第八章-C55x的片上外设1剖析.ppt

第8章C55x的片上外设 2 C55x的片内外设分为如下几类 1 时钟与定时器时钟与定时器包括时钟产生器 通用定时器 实时时钟以及看门狗定时器等 时钟产生器的功能是产生CPU的工作时钟 并提供CLKOUT时钟输出 通用定时器 实时时钟及看门狗定时器的功能是通过计数器为系统提供定时时钟和年 月 日 时 分 秒等时钟信号 以及监控系统正常运行的看门狗时钟 并能发出相应中断 3 2 外部设备连接接口外部设备连接接口包括外部存储器连接接口 主机接口等 外部存储器接口主要用来同并行存储器连接 这些存储器包括SDRAM SBSRAM Flash SRAM存储器等 外部存储器接口还可以同外部并行设备进行连接 这些设备包括并行A D D A转换器 具有异步并行接口的专用芯片 并可以通过外部存储器接口同FPGA CPLD等连接 主机接口主要用来为主控CPU和C55x处理器之间提供一条方便 快捷的并行连接接口 这个接口用来对DSP进行控制 程序加载 数据传输等工作 C55x的片内外设分为如下几类 2020年4月16日 TMS320C55xDSP原理及应用 4 3 信号采集信号采集类的外设包括采集模拟信号的模 数转换器和提供数字信号输入 输出功能的通用输入 输出接口 模 数转换器为DSP提供了多通道模拟 数字转换能力 通用输入 输出接口可以完成数字信号的采集 当其被设置为输出模式时 可以通过这些接口对其他设备进行控制 C55x的片内外设分为如下几类 5 4 通信接口C55x处理器为用户提供了多种类型的通信接口 包括多通道缓冲串口 I2C接口 异步串口 USB接口以及多媒体卡 SD卡接口等 多通道缓冲串口可以连接串行存储器 A D D A转换器 并可以通过该接口实现与其他处理器的高速串行连接 多媒体卡 SD卡接口可以用来扩展SD存储卡等移动存储设备 I2C接口 异步串口和USB接口为DSP通过了各种通用通信接口 5 其他外设其他外设包括DMA控制器 指令流水线等 这些外设主要用来辅助CPU工作 提高DSP的工作效率 C55x的片内外设分为如下几类 8 1时钟发生器 时钟发生器概况时钟工作模式CLKOUT输出使用方法 8 1 1时钟发生器概况 图8 1时钟发生器 从CLKIN引脚接收输入时钟信号 将其变换为CPU及其外设所需要的工作时钟工作时钟经过分频通过引脚CLKOUT输出 可供其他器件使用时钟发生器内有一个数字锁相环 DPLL 和一个时钟模式寄存器 CLKMD 如表8 1 表8 1时钟模式寄存器CLKMD 1 表8 1时钟模式寄存器CLKMD 2 8 1 2时钟工作模式 时钟发生器有三种工作模式 旁路模式 BYPASS 锁定模式 LOCK Idle模式时钟模式寄存器 CLKMD 中的PLLENABLE位控制旁路模式和锁定模式可以通过关闭CLKGENIdle模块使时钟发生器工作在Idle模式 1 旁路模式 BYPASS 如果PLLENABLE 0 PLL工作于旁路模式 PLL对输入时钟信号进行分频 分频值由BYPASSDIV确定 如果BYPASSDIV 00 输出时钟信号的频率与输入信号的频率相同 即1分频如果BYPASSDIV 01 输出时钟信号的频率是输入信号的1 2 即2分频如果BYPASSDIV 1x 输出时钟信号的频率是输入信号的1 4 即4分频 2 锁定模式 LOCK 如果PLLENABLE 1 PLL工作于锁定模式 输出的时钟频率由下面公式确定 锁定模式下的PLL倍频值 锁定模式下的PLL分频值 3 Idle模式 为了降低功耗 可以加载Idle配置 使DSP的时钟发生器进入Idle模式当时钟发生器处于Idle模式时 输出时钟停止 引脚被拉为高电平 8 1 3CLKOUT输出 CPU时钟可以通过一个时钟分频器对外提供CLKOUT信号CLKOUT的频率由系统寄存器 SYSR 中的CLKDIV确定当CLKDIV 000b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率当CLKDIV 