课件：存储器与通用IO端口.ppt

1,第三章 存储器与通用I/O端口,3.1 存储器 3.2 外部扩展接口 3.3 通用I/O端口,第三章 存储器与通用I/O口,第3章 存储器与通用I/O口, 内部集成了大量的SRAM、ROM以及Flash等存储器，并 且采用统一寻址方式(程序、数据和IO统一寻址) 提高了存储空间的利用率，方便程序的开发。 提供外部并行总线扩展接口 有利于开发大规模复杂系统, 片内存储器操作的优点：速度快、价格低、功耗小。 外部存储器操作的优点：可以访问更大的地址空间。,3.1 存储器,第3章 存储器与通用I/O口,TMS320F2812所有存储空间采用统一寻址： 低64KB地址存储器相当于F24xF240x处理器的数据存储空间， 高 64KB地址存储器相当于F24xF240x处理器的程序存储空间，与 F24xF240x兼容的代码只能定位在高64KB地址的存储空间运行。 XMPMC模式为低时顶部的32KBFlash和H0 SARAM模块可以用 来运行24x240x兼容的代码； XMPMC模式为高时F2812的代码则从外部存储器接口的XINTF Zone 7空间开始执行,3.1 存储器,第3章 存储器与通用I/O口,TMS320F2812存储器分布,第3章 存储器与通用I/O口, 片内双访问存储器(DARAM) 每个机器周期可被访问2次的存储器 片内单访问程序/数据RAM（SARAM） 每个存储器块都可以被单独访问。 每个存储器块都可映像到程序空间或数据空间，用以存放指令代码或存储数 据变量。 每个存储器块在读写访问时都可以全速运行，即等待状态为零等待。 掩膜型片内ROM存储器 出厂时已写好的存储器，用户只能读不能写 闪速存储器（Flash） 电可擦除与编程的非易失性存储器 一次性可编程存储器（OTP） 只能编程一次，而不能擦除,3.1 存储器,存储器的类型,第3章 存储器与通用I/O口,3.1 存储器, C28x具有32位的数据地址和22位的程序地址，总地址空间可 达4G字（每个字16位）的数据空间和4M字的程序空间。 C28x所有存储器块都统一映像到程序空间和数据空间。, 程序/数据存储器：C28x芯片具有片内单周期随机存储器SRAM、只读存 储器ROM和Flash存储器。它们被映像到程序空间或数 据空间，用以存放执行代码或存储数据变量。 保留空间：数据区的某些地址被保留作为CPU的仿真寄存器使用。 CPU的中断向量：在程序地址中保留了64个地址作为CPU的32个中断向量。 通过STl的位VMAP可以将CPU向量映像到程序空间的 顶部或底部。,存储器映射分成三部分,片上程序/数据存储器,第3章 存储器与通用I/O口,F2812程序和数据空间映射,片 上 程 序 / 数 据 存 储 器,第3章 存储器与通用I/O口,C28x包含两个单周期访问的存储器SARAM.,3.1 存储器, 存储器空间： 低64K16位地址为000000h00FFFFh，可等价于C24x240x的数据空间; 高64Kl6位地址为3F0000h3FFFFFh，可等价于C24x240x的程序空间。 片内SARAM：为单口随机读写存储器，在单个机器周期内只能被访问 一次。C28x片内共有18K16位的SARAM，它们分别是： MO和M1：每块的大小为1K16位，其中，MO映像至地址000000h0003Fh，M1映像至地址000400h-0007FFh；复位状态下，堆栈指针指向M1块的起始位置。所有M0和M1 同时映射到程序和数据空间，因此它们既可存放执行程序也可存放数据变量 LO和L1：每块的大小为4K16位，其中，LO映像至地址008000h008FFFh，L1映像至地址009000h009FFFh； HO：大小为8K16位，映像至地址3F8000h3F9FFFh。,片上程序/数据存储器,第3章 存储器与通用I/O口, C28x包含128Kxl6位的Flash存储器2Kxl6位的OTP Flash存储器被分成4个8Kxl6位单元和6个16Kxl6位的单元， 用户可以单独地擦除、编程和验证每个单元，而且并不会影 响其他Flash单元。 