09第二章_中断_引导

第二章DSP的硬件结构（7）,2.12C54xDSP芯片的中断,一、DSP中断的概念与其他CPU的中断一样，DSP的中断也是一种由硬件或软件驱动的信号。中断信号使DSP暂停正在执行的程序，并转移执行中断服务程序。中断服务程序结束后返回继续执行原来被暂停的程序。C54x既支持软件中断，也支持硬件中断：1、软件中断：由指令（INTR，TRAP、RESET）触发的中断信号。2、硬件中断：由外围设备触发的中断信号。这种硬件中断又有两种形式：（1）受外部中断口信号触发的外部中断信号。（2）受片内外围电路信号触发的内部硬件中断。,当同时有多个中断出现时，将按照优先级的高低进行处理，按优先级可以将中断分为两类：第一类：可屏蔽中断。可以用软件屏蔽或开放的硬件和软件中断，C54x最多可支持16个用户可屏蔽中断，每种C54x器件仅使用这16个中断中的一个子集（如VC5402有14个）。当所有的可屏蔽中断请求时，优先级可以分为16级。第二类：非屏蔽中断。这类中断是不可屏蔽的。C54x对这类中断总是响应的，并从主程序转移到中断服务程序。C54x的非屏蔽中断包括所有的软件中断以及两个外部硬件中断：/RS和/NMI，优先级最高。软件中断不分优先级，立即执行。,可屏蔽与非屏蔽中断:,软件中断的执行：INTRK：使PC指向由K确定的中断向量地址，可使程序执行任意的中断服务程序。不管INTM为何值。TRAPK：使PC指向由K确定的中断向量地址，可使程序执行任意的中断服务程序。不管INTM为何值。INTR和TRAP指令的区别在于当执行“INTRK”时，ST1的INTM自动设为1，关断所有的中断。而执行“TRAPK”不影响INTM位。另外注意RESET指令与/RS的区别是RESET指令不影响PMST寄存器；不采集MP/MC引脚；不修改IPTR。,二、C54xDSP的中断向量地址,1、中断位置和优先级,十六进制,十进制,2、C54xDSP中断向量地址的计算,TMS320C54X中，中断向量地址由PMST寄存器中的9位中断向量地址指针IPTR和左移2位后的中断向量序号（中断号）K（中断向量序号031，左移两位后变成7位）所组成。IPTR(高9位)K2(低7位)例如：INT0的中断向量序号为16（10h），左移2位后变成40h。如果PMST寄存器的IPTR=001h,那么中断向量的地址就是00C0h。,31(10)=1F(16)=11111(2),例：复位时，PMST寄存器的9位中断向量指针IPTR为全1（IPTR=1FFh），而/RS硬件复位中断序号为0。,除了硬件复位向量以外，对于其他的中断向量，只要改变IPTR的值，就可以重新安排它们的地址。,三、中断标志寄存器（IFR)和中断屏蔽寄存器（IMR）,中断标志寄存器和中断屏蔽寄存器都是存储器映像寄存器（IFR地址为01H，IMR地址为00H)。1、中断标志寄存器（IFR）当某个中断触发时，寄存器相应位置1，有四种情况可以将中断标志清0：（1）、中断得到处理；（2）、软件或硬件复位（3）、将1写到IFR的对应位（该位变成0），使尚未处理完的中断被清除；（4）、利用对应的中断号执行INTR指令，相应的中断标志位清0。,2、中断屏蔽寄存器（IMR）用来屏蔽外部和内部中断。要打开某个中断，当ST1中的INTM=0时，只要向IMR中相应位写1，就开放相应的中断。ST1中INTM位为中断总开关，INTM=1时，关闭所有的中断。IMR不能屏蔽/RS和/NMI中断。3、不同型号的芯片，IFR和IMR略有不同。,4、IFR和IMR位域安排,写1（变0）可以清除某个中断标志位,写1可以开放某个中断,四、中断处理过程,C54x处理中断分为三个阶段1、第一阶段，中断请求当硬件装置或软件指令请求中断时，将CPU的IFR中相应标志位置1。