如何设计TMS320C32 DSP的存储器接口

摘要 通过对高性能浮点DSP处理器TMS320C32的外部存储器接口的研究，介绍其存储器结构的特点，并根据其特点给出3种设计方案。这3种不同的方案，分别可以实现3种宽度的存储器接口，即8位、16位和32位的外部数据访问或是16位和32住的外部程序访问。这一特点使得TMS320C32芯片非常适合于时变系统的控制与处理。
关键词 TMS320C32 浮点DSP处理器 存储器接口 存储器宽度

    TMS320C32是美国TI公司生产的一款浮点数字信号处理器(DSP)，其CPU是在TMS320C30和TMS320C3l的基础上进行改进和简化来的，是C3X系列中的增强版。增强的功能有：可变宽度的存储器接口，更快的指令周期，节电模式，可重定位的中断向量表，以及外部中断可由电平的边沿或电平触发等。

1 TMS320C32的外部存储器接口的特点
    TMS320C32是一个32位微处理器，它可通过24位地址总线、32位数据总线和选通信号对外部存储器进行访问。其外部存储器接口结构如图l所示。

    图l中，引脚PRGW是用来配置外部程序存储器宽度的。当PRGW引脚为低电平时程序存储器宽度为16位；为高电平时程序存储器宽度为32位。STRBO和STRBl各为一组访问外部存储器的选通信号，各有4个信号引脚(STRBx_B3／A_1、STRBx_B2／A_2、STRBx_Bl和STRBx_B0)。从图l中可以看出，选通信号STRB0和STRBl能从8／16／32位存储器中访问8／16/32位数据，或从16／32位存储器中执行32位程序；IOSTRB是外设I／O的选通信号引脚，它只能从32位宽度的存储器中访问32位的数据和程序。
    可以通过对STRBx和IOSTRB的设置，从8／16／32位的存储器中访问8/16／32位数据或程序。也就是说，可以从任何一个外部存储器中访同任何一种类型的数据。这就说明可以通过设置IOSTRB、STRB0和STRB1的选通信号来寻址整个外部存储器空间。比如，一个32位外部存储器可以被设定为存放一个32位的双字，但也可以被分为具有2个连续地址的16位字或4个连续地址的8位字节。反之，一个32位双字可放在一个32位外部存储器中，也可放在2个16位或4个8位宽度的外部存储器中。
    TMS320C32内部总共提供了64 MB的存储器映射空间。其中，STRB0所对应的存储映像区间是不连续的两段区问，一段是03FH～7FFFFFH(共31．999 MB)，另一段是880000H～8FFFFFH(共2 MB)；STRBl所对应的存储映像区间是900000H～FFFFFFH(共28 MB)；IOSTRB所对应的存储映像区间是810000H～82FFFFH(共512KB)。当外部总线访问这些空间时，相应的选通信号就使能。

2 TMS320C32的3种存储器设计方案
2．1 8位存储器宽度
    设计为8位的存储器，其硬件接线方案如图2所示。STRBx_B3／Al_1和STRBx_B2／A_2引脚作为地址引脚，STRBx_B0引脚作为片选引脚，而STRBx_B1不用。

2．2 16位存储器宽度
    设计为16位的存储器，其硬件接线方案如图3所示。STRBx_B3／A_1引脚作为地址引脚，STRBx_B0和STRBx_B1引脚作为片选引脚，而STRBx_B2／A_2不用。
2．3 32位存储器宽度
    设计为32位的存储器，其硬件接线方案如图4所示。STRBx所有的引脚都设置为片选引脚。

3 存储器映射外部总线控制寄存器
    如上所述，TMS320C32可以从8／16／32位存储器中访问8/16／32位数据，或从16／32位存储器中执行32位的程序。但如果内外部数据的位数不一致该如何处理呢?C32的外部总线控制寄存器可根据相应控制位的值，自动调整存储器接口宽度。下面对总线控制寄存器作具体的介绍。
    STRBo、STRBl以及IOSTRB控制寄存器在存储器映射空间的物理地址分别是808064H、808068H和808060H，且都是32位的，各位的定义如图5、图6和图7所示。

    从图5和图6中可以看出，STRBx控制寄存器的第18、19位是用来控制存储器宽度的，第16、17位是用来控制数据宽度的，具体定义如表1所列。

4 存储器接口实例
    图8给出了一个实际TMS320C32存储嚣接口的电路图。16位存储器由2片128 K×8位的SRAM构成，32位存储器由4片128 K×8位的SRAM构成，STRB0的4组选通信号接16位外部存储器，STRBl的4组选通信号接32位外部存储器。为说明数据在存储器及处理器中的存放格式，本文设计了两种存储器接口电路：一是在16位存储器中存放32位数据；二是在32位存储器中存放32位数据。

    在16位存储器中存放32位数据时，STRB0_B3／A1作为地址引脚与外部存储器的AO相接，STRB0_B0和STRB0_B1作为片选信号，STRBx_B2／A_2不用。由于数据宽度大于存储器宽度，所以在外部存储器偶地址中存放32位数据的低16位，奇地址中存放32位数据的高16位，外部存储器的地址为OH～lFFFFH，对应的在C32存储映射中的地址为OH～0FFFFH。当一条指令向逻辑地址OH中装入一个32位数据时，存储器接口必须向外部16位存储器执行两个指令周期。这两个指令周期访问2个连续的外部存储器地址OH和1H，从而完成对32位数据的操作。
    当在外部32位存储器中存放32位数据时，STRBl的4个引脚都设置为片选引脚。这时数据宽度与外部存储器宽度一致，由于是STRBl使能，所以128 K×32位的外部存储空间与C32存储器映射的900000H～91FFFFH相对应。
    当接口电路设计为16位时，其物理地址等于逻辑地址右移l位，即DSP的地址线A00接在SRAM的A1上；当接口电路设计为32位时，其物理地址等于逻辑地址，即DSP的地址线A00接在SRAM的A0上。

5 小结
    本文主要介绍了如何根据实际需要来自动地调节存储器接口宽度。由于C32能够灵活地调整其存储器接口宽度，使得存储器接口电路的设计更加灵活，因此非常适合用于电机或电力系统等实时系统的数据采集与处理。