1、1第七節第七節 外設接口外設接口 數據總線數據總線地址總線地址總線一組控制信號一組控制信號一、外設接口的時序關系一、外設接口的時序關系 1外設接口引線外設接口引線片外存儲器片外存儲器I/OI/O口口 作用作用尋址尋址23 （1 1）如何識別片內存儲器與片外存儲器）如何識別片內存儲器與片外存儲器 （2 2）如何區別片外數據存儲器與程序存）如何區別片外數據存儲器與程序存 儲器和儲器和I/OI/O空間空間 （3 3）如何確定與外部器件通信期間數據）如何確定與外部器件通信期間數據 傳送中方向傳送中方向 （4 4）如何與低速設備通信）如何與低速設備通信 （5 5）如何與外部電路共享總線）如何與外部電路共

2、享總線 （6 6）如何隱藏內部程序器地址線內容）如何隱藏內部程序器地址線內容 42外部總線操作的優先級別外部總線操作的優先級別 單周期內對片內存儲器可完成從程序存儲單周期內對片內存儲器可完成從程序存儲器取器取1條指令、從數據存儲器讀條指令、從數據存儲器讀2個操作數，個操作數，共共3個操作。個操作。但由于只有一條外部總線，故只能有但由于只有一條外部總線，故只能有1個個操作。在遇到一個機器周期內，操作。在遇到一個機器周期內，CPU尋址外尋址外部存儲器兩次，一次取指，一次取操作數時，部存儲器兩次，一次取指，一次取操作數時，數據尋址比程序存儲器取指具有較高的優先權。數據尋址比程序存儲器取指具有較高的優

3、先權。單周期內對片內存儲器操作單周期內對片內存儲器操作與片外存儲器操作的區別與片外存儲器操作的區別53外部接口定時圖外部接口定時圖 存儲器讀一讀一寫操作定時圖存儲器讀一讀一寫操作定時圖MSTRBWPSDSIS注意下面注意下面信號變化：信號變化：地址地址R/R/讀操作讀操作1 1個機器周期個機器周期6存儲器寫一寫一讀操作定時圖存儲器寫一寫一讀操作定時圖寫操作要用寫操作要用2 2個機器周期個機器周期 7并行并行I/OI/O讀一寫一讀定時圖讀一寫一讀定時圖I/OI/O設備讀設備讀/ /寫操作要持續寫操作要持續2 2個機器周期個機器周期 8二、外設接口的速度配合二、外設接口的速度配合1對接口器件的速度

4、要求對接口器件的速度要求 外部存儲器存取時間應小于外部存儲器存取時間應小于60%60%的機器，的機器，周期否則需通過軟件或硬件插入等待狀態。周期否則需通過軟件或硬件插入等待狀態。 C54x C54x讀操作定時簡圖讀操作定時簡圖9插入等待狀態數與外部器件的插入等待狀態數與外部器件的存取時間的關系存取時間的關系 外部器件的存取時間外部器件的存取時間t ta a/ ns/ ns插入等待狀態數插入等待狀態數t ta a15150 01515t ta a40401 14040t ta a65652 26565t ta a90903 39090t ta a1151154 4115115t ta a1401

5、405 5對于型號為對于型號為TMS320C54x-40TMS320C54x-40的的DSPDSP芯片芯片 102軟件等待狀態發生器軟件等待狀態發生器 功能功能 軟件等待狀態寄存器（軟件等待狀態寄存器（SWWSRSWWSR） 為什么要對外部存儲器分塊為什么要對外部存儲器分塊 11等待應用舉例等待應用舉例 為程序空間和為程序空間和I/OI/O空間插入空間插入3 3個等待狀態個等待狀態 C54xC54x等待狀態發生器的邏輯框圖等待狀態發生器的邏輯框圖12如圖進行連接，復位如圖進行連接，復位SWWSR=7FFFhSWWSR=7FFFh，所有，所有的程序、數據和的程序、數據和I/OI/O空間都被插入空

6、間都被插入7 7個等個等待狀態。然后用待狀態。然后用STMSTM指令進行修改指令進行修改SWWSRSWWSR：STM #349BSTM #349B，SWWSR SWWSR ；SWWSR= 0 011 010 010 011 011SWWSR= 0 011 010 010 011 011 工作過程工作過程13將將SWWSRSWWSR中相應的字段值加載到計數器。中相應的字段值加載到計數器。等待狀態計數器減計數。當計數器減到等待狀態計數器減計數。當計數器減到0 0且且外部外部READYREADY線置高電平，經或門加到線置高電平，經或門加到CPUCPU的的端，結束等待狀態。注意：只有插入端，結束等待狀

7、態。注意：只有插入2 2個以個以上機器周期時，上機器周期時，CPUCPU才在才在CLKOUTCLKOUT的下降沿檢的下降沿檢測外部測外部READYREADY信號。執行到最后一個等待狀信號。執行到最后一個等待狀態時，態時，信號將變成電平。利用這一特信號將變成電平。利用這一特點，可以再附加插入硬件等狀態。點，可以再附加插入硬件等狀態。WAITMSC143.利用軟件等待實現利用軟件等待實現接口的速度配合接口的速度配合例例2-1 試為試為TMS320C54x-40TMS320C54x-40作如下外設配置：作如下外設配置：程序存儲器程序存儲器 EPROM 8KEPROM 8K1616位，位， t ta

