1 C6201／C6701新一代DSP處理器
1．1 C6201／C6701的特點(diǎn)及外部存儲器接口EMIF
　　C6201為通用32位定點(diǎn)DSP處理器，C6701為通用32位浮點(diǎn)DSP處理器，它們采用并行度很高的處理器結(jié)溝，從而具有許多突出的特點(diǎn)：

　　DSP核采用改進(jìn)的超長指令字(VLIW)體系結(jié)構(gòu)和多流水線技術(shù)，具有8個可并行執(zhí)行的功能單元，其中6個為ALU，兩個為乘法器，并分成相同功能的兩組，在沒有指令相關(guān)情況下，可同時執(zhí)行8條并行指令； ·具有32個32位通用寄存器，并分成兩組，每組16個，大大加快了計(jì)算速度；

　　片上集成了大容量的高速程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲措，可以200Mbit／s的速度訪問，并采用改進(jìn)的多總線多存儲體的哈佛結(jié)構(gòu)。程序存儲器為64K字節(jié)、256位寬．每個指令周期可讀取8個指令字，還可靈活設(shè)置為高速CACHE使用；數(shù)據(jù)存儲器采用雙存儲塊，每個存儲塊又采用多個存儲體，可靈活支持8／16／32位數(shù)據(jù)讀寫。C6701還可支持64位訪問，每個時鐘可訪問雙32位故據(jù)．C6701還可訪問雙64位IEEE雙浮點(diǎn)數(shù)據(jù)；

　　片上集成了32位外部存儲器接口EMIF，并且分成4個時序可編程的空間(CE0、CEl、CE2、CE3)，可直接支持各種規(guī)格SDRAM(除CEl空間外)、SBSRAM、SRAM、ROM、FLASH、FIFO存儲器。同時，CEl空間還可直接支持8／16位寬的異步存儲器讀訪問，EMIF接口信號如圖1所示；

　　片上集成了4個主DMA控制器和一個輔助DMA控制器：

　　片上集成了兩個32位多功能定時器；

　　片上集成了兩個多通道通用串行通訊口；

　　片上集成了16位宿主機(jī)HPI端口，與EMIF端口一起?？芍С謽?gòu)成并行多處理器系統(tǒng)；

　　片上集成的鎖相循環(huán)PLL電路，具有4倍頻外部時鐘的功能，從而在外部可采用較低的時鐘電路，而在片內(nèi)可高頻（120MHz、150MHz、167MHz、200MHz）地進(jìn)行計(jì)算；

　　片上集成了符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的JTAG在系統(tǒng)仿真接口，大大方便了硬件調(diào)試；

　　具有一個復(fù)位中斷，一個非屏蔽中斷，4個邊沿觸發(fā)的可編程的可屏蔽中斷；

　　雙電源供電，內(nèi)核電源為1．8V，外圍設(shè)備電源為3．3V，功耗低于1．5W；

　　采用352BGA小型球柵陣列封裝，體積很?。?

　　具有豐富的適合數(shù)字運(yùn)算處理的指令集，并且所有的指令為條件轉(zhuǎn)移指令。 C6201／C6701高度的并行結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高速的時鐘頻率使其具有高達(dá)1600MIPS和400MMAC的運(yùn)算能力，比通常使用的DSP計(jì)算速度快十幾倍，甚至幾十倍，再加上其具有并行執(zhí)行、多功能、多任務(wù)的能力和豐富的指令集以及體積小、功耗低、易于使用的特點(diǎn)，使它非常適合在嵌入式實(shí)時系統(tǒng)中應(yīng)用；同時TI公司開發(fā)了高效的C編譯器和多功能的集成開發(fā)系統(tǒng)CODE COMPOSER STUDIO(簡稱CCS)以及高性能的仿真器，大大簡化程序代碼的編寫與調(diào)試。

1．2 C620I／06701的引導(dǎo)工作方式

　　在加電后，C6201／C6701可采用直接從零地址(只能為外部存儲器)開始執(zhí)行程序的不引導(dǎo)方式工作；也可采用輔助DMA先自動從宿主機(jī)HPI端口或外部CEl空間(8／16／32位ROM)加載64K字節(jié)程序至零地址(片上存站器或外部存儲器)，然后再從零地址開始執(zhí)行程序的引導(dǎo)方式工作。C6201／C6701的這些工作方式由上電復(fù)位時5個引導(dǎo)方式管腳BOOTMODE[4：0]的信號電平?jīng)Q定，這些電平信號還決定地址映射方式是采用某種類型、速度的外部存儲器為零地址的MAPO方式，還是采用片上程序存儲器為零地址D6 MAPl方式。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大大增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性。在引導(dǎo)工作方式中，當(dāng)零地址為片上程序存儲器時，程序直接從高速256位寬的片上程宇存儲器并行執(zhí)行，能充分發(fā)揮DSP的高速性能；而其它工作方式中，程序是從外部慢速32位寬的存儲器開始出行執(zhí)行。因此，基于C6000的嵌入式系統(tǒng)一般采用引導(dǎo)三片上程序存儲器執(zhí)行的工作方式，如表1所示。

