目前，DSP技術(shù)已廣泛用于信號(hào)處理、通信和雷達(dá)等領(lǐng)域。數(shù)字信號(hào)處理（DigitalSignalProcessing，簡(jiǎn)稱(chēng)DSP）是一門(mén)涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛DSP技術(shù)圖解的應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式。數(shù)字信號(hào)處理是將信號(hào)以數(shù)字方式表示并處理的理論和技術(shù)。數(shù)字信號(hào)處理與模擬信號(hào)處理是信號(hào)處理的子集。

　　TMS320C672x系列浮點(diǎn)DSP的EMIF性能優(yōu)良，增強(qiáng)了與外部1、2或4區(qū)的16位或32位SDRAM和異步器件連接的方便性和靈活性。TMS320C6722和TMS320C6726 EMIF寬度為16位，支持的SDRAM可達(dá)128 Mb。

　　異步存儲(chǔ)器接口是從并行的8位、16位或32位NOR Flash實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自啟動(dòng)。若使用大容量的Flash，EMIF連接Flash的高位地址線可通過(guò)外部器件CPLD或自身GPIO口擴(kuò)展。外部存儲(chǔ)器接口（EMIF），External Memory Interface，是TMS DSP器件上的一種接口。一般來(lái)說(shuō)，EMIF可實(shí)現(xiàn)DSP與不同類(lèi)型存儲(chǔ)器（SRAM、Flash RAM、DDR-RAM等）的連接。一般EMIF與FPGA相連，從而使FPGA平臺(tái)充當(dāng)一個(gè)協(xié)同處理器、高速數(shù)據(jù)處理器或高速數(shù)據(jù)傳輸接口。設(shè)計(jì)接口提供了一個(gè)FPGA塊至RAM的無(wú)縫連接。在讀/寫(xiě)、FIFO或存儲(chǔ)器模式中，雙端口塊RAM的一側(cè)被用來(lái)實(shí)現(xiàn)與DSP的通信。另一側(cè)用于實(shí)現(xiàn)與內(nèi)部FPGA邏輯電路或平臺(tái)-FPGA嵌入式處理器的通信。在使用DSP的過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)外部存儲(chǔ)器接口時(shí)可以參考TI的TMS320XX DSP External Memory Interface （EMIF） Reference Guide。其中XX代表某一種具體的dsp處理器。

　　1 EMIF接口

　　EMIF接口具有很強(qiáng)的外設(shè)連接能力，可尋址空間一般比較大，數(shù)據(jù)吞吐較快。EMW接口支持的器件包括同步突發(fā)靜態(tài)RAM（SBSRAM）、同步動(dòng)態(tài)RAM（SDRAM）、各種異步設(shè)備（SRAM、ROM和FIFO）以及同步FIFO。TMS320C672x的EMIF引腳結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　其主要引腳功能如下：

　　EM_A[x：0]：EMIF地址總線。當(dāng)與SDRAM器件連接時(shí)，地址總線主要為SDRAM提供行地址和列地址。當(dāng)與異步器件連接時(shí)，這些引腳與EM_BA引腳提供器件地址。

　　EM_BA[1：0]：EMIF存儲(chǔ)區(qū)地址線。與SDRAM連接時(shí)，為SDRAM提供存儲(chǔ)區(qū)地址。與異步器件連接時(shí)，這些引腳與EM_A引腳共同提供器件地址。

　　EM_WE_DQM[x：0]：低電平有效寫(xiě)觸發(fā)或字節(jié)使能引腳。與SDRAM連接時(shí)，這些引腳與SDRAM的DQM引腳連接。在數(shù)據(jù)訪問(wèn)中分別使能／禁止每一字節(jié)。與異步器件連接時(shí)，這些引腳可作為字節(jié)使能（DQM）或字節(jié)寫(xiě)觸發(fā)（WE）。SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，同步是指 Memory工作需要同步時(shí)鐘，內(nèi)部的命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)；動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)陣列需要不斷的刷新來(lái)保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲(chǔ)，而是自由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。

