINTCNF2registeronaresetandtheusercanmodifythisbitinsoftware.ThestateoftheXMP/MCpinisignoredafterreset.思考題2-10:當(dāng)程序存儲器映射到外部程序空間時,該引腳設(shè)應(yīng)何處理?30擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CBXRS(CPU復(fù)位引腳,輸入)DeviceReset(in)andWatchdogReset(out).Devicereset.XRScausesthedevicetoterminateexecution.ThePCwillpointtotheaddresscontainedatthelocation0x3FFFC0.WhenXRSisbroughttoahighlevel,executionbeginsatthelocationpointedtobythePC.ThispinisdrivenlowbytheDSPwhenawatchdogresetoccurs.Duringwatchdogreset,theXRSpinwillbedrivenlowforthewatchdogresetdurationof512XCLKINcycles.3132擴展存儲器的最小系統(tǒng)需要的控制總線CB仿真器JTAG接口引腳(共7根)TRST,TCK,TMS,TDI,TDO,EMU0,EMU1機械接口:IDC1(7×2雙排插座）+5V用于燒寫片上FLASH+3.3V用于仿真!33DSPF2812的最小應(yīng)用系統(tǒng)34DSPF2812的軟件開發(fā)工具35DSPF2812的軟件開發(fā)工具（1）編譯器（2）匯編器（3）鏈接器（4）歸檔器（5）運行時支持庫（6）建庫器（7）HEX轉(zhuǎn)換器（8）絕對列表器和交叉引用列表器（9）C++名稱復(fù)原器（10）調(diào)試器（11）GEL語言（12）DSP/BIOS36DSPF2812的匯編語言開發(fā)基礎(chǔ)COFF文件與匯編器指令初始化段.text.data.sect“sectionname”未初始化段.bsssymbol,sizeinwordssymbol .usect“sectionname”,sizeinwords37DSPF2812的匯編語言開發(fā)基礎(chǔ)COFF文件與匯編器指令定義段的指令：如.text，.data，.bss，.sect，.usect等；建立數(shù)據(jù)表以初始化變量或內(nèi)存的指令：如.byte，.word，.int，.float，.space等；設(shè)置段程序計數(shù)器（SPC）來配置段邊界的指令：如.align；輸出列表文件的格式配置指令：如.list，.title，.width，.length等；引用其它文件或其它文件中符號的指令：如.copy，.def，.global，.include，.ref等；控制條件匯編的指令：如.if，.elseif，.else，.endif，.break，.loop，.endloop等；定義符號的指令：.label，.set，.struct等；指定匯編模式的指令：.c28_amode，.lp_amode等；其它指令：.end，.emsg，.clink等。38DSPF2812的匯編語言開發(fā)基礎(chǔ)鏈接器與鏈接命令文件MEMORY{[PAGE0:]name[(attr)]:origin=constant,length=constant[,fill=constant];[PAGE1

:]name[(attr)]:origin=constant,length=constant[,fill=constant];}SECTIONS{name:[property[,property][,property]...]name:[property[,property][,property]...]name:[property[,property][,property]...]}load=namedmemory/address或load>namedmemory/address或>namedmemory/address/*