2 FLASH存儲器MBM29LV800BA

2．1 MBM29LV800BA介紹

　　MBM29LV800BA是FUJITSU公司生產(chǎn)的1M×8／512K×l6位的FLASH存儲器，其管腳信號如圖2所示。／BYTE為×8或×16工作方式配置管腳(／BYTE接低時為×8方式，地址線為[A-1，A0，…A18]共20根，數(shù)據(jù)線為DQ[0：7]，數(shù)據(jù)線高8位不用；／BYTE接高時為×16方式，地址線為A[0：18]共19根，A-1，不用，數(shù)據(jù)線為DQ[0：15])；RY／*BY為表示FLASH就緒或忙的管腳(它是集電極開路引腳，多個RY／*BY管腳可通過上拉電阻直接"線與"連接)。

MBM29LV800BA具有許多特點(diǎn)，主要如下

　　單電源3．0V讀、編程寫入、擦除；

　　與JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的命令集和引腳分布兼容；

　　增加了快速編程寫人命令，寫入僅需兩個總線周期；

　　具有至少100 000次的編程寫入／擦寫壽命；

　　靈活的扇區(qū)結(jié)構(gòu)支持整片內(nèi)容擦除、任一扇區(qū)內(nèi)容擦除、相連續(xù)的多扇區(qū)內(nèi)容并行擦除；

　　具有嵌入式編程寫入算法，可自動寫入和驗(yàn)證寫入地址的數(shù)據(jù)；

　　具有嵌入式擦除算法，可自動預(yù)編程和擦除整個芯片或任一扇區(qū)的內(nèi)容；

　　具有數(shù)據(jù)查尋位和切換位，可以通過軟件查尋方法檢測編程寫入／擦除操作的狀態(tài)；

　　具有RY／*BY管腳，可以通過硬件方法檢測編程寫入／擦除操作的狀態(tài)；

　　自動休眠功能，當(dāng)?shù)刂繁３址€(wěn)定時，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式；

　　具有低電壓禁止寫入功能；

　　具有擦除暫停／擦除恢復(fù)功能， 2．2 MBM29LV800BA的主要命令及嵌入式算法

　　MBM29LV800BA的編程寫入及擦除命令如表2所示。其中，X為十六進(jìn)制數(shù)字的任意值，RA為被讀數(shù)據(jù)的FLASH地址，RD為從FLASH地址RA讀出的數(shù)據(jù)，PA為寫編程命令字的FLASH地址，PD為編程命令宇，SA為被擦除內(nèi)容的扇區(qū)地址。 MBM29LV800BA具有嵌入式編程寫入和擦除算法機(jī)構(gòu)，當(dāng)向FLASH寫入數(shù)據(jù)內(nèi)容或擦除其扇區(qū)內(nèi)容時，需要根據(jù)相應(yīng)的算法編程才能完成。其編程擦除算法流程為：首先寫編程擦除命令序列；然后運(yùn)行數(shù)據(jù)測試算法以確定擦除操作完成；其編程寫入算法流程為：程序開始，首先驗(yàn)證寫入扇區(qū)是否為空，不空則運(yùn)行擦除算法；然后運(yùn)行編程寫入算法，寫編程寫入命令序列，再運(yùn)行數(shù)據(jù)測試算法或查詢RY／*BY管腳信號以確定該次操作完成。地址增1繼續(xù)上述過程，否則結(jié)束操作；數(shù)據(jù)測試算法主要是測試DQ7和DQ5位的數(shù)據(jù)變化，以確定泫次操作是進(jìn)行中、完成、還是失敗。

