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1、2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,1,第2章 F281x DSP控制器总体结构,本章内容： 2.1 DSP的引脚及其功能 2.2 DSP的片内硬件资源 2.3 存储器扩展外部接口XINTF 2.4 DSP 片内Flash和OTP存储器 2.5 代码安全模块CSM,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,2,2.6 时钟与低功耗模式 2.7 看门狗定时器 2.8 32位 CPU定时器 2.9 通用输入/输出GPIO 2.10 片内外设寄存器 2.11 外设中断扩展PIE,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,3,2.1 DSP的引脚及其功能,下图分别为TMS320F28
2、12的176引脚PGF LQFP(Low-Profile Quad Flatpack)封装图和TMS320F2810的128引脚PBK LQFP封装图。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,4,F2812 DSP的引脚,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,5,F2810 DSP的引脚,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,6,引脚说明 (见教材表格),XINTF (External Interface) 信号: 地址(19位)/数据（16位）及存储器控制信号引脚。 JTAG仿真测试及其他（振荡器、复位）引脚。 A/D转换器引脚。 电源引脚。 GPIOA、GPIOD或
3、( EVA)引脚, GPIO 56个引脚。 GPIOB 、GPIOD或( EVB事件管理器B)引脚。 通信模块(SPI/SCI/CAN/McBSP)或GPIOF、GPIOG引脚。 外部中断或GPIOE 引脚。 通用数字I/O GPIOF或XF输出引脚。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,7,XINTF 信号: 地址/数据及存储器控制信号引脚 XA18XA0: 19根外部地址线。 XD15XD0: 16根外部数据线。 :微处理器/微计算机模式选择 。 :外部保持请求。 :外部保持应答。 :XINTF 的Zone0和 Zone1选择。 :XINTF 的Zone2选择。 :XINTF 的
4、Zone6和 Zone7选择。 :写使能。 :读使能。 :读/写选通。 XREADY :准备好信号 。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,8,TI还推出了F2808、F2806、F2801等型号，其内部结构与F2812类似，但引脚数、时钟频率、内部资源有所降低，以降低成本。,F28x DSP的硬件资源,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,9,F281x DSP的功能框图,2.2 DSP的片内硬件资源,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,10,2812 DSP控制器的结构,CPU 片内存储器 片内外设 (片内接口电路),2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮
5、,11,TMS320F2812 / TMS320F2810 Most Powerful - Most Integrated Dual Function Digital Signal Controller,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,12,F281x DSP的功能框图,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,13,Quarter of a Megabyte of on-chip Flash Memory,128-bit security protects software investment,Fast program execution out of both RAM
6、and Flash memory 100-120 MIPS with Flash Acceleration Technology 150 MIPS out of RAM for time-critical code,External memory interface (XINTF) supports systems with larger memory models (up to 1MW address reach),Up to 128K x 16 Flash (8 x 4K and 6 x 16K Sectors),Interrupt Management,McBSP,On-Chip Fla
7、sh Memory,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,14,2812 DSP的存储器映射,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,15,2810 DSP的存储器映射,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,16,存储器地址空间,281xDSP 具有1M存储空间：包括数据, 程序, I/O空间。 片内存储器： SARAM: M0 (00 0000-00 03FFH) ，1KW SARAM: M1(00 0400-00 07FFH)， 1KW 片内外设:PF0, ( 00 0800-00 0CFFH) , 2KW 中断矢量PIE Vector-RAM: D00-DFFH ，
8、256W 片内外设:PF1/2, ( 00 6000-00 7FFFH) ，8KW SARAM: L0 (00 8000-00 8FFFH)， 4KW, 安全 SARAM: L1 (00 9000-00 9FFFH) ，4KW, 安全 OTP: (3D 7800-3D 7BFFH) 1KW, 安全 Flash : (3D 8000-3F 7FFFH)， 128KW, 安全 SARAM: H0(3F 8000-3F BFFFH) ，8KW Boot ROM: (3F F000-3F FFFFH)， 4KW,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,17,外部存储器及I/O扩展 XINTF Z