FlashOTP存储器可以映射到程序存储空间，存放执行的 程序；也可以映射到数据空间存储数据信息。,3.1 存储器,片上Flash存储器和OTP存储器,第3章 存储器与通用I/O口,F2812内部Flash存储器单元寻址表,3.1 存储器,片上Flash存储器和OTP存储器,第3章 存储器与通用I/O口,，,3.2 外部扩展接口 XINTF, 采用异步非复用模式总线, 外部接口(XINTF)映射到5个独立的存储空间ZONE0/1/2/6/7 当访问相应的存储空间时，就会产生一个片选信号；另外， 有的存储空间公用一个片选信号。 每个空间都可以独立地设置访问等待、选择、建立以及保持 时间，同时还可以使用XREADY信号来控制外设的访问。 外部接口的访问时钟频率由内部的XTIMCLK提供， XTIMCLK可以等于SYSCLKOUT或SYSCLKOUT/2。,第3章 存储器与通用I/O口,，,F2812外部接口框图,第3章 存储器与通用I/O口, 复位状态下，如果XMPMC1或0，XINTFZone7片 选信号选择微处理器或微计算机操作模式。 微处理器模式Zone7映射到高位置地址空间，中断向量表可以定位 在外部存储空间。该模式下，BootROM将被屏蔽。 微计算机模式Zone 7被屏蔽且中断向量表从BootROM中获取。 因此，用户可以选择从片上存储器或片外存储器启动。 上电复位时，XMPMC的状态存放在XINTCNF2寄存 器的XMPMC模式位。用户可以通过软件改变该位来控 制Boot ROM和XINTF Zone7的映射。 其他存储器并不受XMPMC的状态的影响。 F2812的外部扩展接口并不支持IO空间。,3.2 外部扩展接口 XINTF,第3章 存储器与通用I/O口,外部接口的访问,3.2 外部扩展接口 XINTF,空间0(Zone0)和空间1(Zonel)公用片选信号ZCS0ANDCS1； 空间6(Zone6)和空间7(Zone7)公用片选信号XZCS6ANDCS7。 各空间可以独立设置访问等待、选择、建立以及保持时间。 所有空间共享19位的外部地址总线，处理器根据所访问的 空间产生相应的地址。, Zone2和Zone6：Zone2和Zone6共享外部地址总线 CPU访问Zone2和Zone6空间的第一个字时，地址总线产生0x00000地址； CPU访问Zone2和Zone6空间的最后一个字时，地址总线产生0xFFFFF地址。 访问两者的唯一区别在于控制的片选信号不同，分别是XZCS2和 XZCS6ANDCS7。故可以使用片选信号来区分对两个空间的访问，使用地址线 控制具体访问的地址。,第3章 存储器与通用I/O口,外部接口的访问,3.2 外部扩展接口 XINTF, Zone0和Zonel 两者公用一个外部片选信号，但是采用不同的内部地址。 Zone0的寻址范围是0x200000x3FFFF，Zonel的是0x400000x5FFFF。 如果希望区分两个空间，需要增加其他控制逻辑 在访问Zone0时，XA13为高电平，XA14为低电平； 在访问Zonel时，XAl3为低电平，XA14为高电平。,写操作紧跟读操作流水线保护会影响Zonel空间的访问，故Zonel空间 适合用于扩展外设，而不适合用来扩展外部存储器。,第3章 存储器与通用I/O口, Zone7：Zone7是独立的地址空间，复位时，XMPMC引脚为高电平，Zone7空间映射到0x3FC000。复位后，通过改变寄存器XINTCNF2中的MPMC控制位，使能或屏蔽Zone7空间。如果XMP面引脚为低电平，则Zone7不能映射到0x3FC000存储空间，而片上的ROM将映射到该存储空间。 Zone7的映射与MCMC有关，而Zone0，Zonel，Zonc2，Zone6总是有效的存储空间，与XMPMC状态无关。 如果用户需要建立自己的引导程序，存放在外部空间，可以使用Zone7空间进行程序的引导。引导成功后，通过软件使能内部的ROM，以便可以访问存放在ROM中的数学表。BootROM映射到Zone7空间时，Zone7空间的存储器仍然可以访问。这是因为Zone7和Zone6空间公用一个片选信号XZCS6ANDCS7。