TMS320VC5402（以下簡稱C5402）是德州儀器公司（TI）1999年10月推出的性價比極高的定點數字信號處理器（DSP）。C5402主要特點如下[1]:

 

　　·操作速率達100MIPS;

 

　　·具有先進的多總線結構，三條16位數據存儲器總線和一條程序存儲器總線；

 

　　·40位算術邏輯單元（ALU），包括一個40位桶形移位器和兩個40位累加器；

 

　　·一個17×17乘法器和一個40位專用加法器，允許16位帶/不帶符號的乘法；

 

　　·整合維特比加速器，用于提高維特比編譯碼的速度；

 

　　·單周期正規(guī)化及指數譯碼；

 

　　·8個輔助寄存器及一個軟件棧，允許使用業(yè)界的定點DSP C語言編譯器；

 

　　·數據/程序尋址空間1M×16bit,內置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM;

 

　　·內置可編程等待狀態(tài)發(fā)生器、鎖相環(huán)（PLL）時鐘產生器、兩個多通道緩沖串行口、一個8位并行與外部處理器通信的HPI口、2個16位定時器以及6通道DMA控制器；

 

　　·低功耗，工作電源有3V和1.8V（內核），特別適合電池供電設備。

 

 

　　由此可見，與TMS32054X系列的其它芯片相比，C5402以其獨有的高性能、低功耗和低價格特性，使得一推出就受到業(yè)內用戶的歡迎。但它的內部結構和片內掩模的引導裝載（Bootloader）程序與C54X系列的其它DSP處理器[2]有較大的差異，而它的應用對象又大多是要求能脫機運行，如機頂盒（STB）、個人數字助理（PDA）和數字無線通信等內嵌式系統(tǒng)。為此，本文立足我們的實踐經驗，簡單介紹C5402 Bootloader程序分析和實現方法，并較為詳細地介紹并行I/O Bootloader方法。

 

 

　　1 幾種引導裝載方法

 

　　C5402片內掩模的Bootloader用于在上電復位時把用戶程序從外部引導到高速RAM中，以保證其全速運行。C5402提供了如下四種Bootloader方法：8位或16位并行EPROM方法、8位或16位并行I/O方法、8位或16位串行口方法和處理器通信口（主端口）HPI方法。

 

　　上電復位后，C5402檢測其MP/MC引腳，如果MP/MC=“0”則進入Bootloader程序。進入Bootloader后，如有INT2請求中斷，則進入HPI引導方式，否則則讀入端口地址為0FFFFH的I/O端的引導方式選擇字（Boot Routine Selection,BRS）。當BRS=XXXX00時，進入I/O或串行口引導方式如BRS=XXXX1000時，進入8位I/O引導方式BRS=XXXX1100時，進入16位I/O引導方式，否則則進入串行口引導方式。當BRS=XXXX01時，進入8位EPROM引導方式，BRS=XXXX10時，進入16位EPROM引導方式。

 

 

　　2 C5402片內ROM結構及并行I/O引導裝載程序分析

 

　　C5402提供了4K×16bit 的掩模ROM,其具體內容見表1.C5402上電復位后，如果MP/MC=“0”則從F800h地址開始運行Bootloader程序。在進入8位并行I/O引導程序以前，C5402與外部I/O要進行一系列的通信聯絡，其程序框圖如圖1所示。

 

　　在上述程序中，END標號給出I/O讀入操作結束后所轉移的入口地址，之后轉到61H和62H給出的入口地址執(zhí)行用戶程序。第1～4行讀入入口地址；第5～8行讀入數據塊長度；第9～13行讀入數據塊首地址；第14～20行讀入數據塊。為了更好地了解這段程序的工作過程及其原理，圖2給出了8位并行I/O Bootloader程序流程圖。第21～34行為讀數據子程序，在該程序中，利用了XF和BIO信號與外部I/O進行握手聯絡，其信號時序如圖3所示。

　　3 C5402并行I/O引導裝載方法的實現

 

　　3.1 硬件電路分析

 

　　為了滿足C5402 DSP 8位并行I/O Bootloader引導程序的時序要求，本文利用8031單片機作智能I/O部件，圖4為C5402與8031的連接電路圖。在圖中，U3為TMS320VC5402DSP,U?為8031單片機，U1、U2均為SN74AHC245,單片機系統(tǒng)中的EPROM電路沒有給出。

 

　　U1、U2的DIR引腳接地，數據傳輸方向為B→A.U2的B7～B4和B2～B0接地，B3接DVDD（3.3V），/CE端接系統(tǒng)復位信號，保證了在上電復位期間U2給C5402提供00001000B數據，使其進入8位并行I/O引導模式，而當復位信號無效后，U2的/CE=“1”片選信號無效而脫離系統(tǒng)。U1的作用是數據緩沖兼作電平轉換器，U1的VCCD端接4.3V,其作用是將8031輸出的TTL電平轉換成5402能接受的CMOS電平；U1的/CE斷接8031的P3.3（/INT）腳，在系統(tǒng)復位直到執(zhí)行CLR P3.3之前都保持高電平，在此期間U1無效，保證了U2正常供給5402所需的數據。8031的P3.0（ RXD）、P3.1（TXD）作為握手信號，分別與C5402的/BIO和XF相連。JP3、JP4可供用戶跳線選擇C5402的系統(tǒng)時鐘以及選擇C5402的運行模式。

 

 

　　3.2 程序設計

 

　　根據以上分析，本文設計了如下8031匯編程序。首先使U1的/CE有效，然后等待C5402的XF為低電平，XF=“0”后，使8031的P3.1=“0”即BIO=“0”C5402進入等待數據狀態(tài)。在數據送到數據總線之后，使BIO=“1”通知C5402讀取I/O端口數據。程序中，UC定義的代碼前面22個字節(jié)是與C5402的聯絡碼，從第23個字節(jié)開始才是用戶程序代碼。

　　TMS320VC5402 DSP是C54X家族乃至TI的DSP家族的成員，正以其極高的性價比被越來越多的用戶所接受。本文利用廉價、通用的8031單片機實現C5402 8位并行I/O Bootloader功能，一方面，可以很好地解決快速DSP與慢速I/O（EPROM）之間的數據傳輸問題；另一方面，C5402 Bootloader成功后，8031還可作為“協(xié)助理器”使用，從而極大提高了系統(tǒng)的靈活性和實用性。具有廣闊的應用前景。