Load和Run的地址相同，則Run分配被忽略*/run=namedmemory/address或run>namedmemory/address

39DSPF2812的匯編語言開發(fā)基礎(chǔ)/**************************************************//*demo.cmd*//***************************************************/file1.objfile2.obj /*輸入目標(biāo)文件*/–odemo.out /*鏈接器選項，用于生成輸出文件demo.out*/MEMORY{PAGE0:ROM:origin=0C00h,length=1000h/*定義一個名為ROM的程序內(nèi)存*/PAGE1:RAM:origin=60h,length=20h/*定義一個名為RAM的數(shù)據(jù)內(nèi)存*/}SECTIONS{.text: load=ROM,run=800h/*.text段裝載到ROM中，而從地址800h處開始運行*/.vectors:>0FF80h/*.vectors段從地址0FF80h開始裝載*/.const:load>ROM/*.const段裝載到ROM中*/.bss: load>RAM/*.bss段分配到RAM中*/}40DSPF2812的C語言編程C語言數(shù)據(jù)類型標(biāo)識符和常數(shù)（IdentifiersandConstants）數(shù)據(jù)類型（DataType）類型轉(zhuǎn)換（Conversion）表達式（Expression）asm表達式41DSPF2812的C語言編程C語言頭文件assert.hcassert.h定義了一些assert宏，這些宏用于在程序運行時插入一些診斷出錯信息；ctype.hcctype.h申明了一些字符測試（如測試是字母還是打印字符）及字符轉(zhuǎn)換函數(shù)；errno.hcerrno.h申明了一些errno變量，這些errno變量定義了數(shù)學(xué)函數(shù)的調(diào)用錯誤（如無效的參數(shù)或無效的結(jié)果），在調(diào)用math.h中的數(shù)學(xué)函數(shù)時，用戶代碼可以讀取errno的值來檢查錯誤條件；float.h/limits.hcfloat.h/climits.h定義了一些宏，這些宏代表TMS320C28x的數(shù)值范圍和極限等（如整形和浮點數(shù)的范圍、上下限等）；cmath.hcmath.h包含了浮點數(shù)學(xué)函數(shù)的申明（如三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等）；setjmp.hcsetjmp.h定義了一些類型、宏和函數(shù)，經(jīng)常用于深度嵌套函數(shù)的立即返回；stdarg.hcstdarg.h定義了一些宏和類型，可幫助用戶使用那些可變參數(shù)的函數(shù)；stddef.hcstddef.h定義了一些類型和宏，這些類型和宏被某些運行時支持函數(shù)使用；stdio.hcstdio.h包含了一些類型、宏和結(jié)構(gòu)體定義以及標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出函數(shù)的申明；stdlib.hcstdlib.h包含一些公共庫函數(shù)的申明，這些庫函數(shù)包括內(nèi)存管理、搜索和排序、字符串轉(zhuǎn)換等；string.h:cstring.h包含一些字符串操作函數(shù)的申明，如字符串的移動、組裝、比較等；time.hctime.h包含了一些日期和時間的操作函數(shù)申明；—new.h申明了一些動態(tài)內(nèi)存管理的C++函數(shù)；—Typeinfo.h定義了一個type_info的結(jié)構(gòu)，用于運行時描述C++的類型信息；42DSPF2812的C語言編程C語言預(yù)編譯器指令

用于宏定義，如：#define，#undef等；用于其它文件的引用，如：#include等；用于條件編譯，如：#ifdef，#ifndef，#if，#else，#endif等；其它語句，如：#line，#error，#pragma等；預(yù)定義宏名宏功能描述__LINE__該宏展開后用于顯示當(dāng)前行號（ANSI標(biāo)準(zhǔn)）__FILE__該宏展開后用于顯示當(dāng)前源文件名（ANSI標(biāo)準(zhǔn)）__DATE__該宏展開后用于顯示當(dāng)前編譯日期（格式mmddyyyy）（ANSI標(biāo)準(zhǔn)）__TIME__該宏展開后用于顯示當(dāng)前編譯時間（格式hh:mm:ss）（ANSI標(biāo)準(zhǔn)）_INLINE在編譯器使用—x或—x2選項下展開為1，否則未定義?__TMS320C28XX__該宏展開為1（用于標(biāo)識C28x處理器）43DSPF2812的C語言編程C語言預(yù)編譯器指令

#pragma#pragma

CODE_SECTION(func,”sectionname”)；#pragma

DATA_SECTION(symbol,”sectionname”)#pragma

INTERRUPT(func)#pragmaFAST_FUNC_CALL(func)#pragma

FUNC_EXT_CALLED(func)44DSPF2812的C語言編程C/C++編譯器默認(rèn)的段和段分配

初始化段

.text段：包含所有的可執(zhí)行代碼以及常數(shù)；.cinit段和.pinit段：包含用于全局變量或靜態(tài)變量初始化所需的表和常數(shù)；.const段：包含字符串常數(shù)以及用const關(guān)鍵詞限定的全局和靜態(tài)變量以及其初始化值。.econst段：包含大內(nèi)存模型下的字符串常數(shù)以及用farconst限定的全局和靜態(tài)變量的申明和初始化值（存放于遠內(nèi)存—farmemory中）。.switch段：包含用于switch語句的表。未初始化段.bss段和.ebss段：這個段為全局變量和靜態(tài)變量保留空間。.stack段：存放C的系統(tǒng)堆棧，堆棧用于為函數(shù)傳遞參數(shù)或者為局部變量創(chuàng)建存儲空間。.const段：包含字符串常數(shù)以及用const關(guān)鍵詞限定的全局和靜態(tài)變量以及其初始化值。.system段和.esystem段：保留空間用于動態(tài)內(nèi)存分配，如調(diào)用malloc（）函數(shù)。45DSPF2812的C語言編程C/C++編譯器默認(rèn)的段和段分配