访问外部Zone7空间的地址范围是0x7C0000x7FFFF，Zone6也使用这个地址空间。Zone7空间的使用只影响Zone6的高16K地址空间，,外部接口的访问,3.2 外部扩展接口 XINTF,第3章 存储器与通用I/O口,外部接口的配置,3.2 外部扩展接口 XINTF, 外部存储器接口能够配置各种参数，以便能够与众多不 同外部扩展设备无缝接口 主要由F2812器件的工作频率以及XINTF的特性进行配置 配置前后，XINTF可能会产生很大的变化，所以尽量不 要将配置程序放在XINTF扩展的存储器空间执行,第3章 存储器与通用I/O口,SYSCLKOUT和XINTF时钟之间的关系, XINTF时钟有两种时钟模块 XTIMCLK XCLOCK 所有的外部扩展访问都是以内部XINTF的时钟XTIMCLK为参考，因此配置XINTF，首先要通过XINTFCNF2寄存器配置XTIMCLK。 XTIMCLK可以配置为SYSCLKOUT，也可以配置为SYSCLKOUT2，XTIMCLK默认的值是SYSCLKOUT2。 外接口提供一个时钟输出XCLOCK，所有外部接口的访问都是在XCLOCK的上升沿开始。可以通过XINTFCNF2寄存器的CLKMODE位配置XCLOCK的频率,外部接口的配置,3.2 外部扩展接口 XINTF,第3章 存储器与通用I/O口,外部接口的配置,3.2 外部扩展接口 XINTF, 写缓冲 默认情况下写缓冲被屏蔽，为提高XINTF的性能，要使能写缓冲 模式。在不停止CPU的情况下，最多可允许3个数据通过缓冲方式 向XINTF写数据。写缓冲器的深度可以在XINTFCNF2内配置。,每个Zone访问的建立(Lead)、激活(Active)和跟踪(Trail)的时序,对XINTF空间的读或写操作的时序都可分为三个阶段：建立、激活和跟踪。 通过寄存器XTIMING可设置各阶段时等待的XTIMCLK周期数。 读写访问操作的时序可以独立进行配置。 为了能够与慢速外设接口，还可以使用X2TIMING位使访问特定空间的建立、激活和跟踪等待状态延长1倍。,第3章 存储器与通用I/O口, 为适合具体外设接口的访问，可配置空间的建立、激活和 跟踪周期长度。在配置过程中，需考虑： 最小等待状态的需要； XINTF的时序特性； 外部器件的时序特性； C28x芯片和外设间的附加延时。,外部接口的配置,3.2 外部扩展接口 XINTF, XREADY信号的使用 DSP通过检测XREADY信号，从而可以延 长DSP访问处设的激活阶段。器件上所有的XINTF空间公用一个XREADY 信号。每个空间都可以进行独立的配置检测，或不检测XREADY信号。此 外，每个空间还可以选择同步检测XREADY信号或异步检测XREADY信号。,第3章 存储器与通用I/O口,第3章 存储器与通用I/O口,外部接口的配置,3.2 外部扩展接口 XINTF, 空间切换 当从XINTF的一个空间切换到另一个空间时，为了能够及时 地释放总线给其他设备使用，慢速外设可能需要额外的周期。空间 切换允许用户指定一个特殊的空间，可以在该空间与其他空间来回 切换的过程中增加额外的周期：增加的周期数在XBANK中配置。 XMPMC信号对XINTF的影响 在复位时，对XMPMC引脚 采样，并将其值锁存到XINTF的配置寄存器XINTFCNF2中。复位时该引脚的状 态决定使能BootROM还是使能Zone7空间。 复位时，XMPMC=1(微处理器模式)，使能Zone7空间，并且从外部存储器获 取中断向量。在该情况下，为了能够正确地执行代码，必须将复位向量指针指向 一个有效的存储空间。 复位时，XMPMC=0(微计算机模式)，使能BootROM，屏蔽XINTFZone7空间。 在该情况下，从内部BootROM获取中断向量，XINTFZone7空间不能访问。 复位后，MPMC模式可以通过XINTFCNF2寄存器中的状态位来改变。通过这 种方式，系统可以从BootROM引导，然后通过软件设置MPMC等于1，从而 可以访问Zone7空间。