注：硬件中断分外部和内部两种，对于VC5402来说：来自外部中断口的中断：有/RS、/NMI、INT0INT3共6个(/RS和/NMI不占用IFR和IMR)；来自片内外围电路的有：BRINT0、BXINT0、BRINT1(DMAC2)、BXINT1(DMAC3)、TINT0、TINT1(DMAC1)、HPINT、DMAC0、DMAC4、DMAC5共10个。软件中断都是由程序中的指令：INTR、TRAP和RESET产生的。软件中断指令“INTRK”和“TRAPK”可以用来执行任何一个中断服务程序。,2、第二阶段，响应中断对于软件中断和非屏蔽中断，CPU是立即响应的。对于可屏蔽中断，只有满足以下条件才能响应：A、优先级别最高（当同时出现一个以上中断时）。优先级别高B、状态寄存器ST1中的INTM位为0。总体开中断C、中断屏蔽寄存器IMR中相应位为1。相应位开中断CPU响应中断时执行：（1）将当前PC值压到栈顶；（2）执行分支转移指令，用中断向量地址加载PC；（3）发出中断响应信号/IACK，清除相应的中断标志位。,3、第三阶段，执行中断服务程序CPU响应中断以后，执行下列操作：（1）执行中断服务程序；（2）中断返回，从堆栈弹出返回地址加载PC；（3）继续执行被中断了的程序。,4、C54xDSP中断流程图,2.13自举加载,1、C54x的自举引导,C54xDSP的启动过程是在上电时把用户的程序代码装载到DSP的程序空间，并且正确的导入用户程序的入口地址。C54x支持的引导模式：（1）HPI总线；（2）串行E2PROM；（3）一个外部8位或16位并行EPROM；（4）8位或16位的并行I/O口；（5）任何一个串行口；（6）用户自定义的地址热自举。,2、自举方式的选择在硬件复位期间，DSP探测MP/MC引脚信号：（）如果MP/MC=1，DSP从外部程序存储器的FF80h处执行用户程序；（）如果MP/MC=0，DSP处于微计算机工作方式，就从片内ROM的FF80h处执行用户程序。地址FF80h处是一条指向中断向量表的分支转移指令（BDF800h），使程序直接跳转至F800h处执行自举引导程序。复习：程序存储空间高2K，即F800h-FFFFh是TI公司定义的内容，包括自举加载程序，u和A律压扩表，sine函数表，自检和中断向量表。,复习：C54xDSP片内程序存储器,自举引导程序：、自举加载前进行初始化初始化的内容如下：INTM=1，（禁止所有可屏蔽中断）OVLY=1，（将片内RAM映象到程序/数据空间）SWWSR=7FFFh，（所有外部程序、数据和IO空间都插入7个等待状态）BSCR=FFFFh，（分区切换控制寄存器设定片外存储器按4K字分区，在程序和数据空间转换时，插入一个等待周期）B、检查HPI接口或串行E2PROM引导：如果INT2引脚为低电平，则采用HPI引导装载模式；否则，如果INT3引脚为低电平，则采用串行E2PROM引导装载模式；,C、如果INT2和INT3都为高电平，则使I/O选择信号为低电平即：/IS=0，然后从地址为FFFFh的I/O端口读入自举程序选择字（BootRoutineSelection，BRS）。,C54x自举流程图,、C54x的自举引导的实现,(1)、从HPI自举加载,HOST和C54x具有共享的片内存储器（1000h17FFh）。当选择HPI自举加载方式时，要将INT2和HINT引脚连在一起，当C54x拉低HINT时，C54x的中断标志寄存器IFR的第2位将置位，自举加载程序等待20个机器周期后读出INT2中断标志位，如果INT2被识别，自举加载程序将启动HPI自举加载。（i）对于标准HPI接口如C542，DSP处于复位状态时，HPI自动设置为HOM模式，在HOM模式下主机将用户代码写到DSP片内HPI存储块中，DSP复位后直接从起始地址（1000h）执行程序。