　　EM_CS[0]和[2]：CS[0]為SDRAM器件低電平有效芯片使能引腳，當(dāng)訪問(wèn)異步器件時(shí)此引腳失效，在完成異步存取后自動(dòng)恢復(fù)其功能；CS[2]為低電平有效異步器件使能引腳，僅在訪問(wèn)異步存儲(chǔ)器時(shí)有效。

　　EM_RAS：低電平有效行地址選通引腳，與SDRAM的RAS引腳連接，用于向此器件發(fā)送命令。

　　EM_CAS：低電平有效列地址選通引腳，與SDRAM的CAS引腳連接，用于向此器件發(fā)送命令。

　　EM_CKE：時(shí)鐘使能引腳，與SDRAM的CKE連接，發(fā)出自刷新命令，使器件進(jìn)入自刷新模式。

　　EM_CLK：SDRAM時(shí)鐘引腳，EMIF時(shí)鐘來(lái)自DSP的PLL控制器的SYSCLK3時(shí)鐘模塊。

　　2 EMIF與SDRAM的設(shè)計(jì)

　　這里以SDRAM（HY57V281620A）為例，說(shuō)明EMIF和SDRAM的接口與配置，HY57V281620A是4 Bankx2MBx16 bit的SDRAM器件，可與TMS320C67 22 DSP無(wú)縫連接。圖2是TMS320C6722型DSP與HY57V281620A型SDRAM的電路連接。

　　2.1 SDRAM的軟件配置

　　在TMS320C6722的EMIF中有一組存儲(chǔ)器映射寄存器，通過(guò)設(shè)置這些寄存器便可完成對(duì)SDRAM的配置，包括配置寄存器SDCR、刷新控制寄存器SDRCR、時(shí)序寄存器SDTIMR和自刷新退出時(shí)序寄存器SDSRETR。具體的配置代碼如下：

　　2.2 SDRAM的軟件操作

　　根據(jù)上面軟件配置中IBANK和PAGESIZE字段的設(shè)置，圖3列出了C6722 EMIF連接16位4區(qū)256字頁(yè)面的SDRAM地址映射關(guān)系，其他系列地址映射關(guān)系參考TI資料。SDRAM讀／寫(xiě)程序流程如圖4所示。

　　EMIF控制SDRAM工作時(shí)，當(dāng)行地址選通引腳EM_RAS有效時(shí)，SDRAM通過(guò)A0～A11獲取行地址；當(dāng)列選通引腳EM_CAS有效時(shí)，SDRAM通過(guò)A0～A11獲取列地址。EMIF訪問(wèn)的外部SDRAM空間地址映射為0x80000000-0x8FFFFFFF，由表1的地址映射知，如果要存儲(chǔ)16位的short int型數(shù)據(jù)到SDRAM，每次邏輯地址需要加2，如：*（short int*）（0x80000000+i*2）=short int i；存儲(chǔ)32位的int型數(shù)據(jù)每次地址需要加4，如：*（int*）（0x80000000+i*4）=int i。

