TMS320F206外围电路典型设计DSPTMS320F精

1、TMS320F20&卜围电路典型设计，DSP TMS320F206A/D, D/A,存储器扩展1引言数字信号处理DSF芯片是一种能够实时快速地实现各种数字信号处理算法控 制 的微处理器，已经在通信与信息系统、信号与处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗 等许多领域得到了广泛的应用。目前生产DSF芯片的厂家主要有TI公司、AD公司、Motorola公司等。其中TI公司推出的TMS320C2X系列 是继 TMS320c2和TMA320C5之后的一种低价格、高性能16位定点运算DSPTMS320F206以下简称F206）是2xx系列的代表之一，性价比高，应用广泛，目前1引言数字信号处理DSP芯片是一种

2、能够实时快速地实现各种数字信号处理算法控制的微 处 理器，已经在通信与信息系统、信号与处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗等许 多领域得到了广泛的应用。目前生产DSF芯片的厂家主要有TI公司、AD公司、Motorola公司等。其中TI公司推 出的TMS320C2X）系列是继TMS320C2和TMA320C5之后的一种低价 格、高 性能 16位定点运算DSP TMS320F206以下简称F206）是2xx系列的代表 之一，性 价比 高，应用广泛，目前已成为高档单片机的理想替代。F206的性能特点如下：指令周期可达25 ns ； 可寻址64 kB程序空间、64 kB数据空间、64 kB I/O空间

3、以及32 kB全局 存储空 间；片内集成有32 kB FLASH存储器；32位算术逻辑单元、32位累加器、16位并行乘法器；（5）丰富的片内卜设，可编程等待状态发生器、锁相环、同步串行口、异步串行口等；与IEEE标准1149. 1兼容的JTAG串行逻辑扫描电路。DSP芯片外围电路设计是用好DSP芯片最关键的第一步。本文以TMS320F20为 例介 绍DSP芯片前向通道、后向通道接口电路，外存存储器扩展等最为典型的设计思路及 方法。2 F206前向通道接口AD7677芯片是AD公司新推出的具有1 MSPS(Mega Sample Per Second) 16位模 数 转换芯片。该芯片采用开关电容

4、式逐次比较结构，其内部自带采样保持器(SHA)、时钟源、+2. 5V参考电压、误差修正电路、差分输人以及并行/串行输出接口。采用单+5V电源供电，正常工作情况下的功耗为115mV；关闭模式下的功耗仅为7 p W具有局 达94dB的优越的动态范围，积分非线性(INI)最大为土 0. 5 LSB,无漏码 差分 非 线性(DNL)最大为16位。并具有3种可选工作模式： Warp/Normal/lmpulseoADC采样的精度取决于参考电压、布线以及正确的时序。对于其中的布线主要是指 电 源和地、参考电压的抗干扰性能。电源和地的干扰是造成系统误差的最主要原因。对于许多高性能数据采集应用，为了解决ADC

5、与放大器之间的匹配问题，AD7677还可 与AD公司的AD8021运算放大器配对使用。AD8021是为了解决增益和带宽性能之 间的匹配问题的一种定制补偿放大器。DSP芯片(TMS320F20)!作于20MHZ时钟周期。ADCX作于Warp模式，其采 样 速度 达到1MSPS每两次转换时间间隔不超过1 ms，否则会导致前一转换结果的覆盖丢失。正常工作状态下，当DSP的地址判断位A0为高，且I/O 口空间选择信号IS以及读 选 择信号RD同时为低时，A/D的片选信号CS及读请求信号RD同时为低。即表示A/D 被选中且准备数据转换。由DSP的I/O 口触发A/D转换开始信号CNVST(t1), A/

6、D的引 脚BUSY呆持高(2)，即开始数据的转换。其工作时序如图2所示。3 F206后向通道接口单集成芯片AD669是16位高分辨率，40 ns高速转换的数模转换器AD669数据锁存采用分段译码结构(Segmented Decoded ArcHtecture),可减少与数码 相关的毛刺，同时采用双缓存锁存结构，避免了虚假模拟信号的产生。AD669内部集 成隐埋式齐纳基准,10. 000V基准最大误差为土 0. 2%。另外AD669具有管脚可定义单极(。10V)双 极性( 10+10 V)输出，并可实现增益及零偏调节。DSP芯片(TMS320F206I作于20 MHz时钟周期，外挂JTAG仿真口

7、，便于实时 烧 写、调试程序。DACI作于边沿触发模式，即LDAC与CS连接在一起，而L1直接接地 5两级锁存链接成主从结构。TMS320F20与AD669接口电路框图如图3所示。正常工作状态下，当DSP的I/O 空间选择信号IS以及写选择信号WE其中一个 由低 变高时，则会使D/A的LDAC-CSA生上升沿(tLOWtHIGH)，开始同时更新 两级锁存中 的数据。其工作时序如图4所示。J4 F206外部数据存储器扩展DSP芯片通常需要通过外部存储器来扩展数据存储空间。F206内部集成64 kB数 据存 储空间，外部数据存储器可以扩展至32 kB空间。为了使存储接口速度快，选用ISSI 公司的

8、高速存储器IS61c3216,该数据存储器为32kx16b的CMO静态RAM其读写访问时间仅为10 ns 0F206芯片的总线请求信号BR以及全局存储器分配寄存器GREGT以把数据存储 器扩 展至32 kB空间。用两块IS61c3216,-组作为局部数据存储器，一组作为全局数据存储 器，地址共用8000hFFFFh其扩展电路框图如图5所示。当 GREG=xxOO 时，8000hFFFFh 地址区域被配置为局部数据存储器，此时，BR=1,RAM禁止访问，RAM两个使能信号打开， 选中RAM1当GREG=xx80时，8000hFFFFh被配置为全局数据存储器，此时，BR=0 RAMI被禁止局部数据存储器将不能访问。通过外部存储器扩展，F206具有64kB的局部数据存储器空间，用来存放指令使用的 数据；32 kB的全局数据存储器空间，用来存放与其他处理器共用的数据。5结语本文以TMS320F20为例详细阐述了 DSP芯片前向通道、后向通道接口电路的设 计思 路及方