TMS320VC5402主机接口引导方案的设计
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1、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112 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C54X Applications Guide.pdf 中关于BootLoader的内容。2、 设
2、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
3、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 日目录1 概述51.1 DSP概述51.2 TMS320VC5402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72C5402主机接口的解决方案93硬件电路设计103.1 HPI自举加载的过程103.2 系统设计框图113.3 HPI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HP
4、I引导程序到目标DSP194.4 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摘 要本课程设计主要介绍了DSP TMS320VC5402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TMS320VC54021 概述
5、1.1 DSP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。BOOT LOADED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
6、，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BOOT LOADER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。1.2 TMS320VC5402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
7、，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DSP C语言编译器；数据/程序寻址空间1M×16bit，内置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM；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
8、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HPI8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
9、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
10、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（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Boot Loader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
11、片上RAM的通道不同分为多种BOOT LOADER的模式，包括并行I/O口BOOTLOAD、串行口BOOTLOAD、HPI BOOTLOAD、外部并行BOOTLOAD、WARM BOOTLOAD，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0F800h0FC00h中固化了一段加载引导程序，其作用是先根据相关控制信号的不同状态来确定采用何种加载引导方式，然后将代码从外部加载到程序区，最后再将程序入口地址赋给程序指针。在