　　3 EMIF與Flash的設(shè)計(jì)

　　當(dāng)DSP脫機(jī)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)上電或復(fù)位后，DSP系統(tǒng)自帶的Bootloader將一段存儲(chǔ)在外部的非易失性存儲(chǔ)器中的代碼搬移到內(nèi)部高速存儲(chǔ)單元中執(zhí)行。這樣既利用了外部存儲(chǔ)單元擴(kuò)展DSP本身有限的ROM資源，又充分發(fā)揮了DSP內(nèi)部資源的效能。TMS320C672x系列DSP只支持一種硬啟動(dòng)選項(xiàng)，即從內(nèi)部ROM地址0x00000000啟動(dòng)，其他啟動(dòng)選項(xiàng)由存儲(chǔ)于ROM的軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)。軟啟動(dòng)器使用CFGPIN0和CFGPIN1寄存器，這2個(gè)寄存器在復(fù)位時(shí)捕捉相關(guān)器件引腳的狀態(tài)，以決定進(jìn)入那種啟動(dòng)模式。ROM是只讀內(nèi)存（Read-Only Memory）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種只能讀出事先所存數(shù)據(jù)的固態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。其特性是一旦儲(chǔ)存資料就無(wú)法再將之改變或刪除。通常用在不需經(jīng)常變更資料的電子或電腦系統(tǒng)中，資料并且不會(huì)因?yàn)?a target="_blank">電源關(guān)閉而消失。英文簡(jiǎn)稱(chēng)ROM。ROM所存數(shù)據(jù)，一般是裝入整機(jī)前事先寫(xiě)好的，整機(jī)工作過(guò)程中只能讀出，而不像隨機(jī)存儲(chǔ)器那樣能快速地、方便地加以改寫(xiě)。ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定 ，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會(huì)改變；其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，讀出較方便，因而常用于存儲(chǔ)各種固定程序和數(shù)據(jù)。除少數(shù)品種的只讀存儲(chǔ)器（如字符發(fā)生器）可以通用之外，不同用戶(hù)所需只讀存儲(chǔ)器的內(nèi)容不同。為便于使 用和大批 量 生產(chǎn) ，進(jìn)一步發(fā)展了可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）、可擦可編程序只讀存儲(chǔ)器（EPROM）和電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）。例如早期的個(gè)人電腦如Apple II或IBM PC XT/AT的開(kāi)機(jī)程序（操作系統(tǒng)）或是其他各種微電腦系統(tǒng)中的韌體（Firmware）。

　　3.1 Flash的硬件連接

　　AM29LV800BB～90EC型Flash具有19根地址線，而TMS320C6722 EMIF只有14根地址線（EBA0～EBA1、EA0～EA11）。因此，EMIF與Flash連接時(shí)地址線不夠用，需要擴(kuò)展高位地址線。

　　3.1.1 GPIO擴(kuò)展

　　TMS320C672X MCASP通道的各功能引腳都可以作為通用的I／O接口，直接與Flash存儲(chǔ)器的高位地址線連接。硬件原理圖如圖5所示研。圖5中，任何在復(fù)位時(shí)可下拉的GPIO引腳都可用于控制Flash啟動(dòng)器的地址線A。

　　3.1.2 CPLD地址鎖存器擴(kuò)展

　　在CPID中設(shè)計(jì)一個(gè)地址鎖存器74L273，通過(guò)74L273的輸出口擴(kuò)展7根高位地址線A11～A17，分別與Flash的A12～A18連接。EMW的EM_A[11]作為CPLD鎖存器的輸入選通端選，EMIT數(shù)據(jù)線作為鎖存器的輸入，如圖6所示。

　　3.2 FLash的軟件配置

　　在EMIF異步接口中，AICR是需要編程的寄存器。根據(jù)Flash器件的特性，配置如下：

　　3.3 Flash的軟件操作

　　TMS320C672x DSP的存儲(chǔ)器中EMIF訪問(wèn)的外部異步器件Flash空間地址映射為0x90000000～0x9FFFFFFF之間。由于Flash數(shù)據(jù)總線寬度為16位，因此在硬件設(shè)計(jì)時(shí)選用半字尋址，即EMIF的BA連接Flash的A。訪問(wèn)異步器件時(shí)TMS320C6722中內(nèi)部地址和EMIF地址引腳對(duì)應(yīng)如表1所示。

　　Flash在讀操作中類(lèi)似于普通的ROM，在寫(xiě)操作中需要使用一些特殊命令字，按一定的順序編程，且可隨時(shí)編程，編程命令根據(jù)器件參考資料。對(duì)Flash的讀／寫(xiě)流程如圖7所示。

