存储器和IO空间

1、第第5 5章章 存储器和存储器和I/OI/O空间空间TMSLF240 xDSPTMSLF240 xDSP具有具有1616位位地址线，可访问分别访问这地址线，可访问分别访问这三个三个独立的地址空间独立的地址空间，每个空间的容量，每个空间的容量均为均为64K64K字字：（1 1）程序存储器空间程序存储器空间64K64K字；字；（2 2）数据存储器空间数据存储器空间64K64K字；字；（3 3）I/OI/O空间空间64K64K字。字。以以“LFLF”为前缀的为前缀的DSPDSP芯片具有芯片具有FlashFlash存储器，而以存储器，而以“LCLC”为前缀的芯片，片内有为前缀的芯片，片内有CMOSCM

2、OS工艺的工艺的ROMROM存储器。存储器。5.1 5.1 片内存储器片内存储器5.1.1 5.1.1 双访问双访问RAM (DARAM)RAM (DARAM)双访问双访问RAMRAM在一个机器周期内可被访问在一个机器周期内可被访问2 2次次: :在一个机器周期的在一个机器周期的主主相相写数据到写数据到DARAMDARAM；而在该周期的；而在该周期的从相从相从从DARAMDARAM读出数据，从读出数据，从而大大提高了运行速度。而大大提高了运行速度。544544字双访问字双访问RAMRAM分为三块分为三块：B0B0、B1B1和和B2B2，该存储器空间主要用，该存储器空间主要用来保存数据，但是来保

3、存数据，但是B0B0块也可以用来保存程序。块也可以用来保存程序。B0B0：数据空间，：数据空间，0200h0200h02FFh02FFh，256256字；字；B1B1：数据空间，：数据空间，0300h0300h03FFh03FFh，256256字；字；B2B2：数据空间，：数据空间，0060h0060h007Fh007Fh，3232字；字；B0B0块配置成数据存储器空间还是程序存储器空间，要由块配置成数据存储器空间还是程序存储器空间，要由ST1.CNFST1.CNF位位来决定来决定，CNF=0CNF=0数据；数据；CNF=1CNF=1程序程序。( (当当CNF=1,CNF=1,程序空间程序空间

4、FF00hFF00hFFFFh)FFFFh)5.1.2 5.1.2 单访问单访问RAM (SARAM)RAM (SARAM)片内有片内有2K2K字字的的单访问单访问RAMRAM（SARAMSARAM）, ,映射在映射在数据空间数据空间，0800h0800h0FFFh0FFFh。SARAMSARAM在一个机器周期内只能被访问在一个机器周期内只能被访问1 1次。次。例如例如，如果一条指令，如果一条指令要将累加器的值保存，且装载一个新值到累加器，在要将累加器的值保存，且装载一个新值到累加器，在SARAMSARAM中，完成这个任务需要两个时钟周期，而在中，完成这个任务需要两个时钟周期，而在DARAMD

5、ARAM中只需要中只需要一个时钟周期。一个时钟周期。利用软件可将利用软件可将SARAMSARAM配置成配置成外部存储器外部存储器或或内部内部SARAMSARAM。SCSR2.DON-PONSCSR2.DON-PON：SARAMSARAM的程序的程序/ /数据空间选择数据空间选择 0000- -地址空间不被映射，该空间被分配到外部存储器地址空间不被映射，该空间被分配到外部存储器0l0l-SARAM -SARAM 被映射到片内程序空间（被映射到片内程序空间（8000h8000h87FFh87FFh）；）；1010-SARAM -SARAM 被映射到片内数据空间（被映射到片内数据空间（0800h08

6、00h0FFFh0FFFh）1111-SARAM -SARAM 被映射到片内程序空间，又被映射到片内数据空间被映射到片内程序空间，又被映射到片内数据空间 5.1.3 Flash5.1.3 Flash程序存储器程序存储器片内的片内的FlashFlash存储器映射到程序存储器空间。存储器映射到程序存储器空间。MP/MCMP/MC* *引脚引脚决定是访问片内的程序存储器（决定是访问片内的程序存储器（FlashFlash）还是）还是访问片外的程序存储器。访问片外的程序存储器。1.1. FlashFlash程序存储器程序存储器使用电擦除的方式多次使用，以便进行程序的修改和使用电擦除的方式多次使用，以便进

7、行程序的修改和开发。开发。FlashFlash模块特点：模块特点：运行在运行在3.3V3.3V电压模式。电压模式。对对FlashFlash编程时需要在编程时需要在VCCPVCCP上上有有5V5V电压供电。电压供电。FlashFlash有多个向量，用来保护它，有多个向量，用来保护它，防止被擦除防止被擦除。FlashFlash的的编程是由编程是由CPUCPU来实现来实现的。的。2.Flash2.Flash控制方式寄存器（控制方式寄存器（FCMRFCMR）FlashFlash模块有模块有4 4个寄存器。控制在个寄存器。控制在FlashFlash中的操作。在任意给定的时间内，用中的操作。在任意给定的时