,第3章 存储器与通用I/O口,XINTF寄存器,3.2 外部扩展接口 XINTF,改变这些寄存器将影响XINTF的访问时序，必须通过在XINTF之外的程序代码来实现它们的修改, XTIMING0/1/2/6/7时序寄存器，地址：0x00000B20/22/24/2C/2E,R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1,Reserved,XRDTRAIL,XWRLEAD,XWRTRAIL,XWRACTIVE,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,D31 D24,R-0,R-0 R/W-1 R-0 R/W-1,Reserved,X2TIMING,Rerserved,Reserved,D23 D22 D21 D18 D17 D16,R/W-1 R/W-1 R/W-1 R/W-1,READYMODE,USEREADY,XRDTRAIL,XRDACTIVE,D15 D14 D13 D12 D11 D9 D8,XRDLEAD,第3章 存储器与通用I/O口, XINTF配置寄存器地址：0x00000,Reserved,D31 D19 D18 D16,R-0,R-0 R/W-1 R-0 R/W-1,Reserved,HOLDAS,MP/MC Mode,HOLDS,D15 D12 D11 D10 D9 D8,R-0 R-0 R-1 R/W-0 R/W-1 R/W-0,WLEVEL,Reserved,CLKMODE,CLKOFF,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1,Reserved,XINTF寄存器,3.2 外部扩展接口 XINTF,XTIMCLK,HOLD,Write Buffer Depth,第3章 存储器与通用I/O口, XBANK寄存器地址：0x00000,XINTF寄存器,3.2 外部扩展接口 XINTF,Reserved,D15 D6 D5 D3 D2 D0,R-0,BANK,BCYC,R/W-1,R/W-1, XREVISION寄存器 地址：0x00000,识别在产品中使用的XINTF的 特殊版本,REVISION,D15 D0,R-0,第3章 存储器与通用I/O口,GPIO多路复用器,3.3 通用I/O端口,F2812提供多个通用目的数字量I/O引脚 绝大部分是多功能复用引脚，通过GPIO MUX寄存器来选 择配置具体的功能。 可以独立操作也可以作为外设I/O信号(通过GPxMUX寄存器 配置)使用。 如果引脚工作在数字量I/O模式，通过方向控制寄存器(GPxDIR)控制数字量I/O的方向，并可以通过量化寄存器(GPxQUAL)量化输入信号，消除外部噪声信号,表4.4 (3.19,3-1-6) 给出了通用I/O寄存器， 表 4.5(3.20,3-1-7)给出了通用I/O的数据寄存器,第3章 存储器与通用I/O口,3.3通用I/O端口,第3章 存储器与通用I/O口,GPIO寄存器,GPIO口通过功能控制、方向、数据、设置、清除和反转触发寄存器来控制, GPxMUX功能选择寄存器，配置I/O工作在外设操作模式或数字量I/O模 式。在复位使所有GPIO配置成I/O功能。 如果GPxMUX.bit=0，配置为I/O功能； 如果GPxMUX.bit=1，配置为外设功能。 IO的输入功能和外设的输入通道总是被使能的，输出通道是GPIO和外设公用的。因此，引脚如果配置成为IO功能，就必须屏蔽相应的外设功能，否则，将会产生随机的中断信号。,3.3 通用I/O端口, GPxDIR方向控制寄存器，用来配置IO的方向(输入/输出)。复位时，所 有GPIO为输人。 如果GPxDIR.bit= 0，引脚配置为数字量输人； 如果GPxDIR.bit= 1，引脚配置成数字量输出。,第3章 存储器与通用I/O口,GPIO寄存器,3.3 通用I/O端口,GPxDAT数据寄存器，如果IO配置为输入，反映当前经过量化后IO 输人信号的状态。如果IO配置为输出，向寄存器写值设定I O的输出。 如果GPxDAT.bit=0，且设置为输出功能，将相应的引脚拉低； 如果GPxDAT.bit= 1，且设置为