　　由表1知，對(duì)Flash進(jìn)行16位數(shù)據(jù)寫(xiě)操作時(shí)每次偏移地址需要左移1位，即：*（short int*）（0x90000000+i*2）=shortint i：／／對(duì)Flash的i地址寫(xiě)入16位數(shù)據(jù)i由于此Flash高位地址線為擴(kuò)展的地址線，必然導(dǎo)致訪問(wèn)Flash時(shí)地址不連續(xù)。每次只能連續(xù)訪問(wèn)Flash內(nèi)部4 Kx16 Bit空間，即0x9000_0000～0x9000_1FFE。

　　4 EMIF并行Flash自啟動(dòng)

　　4.1 Flash自啟動(dòng)過(guò)程

　　在實(shí)際應(yīng)用中通常把代碼和數(shù)據(jù)表存放在外部的非易失性存儲(chǔ)器Flash中。TMS320C672X系列DSP片上的Bootloader工具只能將1KB的代碼搬移到內(nèi)部RAM。但是在通常情況下，用戶(hù)應(yīng)用程序的大小都會(huì)超過(guò)1 KB，所以需要在外部Flash的前1 KB范圍內(nèi)預(yù)先存放一小段程序，待片上Bootloader工具把此段代碼搬移入內(nèi)部并開(kāi)始執(zhí)行后，由此段代碼將Flash中剩余的用戶(hù)應(yīng)用程序搬移入內(nèi)部RAM中。Flash中前1 KB代碼為二級(jí)Bootloader。系統(tǒng)上電或復(fù)位時(shí)，DSP內(nèi)部固化的啟動(dòng)代碼會(huì)自動(dòng)將位于Flash地址空間（0x90000000～0x9FFFFFFF）開(kāi)頭的1 KB代碼傳輸?shù)絉AM存儲(chǔ)空間，這就是引導(dǎo)。很明顯，引導(dǎo)的代碼并不能滿(mǎn)足絕大多數(shù)編程者對(duì)代碼長(zhǎng)度的要求，因此就需要二次引導(dǎo)過(guò)程。二次引導(dǎo)是將DSP引導(dǎo)的1 KB代碼編寫(xiě)成一個(gè)搬移程序，搬移程序?qū)⒂脩?hù)的主程序搬移到高速RAM中，并且搬移完成后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至主程序入口處運(yùn)行主程序。由于硬件設(shè)計(jì)中Flash的地址不連續(xù)，圖8為使用二級(jí)Bootloader的流程圖。

　　4.2 Flash的燒寫(xiě)方法

　　應(yīng)用程序和二次Boot編寫(xiě)和編譯完成之后，便可使用TI公司提供的FlashBurn工具完成Flash燒寫(xiě)，燒寫(xiě)完成后需要重新上電或復(fù)位，便可實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。此FlashBurn工具雖然燒寫(xiě)方法較為直觀，但是過(guò)程復(fù)雜，首先需要一個(gè)。out文件（FBTC）至DSP系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash的操作；其次FlashBurn工具不能識(shí)別。out文件，只能接收。hex的十六進(jìn)制文件，必須將。out文件轉(zhuǎn)換為。

　　因此，用戶(hù)可以自己根據(jù)Flash器件的操作方法編寫(xiě)燒寫(xiě)程序，避免文件格式轉(zhuǎn)換的繁瑣。首先把用戶(hù)應(yīng)用程序（包括二級(jí)Bootloader）編譯生成的。out文件轉(zhuǎn)載到DSP的RAM中，然后根據(jù)要求編寫(xiě)Flash燒寫(xiě)程序，把燒寫(xiě)程序的。out文件裝載到DSP的另一塊區(qū)域（注意修改cmd文件中地址范圍，避免兩次裝載可能產(chǎn)生的地址覆蓋），執(zhí)行程序完成Flash的燒寫(xiě)。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文主要研究了TMS320C672x系列DSP EMIF接口的功能和使用方法，并針對(duì)SDRAM和Flash器件討論了EMIF的具體硬件接口設(shè)計(jì)和軟件配置；同時(shí)分析了TMS320C672x系列的自啟動(dòng)過(guò)程，提出了兩種燒寫(xiě)Flash的方法。

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