001b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 2当CLKDIV 010b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 3当CLKDIV 011b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 4当CLKDIV 100b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 5当CLKDIV 101b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 6当CLKDIV 110b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 7当CLKDIV 111b时 CLKOUT的频率等于CPU时钟频率的1 8 8 1 4使用方法 通过对时钟模式寄存器 CLKMD 的操作 可以根据需要设定时钟发生器的工作模式和输出频率在设置过程中除了工作模式 分频值和倍频值以外 还要注意其他因素对PLL的影响 1 省电 Idle 为了减少功耗 可以使时钟发生器处于省电状态当时钟发生器退出省电状态时 PLL自动切换到旁路模式 进行跟踪锁定 锁定后返回到锁定模式时钟模式寄存器与省电有关的位是IAIIAI 0 PLL将使用与进入Idle状态之前相同的设置进行锁定IAI 1 PLL将重新锁定过程 2 DSP复位 在DSP复位期间和复位之后 PLL工作于旁路模式 输出的时钟频率由CLKMD引脚上的电平确定如果CLKMD引脚为低电平 则输出频率等于输入频率如果CLKMD引脚为高电平 则输出频率等于输入频率的1 2 3 失锁 锁相环对输入时钟跟踪锁定之后 可能会由于其他原因使其输出时钟发生偏移 导致失锁 出现失锁现象后 PLL的动作由时钟模式寄存器中的IOB确定IOB 0 时钟发生器不中断PLL PLL继续输出时钟IOB 1 时钟发生器切换到旁路模式 重新开始PLL锁相过程 20 8 1 5时钟发生器的调试 时钟发生器所产生的DSP工作时钟 如果时钟产生器没有正常工作 DSP将无法正常运行 而调试DSP也是不可能的 调试时钟发生器应遵循以下步骤 1 检查DSP的时钟输入引脚CLKIN 时钟输出引脚CLKOUT和时钟模式引脚CLKMD连接是否正确 正常情况下CLKIN应接时钟源 而CLKMD应拉高或降低 CLKOUT应是信号输出引脚 2 系统加电后测量CLKIN引脚时钟输入是否正常 信号的高低电平及占空比是否满足需要 2020年4月16日 TMS320C55xDSP原理及应用 21 8 1 5时钟发生器的调试 3 在没有进行软件设置的情况下 DSP在复位后CLKOUT的输出直接受CLKMD控制 当CLKMD为高 CLKOUT的输出频率将等于CLKIN的频率 CLKMD为低 则CLKOUT输出将等于CLKIN的频率的1 2 4 如果以上步骤运行正常 则利用软件设置CLKMD寄存器 使时钟产生器工作于PLL锁相环模式下 此时再检测CLKOUT信号 查看锁相环是否正常工作 8 2通用定时器 定时器概况工作原理定时器使用要点定时器应用实例 8 2 1定时器概况 C55x芯片提供了两个定时器TMS320VC5503 5507 5509A 5510提供的是两个20位的定时器定时器由两部分组成 预定标计数寄存器 PSC 4位主计数器 TIM 16位寄存器 计数寄存器 PSC TIM 周期寄存器 TDDR PRD 在定时器初始化或定时值重新装入过程中 将周期寄存器的内容复制到计数寄存器中 图8 2定时器结构框图 8 2 2工作原理 定时器的工作时钟DSP内部的CPU时钟引脚TIN TOUT利用定时器控制寄存器 TCR 中的字段FUNC可以确定时钟源和TIN TOUT引脚的功能 当FUNC 00b时 TIN TOUT为高阻态 时钟源是内部时钟 CPU时钟 当FUNC 01b时 TIN TOUT为定时器输出 时钟源是内部时钟 CPU时钟 当FUNC 10b时 TIN