DSP與慢速設(shè)備接口的實(shí)現(xiàn)
摘要：介紹了DSP與慢速設(shè)備接口的一種時(shí)序轉(zhuǎn)換方法。通過(guò)該方法，可以解決DSP與傳統(tǒng)輸入輸出設(shè)備時(shí)序不匹配的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)DSP與8080、6800等時(shí)序兼容的或其它慢速讀寫(xiě)周期的輸入/輸出設(shè)備的直接連接，如液晶顯示模塊、打印機(jī)、鍵盤(pán)等。這種時(shí)序轉(zhuǎn)換方法能使DSP在工業(yè)控制和測(cè)試設(shè)備中獲得更加廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：DSP TMS320F206 液晶顯示模塊 時(shí)序匹配
DSP是一種高性能的數(shù)字信號(hào)處理器。由于其具有快速的計(jì)算能力和強(qiáng)大的信息處理能力，因此被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化、國(guó)防科研等領(lǐng)域中。與常規(guī)單片機(jī)相比，DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時(shí)序發(fā)生了很大的變化。所以單片機(jī)適用的接口芯片，DSP并不一定適用。對(duì)于非常熟悉單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行DSP電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別注意芯片的選型和時(shí)序的搭配。尤其在處理DSP與慢速設(shè)備或器件接口時(shí)，正確的時(shí)序搭配是至關(guān)重要的。
為了適應(yīng)較慢的外部存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備，DSP配備了軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器，可以將外部總線周期擴(kuò)展到數(shù)個(gè)機(jī)器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴(kuò)展通常也是有限的，如C54XX系列的DSP最多只能擴(kuò)展到14個(gè)機(jī)器周期，C2XX系列的DSP最多只能擴(kuò)展到7個(gè)機(jī)器周期。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到讀寫(xiě)周期更慢的輸入/輸出設(shè)備，如液晶顯示模塊、打印機(jī)、鍵盤(pán)等。因此，僅通過(guò)軟件編程控制內(nèi)部狀態(tài)等待發(fā)生器是不能實(shí)現(xiàn)輸入/輸出時(shí)序匹配的，必須進(jìn)行外部硬件擴(kuò)展設(shè)計(jì)。
圖1 TMS320F206的I/O讀寫(xiě)時(shí)序
在DSP與慢速外圍設(shè)備接口設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常采用雙CPU的方法，由DSP完成高速數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，用普通單片機(jī)（如51系列單片機(jī)）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入/輸出功能。這種方法由于采用兩種結(jié)構(gòu)不同的CPU，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且接口和調(diào)試難度加大。本文將利用DSP的READY（外部設(shè)備準(zhǔn)備就緒）引腳，通過(guò)硬件擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)外部狀態(tài)自動(dòng)等待，從而使DSP與慢速輸入/輸出設(shè)備能直接連接以實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)的時(shí)序匹配。這種方法接口容易，硬件擴(kuò)展電路并不復(fù)雜，而且內(nèi)、外等待狀態(tài)結(jié)合起來(lái)使用，可產(chǎn)生任何數(shù)目的等待狀態(tài)，甚至可以將外部硬件等待狀態(tài)設(shè)計(jì)為受控方式，只在需要的時(shí)候啟動(dòng)外部等待狀態(tài)。這樣，使用的時(shí)候就會(huì)更加靈活。
1 DSP的I/O讀寫(xiě)時(shí)序
現(xiàn)以TMS320F206 DSP芯片為例進(jìn)行介紹。其時(shí)鐘頻率設(shè)20MHz，它的外部讀寫(xiě)時(shí)序如圖1所示。
TMS320F206的讀周期為一個(gè)時(shí)鐘周期（5ns），寫(xiě)周期為兩個(gè)時(shí)鐘周期。讀、寫(xiě)操作數(shù)據(jù)的保持時(shí)間T1、T2只有幾個(gè)納秒。內(nèi)部可編程等待狀態(tài)發(fā)生器最多只能擴(kuò)展到等待7個(gè)時(shí)鐘周期，即350ns。利用內(nèi)部狀態(tài)等待，只能實(shí)現(xiàn)DSP與常用單片機(jī)的外圍芯片的讀寫(xiě)時(shí)序相匹配。
圖2 液晶模塊的寫(xiě)時(shí)序 圖2 液晶模塊的讀時(shí)序
2 慢速設(shè)備的讀寫(xiě)時(shí)序
現(xiàn)以MDL（S）16465字符液晶顯示模塊為例進(jìn)行介紹。其讀寫(xiě)時(shí)序如圖2和圖3所示。
該液晶模塊的讀寫(xiě)周期Tcyc最小為1000ns。脈沖寬度Pw最小為450ns，讀寫(xiě)操作數(shù)據(jù)保持時(shí)間最小為10ns。如果采用直接連接方式將TMS320F206與該液晶模塊接口，即使采用最大的狀態(tài)等待數(shù)目，DSP的讀寫(xiě)時(shí)序也
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