段內(nèi)存類型頁.textROM或RAMPage0.cinitROM或RAMPage0.pinitROM或RAMPage0.switchROM或RAMPage0，1.constROM或RAMPage1.econstROM或RAMPage1.bssRAMPage1.ebssRAMPage1.stackRAMPage1.sysmemRAMPage1.esysmemRAMPage146DSPF2812的C語言編程工程模板

47DSPF2812的C語言編程工程模板

文件名文件內(nèi)容介紹頭文件（*.h）DSP281x_GlobalPrototypes.h包含DSP外設(shè)初始化函數(shù)的全局申明DSP281x_Device.h包含CPU寄存器定義和全局位控制的宏定義、類型宏定義以及所有的外設(shè)頭文件DSP281x_DefaultIsr.h包含所有缺省中斷服務(wù)子程序的函數(shù)申明DSP281x_PieVect.h包含中斷向量表結(jié)構(gòu)體的定義DSP281x_SWPrioritizedIsrLevels.h包含中斷優(yōu)先級的宏定義DSP281x_DevEmu.h外設(shè)頭文件，包含片內(nèi)仿真單元寄存器的位定義DSP281x_SysCtrl.h外設(shè)頭文件，包含系統(tǒng)控制寄存器的位定義DSP281x_CpuTimers.h外設(shè)頭文件，包含CPU32位定時器外設(shè)寄存器的位定義DSP281x_Adc.h外設(shè)頭文件，包含片內(nèi)ADC外設(shè)寄存器的位定義DSP281x_PieCtrl.h外設(shè)頭文件，包含PIE外設(shè)寄存器的位定義DSP281x_XIntrupt.h外設(shè)頭文件，包含外部中斷寄存器的位定義DSP281x_Xintf.h外設(shè)頭文件，包含外設(shè)接口寄存器的位定義DSP281x_ECan.h外設(shè)頭文件，包含ECAN接口寄存器的位定義DSP281x_Ev.h外設(shè)頭文件，包含事件管理器外設(shè)寄存器的位定義DSP281x_Gpio.h外設(shè)頭文件，包含通用I/O外設(shè)寄存器的位定義DSP281x_Mcbsp.h外設(shè)頭文件，包含McBSPs外設(shè)寄存器的位定義48DSPF2812的C語言編程工程模板

DSP281x_Sci.h外設(shè)頭文件，包含SCI接口寄存器的位定義DSP281x_Spi.h外設(shè)頭文件，包含SPI接口寄存器的位定義DSP281x_Examples.h——User.h用戶自定義的頭文件源文件（*.c，*.asm）DSP281x_CodeStartBranch.asm匯編語言程序，包含一條調(diào)轉(zhuǎn)指令，將程序分支到_c_int00處DSP281x_DefaultIsr.c缺省的中斷服務(wù)程序的定義文件DSP281x_GlobalVariableDefs.c采用pragma預(yù)編譯器指令為外設(shè)寄存器結(jié)構(gòu)體分配數(shù)據(jù)段DSP281x_PieCtrl.c外設(shè)擴展模塊（PIE）的控制寄存器初始化程序DSP281x_PieVect.cPIE向量表的初始化程序DSP281x_SysCtrl.c時鐘與系統(tǒng)控制外設(shè)的初始化程序User.c用戶自定義的源文件（包含主函數(shù)main）運行時支持庫文件（*.lib）Rts2800.lib運行時支持函數(shù)庫Rts2800_ml.lib大內(nèi)存模型下的運行時支持函數(shù)庫鏈接器命令文件（*.cmd）DSP281x_Headers_nonBIOS.cmd用于外設(shè)的內(nèi)存映像寄存器分配的命令文件F2812_EzDSP_RAM_lnk.cmd一個將代碼和數(shù)據(jù)段分配到DSPF2812的片內(nèi)存儲器H0中的命令文件的例子（用戶可修改它以符合實際目標(biāo)系統(tǒng)的情況）49DSPF2812的C語言編程寄存器定義和使用

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