TOUT为通用输出 时钟源是内部时钟 CPU时钟 当FUNC 11b时 TIN TOUT为定时器输入 时钟源是外部时钟 字段FUNC可以确定时钟源和TIN TOUT引脚的功能 定时器发送中断信号或同步事件信号的频率可用下式计算 预定标计数寄存器 PSC 由输入时钟驱动 PSC在每个输入时钟周期减1 当其减到0时 TIM减1 当TIM减到0 定时器向CPU发送一个中断请求 TINT 或向DMA控制器发送同步事件 通过设置定时器控制寄存器 TCR 中的自动重装控制位ARB 可使定时器工作于自动重装模式 当TIM减到0 重新将周期寄存器 TDDR PRD 的内容复制到计数寄存器 PSC TIM 中 继续定时定时器包括4个寄存器定时器预定标寄存器PRSC 表8 2主计数寄存器TIM 表8 3主周期寄存器PRD 表8 4定时器控制寄存器TCR 表8 5 表8 2定时器预定标寄存器PRSC 表8 3主计数寄存器TIM 表8 4主周期寄存器PRD 表8 5定时器控制寄存器TCR 1 表8 5定时器控制寄存器TCR 2 表8 5定时器控制寄存器TCR 3 8 2 3定时器使用要点 1 初始化定时器 1 停止计时 TSS 1 使能定时器自动装载 TLB 1 2 将预定标计数器周期数写入TDDR 以输入的时钟周期为基本单位 3 将主计数器周期数装入PRD 4 关闭定时器自动装载 TLB 0 启动计时 TSS 0 2 停止 启动定时器 利用时钟控制寄存器 TCR 中的TSS位可以停止 TSS 1 或启动定时器 TSS 0 3 DSP复位后定时器寄存器的值 停止定时 TSS 1 预定标计数器值为0主计数器值为FFFFh定时器不进行自动重装 ARB 0 IDLE指令不能使定时器进入省电模式仿真时遇到软件断点定时器立即停止工作TIN TOUT为高阻态 时钟源是内部时钟 FUNC 00b 8 2 4定时器应用实例 例8 1 在TIN TOUT引脚上产生一个2MHz的时钟 假定DSP的CPU时钟为200MHz 要点 TIN TOUT引脚配置为定时器输出 FUNC设置为01b为了使这个引脚工作在时钟模式 CP设置为1bTIN TOUT的极性为默认的0b 由于每当计数器减为0时 引脚的电平就会翻转一次 要将CPU的时钟频率除以100倍 就要求每个高电平和低电平周期内的计数为50设置自动装入 ARB 1 使每次计数器减为0时 计时器自动装入计数值 并重新开始计数置TCR中的FREEbit为1 使计时器在遇到仿真断点时能够继续工作将TCR中的IDLEENbit清0 使计时器即便在外设时钟模块处于idle状态下仍然工作 定时器寄存器地址 TIM0 set0 x1000 TIMER0计数寄存器PRD0 set0 x1001 TIMER0周期寄存器TCR0 set0 x1002 TIMER0控制寄存器PRSC0 set0 x1003 TIMER0预定标寄存器 定时器配置 TIMER PERIOD set9 定时器的周期为10TIMER PRESCALE set4 预定标值为5 textINIT mov TIMER PERIOD port PRD0 配置定时器周期寄存器mov TIMER PRESCALE port PRSC0 配置定时器预定标寄存器mov 0000110100111000b port TCR0 0 IDLEEN0 不和外设域一起idle 0 INTESTn a 初始化代码如下 0 ERR TIM1 如果非法功能改变发生 01 FUNC01 TIN TOUT引脚是定时器输出 1 TLB1 从周期寄存器装入 0 SOFTn a 1 FREE1 仿真暂停时 计数器不停 00 PWIDn a 1 ARB1 使能自动重装入 1 TSS1 停止定时器 1 CP0 脉冲模式 1 时钟 触发 模式 0 POLAR0 正则极性 0 DATOUTn a 0Rsvdand 1111101111101111b port TCR0 0 TLB0 停止从周期寄存器装入 0 TSS0 启动计时器 8 2 5通用定时器的调试 通用定时器可以产生定时中断 或者作为DMA同步事件来同步D