8、间内，用户可以访问户可以访问FlashFlash模块中的存储器阵列，也可以访问控制寄存器，但模块中的存储器阵列，也可以访问控制寄存器，但不能同时访问。不能同时访问。FlashFlash模块有一个模块有一个FlashFlash控制方式寄存器控制方式寄存器来选择两种访问模式来选择两种访问模式。该寄存器。该寄存器映映射在内部射在内部I/OI/O空间的空间的FF0FhFF0Fh。该寄存器的功能如下：。该寄存器的功能如下：使用使用OUTOUT指令，可以指令，可以将将FlashFlash模块置于寄存器访问模式模块置于寄存器访问模式，被使用的数据操作，被使用的数据操作数是无意义的。例如：数是无意义的。例如：

9、 OUT dummy, 0FF0Fh OUT dummy, 0FF0Fh ；选择寄存器访问方式；选择寄存器访问方式使用使用ININ指令，可指令，可将将FlashFlash模块置于存储器阵列访问模式模块置于存储器阵列访问模式，被使用的数据操作，被使用的数据操作数是无意义的。例如：数是无意义的。例如： IN dummy, 0FF0Fh IN dummy, 0FF0Fh；选择存储器阵列访问方式选择存储器阵列访问方式5.2 5.2 程序存储器程序存储器程序存储器空间程序存储器空间寻址范围为寻址范围为64K64K字字，控制信号控制信号PSPS* *，包括了片内，包括了片内FlashFlash和和DARA

10、MDARAM。图图5.15.1所示为所示为LF2407ALF2407A的程序存储器空的程序存储器空间的映射。间的映射。 图图5.1 5.1 程序存储器映射程序存储器映射程序存储器的两个决定因素：程序存储器的两个决定因素：(1) (1) MP/MCMP/MC* *引脚状态；引脚状态；(2) (2) ST1.12ST1.12，CNFCNF位；位；5.3 5.3 数据存储器数据存储器数据空间数据空间64K64K字字，控制信号，控制信号DSDS* *， 32K32K字字是内部空间（是内部空间（0000h-0000h-7FFFh7FFFh）, ,包括了包括了DARAMDARAM和片和片内外设的映射寄存器

11、。内外设的映射寄存器。另外另外32K32K字字空间（空间（8000h-FFFFh8000h-FFFFh）为外部。为外部。 1.1.数据空间映射数据空间映射内部：内部：DARAMDARAM（BOBO、B1B1、B2B2）；）；SARAMSARAM；寄存器等；寄存器等；外部：用户自己外扩存储器。外部：用户自己外扩存储器。图图5.2 5.2 数据存储器映射数据存储器映射2.2.数据存储器页面数据存储器页面数据空间数据空间分页管理，分页管理，整个整个64K64K字空间分为字空间分为512512页页，每页，每页128128个字个字。页地址：页地址： 9 9位，位，DPDP（位于（位于ST0ST0中）；中

12、）；页内地址：页内地址：7 7位的偏移量；位的偏移量；两种寻址方式：两种寻址方式：直接寻址直接寻址和和间接寻址间接寻址。直接寻址时，在直接寻址时，在当前页对当前页对128128字的数据块进行寻址。用户必须事字的数据块进行寻址。用户必须事先指定数据页，并在访问数据存储器的指令中指定先指定数据页，并在访问数据存储器的指令中指定偏移量偏移量，偏移量为偏移量为7 7位位。 编程时要注意编程时要注意，访问下面的数据存储器的地址空间是非法的，访问下面的数据存储器的地址空间是非法的，并会对并会对NMINMI置位。除了以下地址，任何对外设寄存器映射中置位。除了以下地址，任何对外设寄存器映射中的的保留地址保留地

13、址的访问的访问也是非法也是非法的。的。0080h-00FFh0080h-00FFh701Fh-71FFh (CAN701Fh-71FFh (CAN内部的内部的) )0500h-07FFh0500h-07FFh7230h-73FFh (7230h-73FFh (部分在部分在CANCAN内部内部) )1000h-700Fh1000h-700Fh7440h-74FFh7440h-74FFh7030h-703Fh7030h-703Fh7540h-75FFh7540h-75FFh7060h-706Fh7060h-706Fh7600h-77EFh7600h-77EFh77F4h-7FFFh77F4h-7F