3 C6201／6701與FLASH的接口設(shè)計(jì)

　　基于C6000系列DSP處理器的嵌入式系統(tǒng)往往采用地址映射方式為MAPl的ROM引導(dǎo)方式。這種方式是把開發(fā)成功的敝入式可執(zhí)行程序燒寫在CEl空間(從0~01400000地址開始的ROM存儲器)中，并根據(jù)引導(dǎo)方式設(shè)置相應(yīng)的引導(dǎo)模式管腳BOOTMODE[4：0]。這樣，當(dāng)嵌入式系統(tǒng)上電工作時，從復(fù)位信號的上升沿開始，輔助DMA把執(zhí)行程序從引導(dǎo)ROM中移至片上程序存儲船中，然后在片上程序存儲器開始執(zhí)行程序。這種方式呵充分發(fā)揮C6000系列DSP的并行結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有的執(zhí)行性能。當(dāng)引導(dǎo)ROM器件采用FLASH存儲器MBM29LV800BA時，C6201／C6701與FLASH存儲器以8位方式連接的接口設(shè)計(jì)如圖3所示。FLASH的地址線[A-1，A0，…A18]與DSP的EMIF接口地址線[EA2，EA 3+…，EA21]直接相連；FLASH的低8位數(shù)據(jù)線DQ[0：7]與EMIF接口數(shù)據(jù)線[ED0，…，ED7]直接相連，高8位數(shù)據(jù)線DQ[8：15]不連接；讀寫使能信號可直接相連；EMIF接口的片選信號／CEl與字節(jié)使能信號／BE0"相與"后與FLASH的片選信號相連；FLASH的方式信號／BYTE接地；由于EMIF接口的ARDY信號為低時，DSP自動插入等待時鐘周期，因此，F(xiàn)LASH的就緒或忙RY／*BY信號經(jīng)上拉電阻直接與ARDY信號相連，這種設(shè)計(jì)使FLASH的編程寫操作可不運(yùn)行數(shù)據(jù)測試算法，大大簡化了程序設(shè)計(jì)；C6201／C6701與FLASH以16位或32位方式相連咱6接口設(shè)計(jì)與8位方式類似。

4引導(dǎo)程序開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程

　　C6000系列DSP的引導(dǎo)程序開發(fā)實(shí)現(xiàn)不能一步完成，它需要一系列的實(shí)現(xiàn)步驟：首先，在硬件設(shè)計(jì)的同時，可在C6000系列DSP的集成開發(fā)環(huán)境CCS中，用C語言和匯編語言編寫應(yīng)用程序USAGE．C，通過編譯、連接查找、修正原程序中的錯誤，生成COFF格式的可執(zhí)行文件USAGE．OUT；其次，當(dāng)硬件設(shè)計(jì)成功時，利用仿真器加載軟件程序USAGE．OUT到硬件系統(tǒng)中調(diào)試驗(yàn)證軟件程序，直至程序無錯誤；然后，編寫、加載鏈接指令文件Link．crud，重新編譯、鏈接軟件程序生成BOOT．OUT文件，再利用TI公司提供的HEX轉(zhuǎn)換工具包中的轉(zhuǎn)換程序和FLASH存儲器寬度，把該BOOT．OUT文件轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的BOOT．HEX文件，由于轉(zhuǎn)換工具包中沒有提供相應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序把BOOT．OUT文件直接轉(zhuǎn)換為FLASH認(rèn)可的二進(jìn)制文件，因此還需要編寫轉(zhuǎn)換程序把BOOT．HEX文件再轉(zhuǎn)換為BOOT．BIN二進(jìn)制文件；，在CCS中編寫FLASH寫入程序，編譯、鏈接生成可執(zhí)行文件，并通過JTAG端口加載運(yùn)行，把得到的引導(dǎo)程序BOOT．BIN作為數(shù)據(jù)文件寫入引導(dǎo)FLASH存儲器中。需注意的是程序?qū)懭隖LASH存儲器時，需要把CEl空間寄存器設(shè)計(jì)為32位寬度存儲器接口方式。 Link.com
-c
-l rts6201.lib ;或rts7601.lib
MEMORY
{
VECS ： 0=00000000h 1=00000200h
PMEM ：0=00000200h 1=0000FE00h
DMEM ：0=80000000h 1=00010000h
CElVECS： 0=01400000h 1=00000200h
CElPMEM：0=01400200h 1=0000FE00h
CElinit： 0=01410000h 1=00010000h
}
SECTIONS
{
．vector：load=CElVECS，run=VECS
．text ：load=CElPMEM，rnn=PMEM
．cinit：load=CElinit，run=DMEM
．const：load=CElinit，run=DMEM
．data ：load：CElinit，run=DMEM
．cio >DMEM
．far >DMEM
．stack >DMEM
．bss >DMEM
．svsmem>DMEM

　　設(shè)置引導(dǎo)方式管腳BOOTMODE[4：0]的信號電平為01101。當(dāng)系統(tǒng)再次加電時，即可直接執(zhí)行用戶開發(fā)的嵌入式應(yīng)用程序。

　　由于C6000系列DSP處理器具有驚人的運(yùn)算速度，并且具有體積小、功耗低等特點(diǎn)，必將迅速得到廣泛的應(yīng)用，盡快掌握其開發(fā)應(yīng)用技術(shù)，可使其發(fā)揮重大作用；FLASH存儲器具有容量大、體積小、功耗低、在系統(tǒng)可編程的特點(diǎn)，大大方便了DSP處理器的開發(fā)及應(yīng)用。C6000系列DSP與FLASH的接口設(shè)計(jì)技術(shù)已成功地在作者開發(fā)的基于三個C6201／6701處理器的嵌入式實(shí)時圖像匹配計(jì)算機(jī)中得到應(yīng)用。