9、one0/1, Zone2, Zone6/7, 1M+32K。通过数据线 XD0-XD15、地址线 XA0-XA18及控制信号线 扩展。,不论是2812还是2810，“低64K”的存储器地址范围映射到24x的数据空间；“高64K”的存储器地址范围映射到24x的程序空间。24x兼容的代码只能在“高64K”存储器中执行，因此只有最顶部的32K(0 x3F 00000 x3F 7FFF)的Flash/ROM和H0 SARAM可以用来运行24x兼容的代码。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,18,引导加载流程图,跳到Flash模式引导加载流程图,F281x DSP 的引导模式,ENPIE:
10、PIECTRL.0 VMAP:ST1.3 OBJMODE: ST1.9 AMODE: ST1.8 M0M1MAP: ST1.11,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,19,典型的DSP应用系统多采用最小系统，即系统由一个F2810 DSP芯片加上相应的电源、时钟、复位、JTAG电路及应用电路构成，这种系统也称为单片系统方案（Single Chip Solution）。在程序调试过程中，可以先将程序放入到H0 SARAM、L0 SRAM和L1 SARAM中运行仿真调试，对于程序长度小于16K时比较方便。调试完成后，再将程序放入Flash存储器中运行。,2.3 存储器扩展外部接口XINT
11、F,对于较复杂的DSP应用系统，程序可能较长或需要扩展一些外部存储器或外部接口如D/A转换芯片、LCD驱动等，这时需要采用外部接口(XINTF)。外部存储器或接口访问速度等可能差别较大，XINTF提供了时序延长或加等待机制来确保通过软件配置实现对这些存储器或外设的正确接口。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,20,DSP存储器扩展 CY7C1024V33: 256K16位 仿真调试程序 （译码电路）,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,21,2812 DSP外部接口分区 XINTF,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,22,时钟XTIMCLK和SYSCLKOUT
12、的关系示意图,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,23,XINTF对外访问时序被分成三个阶段，即起始(Lead)阶段、激活(Active)阶段和收尾(Trail)阶段。XINTF对不同的地址区域进行访问时，可以通过对应各区的XTIMING寄存器对访问时序加等待状态进行延时，等待状态可配置为若干个XTIMCLK的周期数。,对访问时序进行配置依赖于F2812的工作频率SYSCLKOUT和XINTF的定时时钟XTIMCLK。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,24,XINTF 时序寄存器XTIMINGx (x=0,1,2,6,7):,XINTF 时序寄存器XTIMINGx用来配
13、置建立/保持和等待时间。,XINTF 配置寄存器XINTCNF2。,XINTF 的Bank寄存器XBANK。,XINTF 寄存器初始化程序。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,25,XINTF的寄存器,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,26,Flash存储器的特点。 Flash和OTP的功耗模式。 Flash和OTP的性能。 Flash流水线模式。 Flash和OTP寄存器。,2.4 DSP 片内Flash和OTP存储器,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,27,多个分区。 有代码安全保护。 有低功耗模式。 可根据CPU频率调整的等待状态。 可提高性能的流水线
14、模式。,Flash存储器的特点,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,28,Flash和OTP的功耗模式,Sleep Mode. Standby Mode. Active Mode.,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,29,Flash和OTP的性能,32位取指令。 16位或32位数据空间读操作。 16位程序空间读操作。 Flash存储器随机存取。 Flash存储器页面存取。 OTP操作。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,30,Flash和OTP配置寄存器,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,31,代码安全模块CSM (Code Security Mo
15、dule) 可以防止未被授权的人看到片内存储器的内容，防止对受保护的代码进行复制和反向工程。,代码安全模块的功能 CSM对其他片内资源的影响 代码安全功能的使用,2.5 代码安全模块CSM,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,32,受CSM影响的片内资源,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,33,CSM的状态和控制寄存器CSMCR,D15, FORCESEC位, 写1可以清除KEY寄存器，并使DSP安全。 D0, SECURE，只读位，反映了DSP目前的状态。 1 DSP安全，CSM锁定。 0 DSP不安全，CSM被解锁。,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,34
16、,密码匹配流程PMF,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,35,解除DSP对L0和L1的安全保护的C语言程序。,int i5, i; volatile int *PWL; / PWL指针 PWL=,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,36,重新保护的C代码,volatile int *PWL=0 x0AE0； /CSM寄存器文件, 设置FORCESEC位 asm(“ EALLOW”)； /CSMSCR寄存器受EALLOW保护 *PWL=0 x8000； asm(“ EDIS”)；,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,37,不同外设的时钟和复位电路,系统时钟SYSCLKOUT即输入时钟CLKIN,2.6 时钟与低功耗模式,1. 时钟,2020/6/21,山东大学控制学院 张东亮,38,外设时钟控制寄存器PCLKCR,D15,D13, D9, D7