14、FFh7080h-708Fh7080h-708Fh 5.4 I/O5.4 I/O空间空间I/OI/O空间的寻址为空间的寻址为64K64K字，控制信字，控制信号号ISIS* *，图图5.35.3 为为LF2407ALF2407A的的I/OI/O空间映射。空间映射。图图5.3 I/O5.3 I/O空间地址映射空间地址映射I/OI/O空间的访问：空间的访问：(1)(1)汇编：汇编：ININ，OUTOUTIN DAT, 8000h;IN DAT, 8000h;OUT DAT, 8000h;OUT DAT, 8000h;(2)(2)C C语言语言：ioportioport unsigned int un

15、signed int port8000port8000; ;port8000=0 x80;port8000=0 x80;a=port8000;a=port8000;5.5 5.5 外部存储器接口信号说明外部存储器接口信号说明LF240 x DSPLF240 x DSP的外部存储器接口信号如下：的外部存储器接口信号如下：nA0A0A15A15：16-bit16-bit地址线；地址线；nD0D0D15D15：16-bit16-bit数据线；数据线；nDSDS* *、PSPS* *、ISIS* *：外部数据空间、程序空间、外部数据空间、程序空间、I/OI/O空间选通线；空间选通线；nR/WR/W*

16、*、W/RW/R* *：读读/ /写信号、写写信号、写/ /读信号，表明数据传输方向；读信号，表明数据传输方向；nRDRD* *、WEWE* *：读使能、写使能，读写周期有效；读使能、写使能，读写周期有效；nSTRBSTRB* *：外部选通信号；外部选通信号；nREADYREADY：等待信号，低电平使等待信号，低电平使DSPDSP等待；等待；nMP/MCMP/MC* *：微处理器微处理器/ /微控制器方式选择；微控制器方式选择；nENA-144ENA-144：1=1=使能外部存储器接口信号，使能外部存储器接口信号，0=0=无外部存储器；无外部存储器；nVIS-OEVIS-OE* *：可视输出使

17、能，在可视输出方式下，外部数据总线驱可视输出使能，在可视输出方式下，外部数据总线驱动为输出时，为低电平。动为输出时，为低电平。图图5.4 5.4 外部存储器读时序外部存储器读时序电子工程师必备知电子工程师必备知识之三：识之三：时序图时序图注意：注意：(1)(1)相关的信号；相关的信号；(2)(2)信号变化顺序；信号变化顺序；(3)(3)时间冗余量；时间冗余量；5.6 5.6 等待状态发生器等待状态发生器当访问速度较慢的外部存储器或外设时，当访问速度较慢的外部存储器或外设时，CPUCPU需要产生等待状态。需要产生等待状态。等待状态等待状态是以是以机器周期机器周期为单位。为单位。外部等待外部等待：

18、READYREADY信号，硬件等待；信号，硬件等待；内部等待内部等待：等待状态发生器等待状态发生器WSGRWSGR，软件等待；，软件等待；通过添加等待状态，可以为通过添加等待状态，可以为CPUCPU访问外部存储器或外设延长时间，访问外部存储器或外设延长时间，可使可使快速的快速的CPUCPU访问慢速的外部存储器或外设访问慢速的外部存储器或外设。5.6.1 5.6.1 用用READYREADY信号产生等待状态信号信号产生等待状态信号若若CPUCPU所访问的外设没有准备好，则外设应所访问的外设没有准备好，则外设应保持保持READYREADY引脚为低，引脚为低，此时此时LF240 xLF240 x等待

19、一个等待一个CLKOUTCLKOUT周期，并再次检查周期，并再次检查READYREADY脚。脚。图图5.5 5.5 加入加入1 1个等待周期个等待周期的读时序的读时序READYREADY引脚引脚可用来产生任意数目的等待状态。可用来产生任意数目的等待状态。注意：注意：当当LF240 xLF240 x全速运行时，它不能对第一个周期作出快速响应全速运行时，它不能对第一个周期作出快速响应来产生一个基于来产生一个基于READYREADY的等待状态。为立即得到等待状态，的等待状态。为立即得到等待状态，应先使用片内等待状态发生器，然后用应先使用片内等待状态发生器，然后用READYREADY信号产生其余信号产

20、生其余的等待状态。的等待状态。5.6.2 5.6.2 用等待状态发生器产生等待状态用等待状态发生器产生等待状态等待状态发生器可以通过编程为指定的片外空间（数据、程序或等待状态发生器可以通过编程为指定的片外空间（数据、程序或I/OI/O）产生等待状态，产生等待状态，而与而与READYREADY信号的状态无关。信号的状态无关。等待状态发生器（等待状态发生器（WSGRWSGR，I/OI/O空间空间地址为地址为FFFFhFFFFh）。）。位位10-910-9：BVISBVIS，总线可视模式，总线可视模式，提供了一种跟踪内部总线活动的方式。，提供了一种跟踪内部总线活动的方式。00-00-总线可视模式关；总线可视模式关；01-01-总线可视模式开；总线可视模式开；10-10-数据的地址总线输出到外部地址总线数据的地址总线输出到外部地址总线 数据的数据总线输出到外部