（ii）对于增强型HPI接口都是共享模式如VC5402，采用的方法是先把0 x7E和0 x7F两个单元写入0，DSP将重复查询0 x7E和0 x7F单元是否为0，在这个过程中，主机把用户代码转移到DSP存储器以后，再把代码的起始地址写入0 x7E和0 x7F。DSP一旦检测到0 x7F不等于0，就会自动执行0 x7E和0 x7F内容指定的起始地址。0 x7E的内容装入XPC0 x7F的内容装入PC,HPI自举加载的HINT连接方法：,DSP先把HINT拉低事后HOST再把HINT拉高,(2)、串口E2PROM自举加载,如果INT2未被识别，DSP将检测INT3。在对INT3进行检测之前，引导程序会在BDX1引脚上产生一个由高到低的电平变化。这时如果将INT3引脚和BDX1引脚相连，就会触发INT3中断；也可以在复位后的30个机器周期之内触发INT3中断。引导程序对McBSP1进行初始化，使其工作在使用内部时钟和帧同步信号。引导程序从E2PROM的0地址开始读取数据，并判断是否为一个有效的自举表。如果确认具有有效的关键字，引导程序继续读自举表的剩余部分；若无效，则重新读取E2PROM。串行E2PROM自举方式可以装载多个程序段到程序存储空间，引导程序先将用户程序入口地址保存，然后按照所读取的段大小和段目标地址进行程序装载，直到读取的下一个段大小为0，则判为装载结束，并跳转到程序入口地址，执行用户程序。,地址数据00h-01h08AAh有效自举表关键字02h-09h忽略0ah-0bh程序入口地址XPC值0ch-0dh程序入口地址PC值0eh-0fh第一段大小10h-11h段目标地址XPC12h-13h段目标地址PC.段内程序具体内容.0000h(引导表结束标志),有效关键字：08AAh8位模式10AAh16位模式,(3)、从EPROM并行加载要加载的程序代码放在并行EPROM（8或16位）中，加载时将这些程序代码传送到程序存储器。从FFFFh读入的自举程序选择（BRS）字的SRC域（BRS的72位）规定了源地址的6个最高有效位。由此构成EPROM的16位地址。,BRS,EPROM自举表包含的信息,自举加载器从（SRC+10个0)地址将EPROM的程序代码全部传送到程序存储器以后，立即执行分支转移到目的地址，并执行程序代码。对于8位传送方式：低8位是数据，而C54x并没有自动屏蔽高8位，所以需要注意D15-D8要下拉。,(4)、热自举加载,热自举方式是按照用户定义的地址，改变C54x的程序执行方向。热自举方式不传送自举表，而是按照自举加载程序读入的BRS中所规定的地址开始执行。热自举时，程序计数器PC等于BRS中的72位作为地址的高6位（1510），后面再加上10个0。,BRS,(5)、从I/O口自举加载,I/O自举加载方式下，从IO空间0000h异步传送程序代码到DSP内部或外部程序存储器，利用/BIO和XF两根口线握手与外部器件进行通讯。可以有两种数据传输模式：8位和16位。当采用8位模式时，从I/O空间0000h读入的数据只取低8位，而自动忽略总线上的高8位。按高位在前，低位在后约定，连续读出两个8位字节形成一个16位字。C54x收到的最前面两个16位字，一定是程序的目的地址和程序代码长度。代码传送完毕，C54x自举加载程序就转移到目的地址，开始执行程序代码。,BRS,I/O自举引导数据顺序说明,(6)、从串行口自举加载,从串行口自举加载需要自举程序选择字（BRS）提供更多的信息，需要确定是按字还是按字节传送数据、串行口的类型，以及FSR和CLKR的信号是输入还是输出等。串行传送数据时，DSP先把XF引脚拉低，主机开始传送数据，头两个16位字，分别是程序的目的地址和程序代码长度。代码传送完毕，C54x自举加载程序就转移到目的地址，开始执行程序代码。,BRS,2.14VC5402的引脚说明,C5402器件及外引线说明,TMS320VC5402为LQFP封装，外引