8、a=70ns =70ns 數據存儲器數據存儲器 SRAM 8KSRAM 8K1616位，位， t ta a=12ns =12ns A/DA/D和和D/AD/A變換器變換器 1616位，轉換時間位，轉換時間=120ns=120ns畫出系統的接口連線圖。畫出系統的接口連線圖。15本例中本例中C54xC54x的機器周期為的機器周期為25ns25ns（40MIPS40MIPS），），若外部器件的存取時間小于若外部器件的存取時間小于15ns15ns，可以不插入，可以不插入等待狀態。因此例中的數據存儲器可以不插入等待狀態。因此例中的數據存儲器可以不插入等待狀態，但程序存儲器和等待狀態，但程序存儲器和A/D

9、A/D、D/AD/A外部設備外部設備應分別插入應分別插入3 3個（個（75ns75ns）和）和5 5個（個（125ns125ns）等待）等待狀態。此時軟件等待狀態寄存器狀態。此時軟件等待狀態寄存器SWWSRSWWSR應配置應配置為：為：0 0101101000000000000011011000000STM #5018STM #5018，SWWSRSWWSR16系統接口連線圖174利用硬件等待實現接口的速度配合利用硬件等待實現接口的速度配合 什么情況下需插入硬件等待狀態什么情況下需插入硬件等待狀態 怎樣用硬件插入等待怎樣用硬件插入等待應應5利用混合等待實現接口的速度配合利用混合等待實現接口的速

10、度配合 混合等待狀態舉例混合等待狀態舉例 C54x-40C54x-40與低地址程序存儲器（與低地址程序存儲器（SRAMSRAM，12 ns12 ns）以及高地址程序存儲器（以及高地址程序存儲器（EPROMEPROM，200 ns200 ns）相）相接口。接口。 18軟件和硬件混合等待狀態連接軟件和硬件混合等待狀態連接 STM #1278 STM #1278，SWWSRSWWSR19三、分區轉換邏輯三、分區轉換邏輯 為什么要對外部存儲器分區為什么要對外部存儲器分區 可編程分區轉換邏輯的功能可編程分區轉換邏輯的功能 分區轉換控制寄存器（分區轉換控制寄存器（BSCRBSCR）的定義）的定義 BNKC

11、MP15 12PS DSDS11保留位保留位BH1EXO010 220外部存儲器的分區外部存儲器的分區 BNKCMPBNKCMP屏蔽的最屏蔽的最高有效位高有效位分區大小分區大小（1616位字）位字）位位1515位位1414位位1313位位12120 00 00 00 0- -64K64K1 10 00 00 0151532K32K1 11 10 00 01515141416K16K1 11 11 10 0151513138K8K1 11 11 11 1151512124K4K21第八節第八節 復位與省電復位與省電 使使C54xC54x進入一已知狀態進入一已知狀態 至少保持至少保持2 2個時鐘周

12、期的低電平個時鐘周期的低電平 復位后為高電平復位后為高電平 如果如果MP/MP/=0=0，則處理器從片內，則處理器從片內ROMROM開始執行程序，否則，它將從開始執行程序，否則，它將從片外程序存儲器開始執行程序。片外程序存儲器開始執行程序。一、復位和一、復位和IDLE3省電工作方式省電工作方式1復位操作復位操作 RS的功能的功能MC22處理器復位操作包括處理器復位操作包括1)1)置置IPTRIPTR1FFh1FFh。2)2)置置 MP/MP/位為引腳位為引腳MP/MP/電平。電平。3)3)置置PCPCFF80hFF80h4)4)將將FF80hFF80h加到加到PAPA。5) 5) 置數據總線為

13、高阻、控制線為無效狀態。置數據總線為高阻、控制線為無效狀態。6) 6) 產生中斷響應信號。產生中斷響應信號。7) 7) 置置ST1ST1的的INTMINTM1 1，關閉所有的可屏蔽中斷。，關閉所有的可屏蔽中斷。8)IFR8)IFR清清0 0。9) 9) 產生同步復位信號（），外圍電路初始化。產生同步復位信號（），外圍電路初始化。10) 10) 將相應狀態位置成初始值。將相應狀態位置成初始值。MCMCIACKSTRESET232外部總線復位定時圖外部總線復位定時圖 RS復位兩復位兩階段階段低低電電平平后后高高電電平平后后243“喚醒喚醒”IDLE3省電方式的定時圖省電方式的定時圖 25進入進入I

14、DLE3:IDLE3:執行執行IDLE3IDLE3指令指令 必須重新啟動必須重新啟動PLLPLL，并在，并在CPUCPU重重新恢復工作以前鎖定好相位。新恢復工作以前鎖定好相位。 IDLE3IDLE3狀態特點狀態特點結束結束IDLE3:IDLE3:利用外部中斷利用外部中斷（ 、 、）、） INTn1NMRS26中斷喚醒條件：中斷喚醒條件：當當CLKOUTCLKOUT頻率為頻率為40MHz40MHz時時“喚醒喚醒”過程過程中斷脈沖寬度大于中斷脈沖寬度大于10ns10nsPLLPLL減法計數時間大于減法計數時間大于50s50s中斷引腳變低電平中斷引腳變低電平PLLPLL鎖相鎖相計數器對輸入時鐘減法計

15、數到計數器對輸入時鐘減法計數到0 0PLLPLL輸出加到輸出加到CPUCPUC54xC54x退出退出IDLE3IDLE327計數器計數器起始值起始值PLLPLL乘乘系數系數等效時鐘等效時鐘周期（周期（N N）減法計數時間（減法計數時間（ss）CLKOUTCLKOUT頻率為頻率為40MHz40MHz204820481 12048204851.251.2204820481.51.53072307276.876.8102410242 22048204851.251.2102410242.52.5256025606464102410243 33072307276.876.85125124 42048204851.251.25125124.54.52304230457.657.65125125 52560256064642829復位復位方法方法“喚醒喚醒”IDLE3IDLE3不用減法計數器不用減法計數器PLLPLL輸出立即加到內部邏輯電路輸出立即加到內部邏輯電路