DSP控制器原理與應(yīng)用教程-DSP2-F28335的結(jié)構(gòu)原理

《DSP控制器原理與應(yīng)用教程》

基于TMS320F28335&CCS5全國(guó)教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題研究成果

主編李全利馬駿杰張思艷

高等教育出版社2016.11第二章F28335的結(jié)構(gòu)原理(一)、F28335的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(二)、F28335的CPU(三)、F28335的存儲(chǔ)器配置(四)、F28335的時(shí)鐘及其控制(一)、F28335的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、F28335的基本組成二、F28335的總線結(jié)構(gòu)2024/6/214一、F28335的基本組成2024/6/2152、CPU

ALU,R-M-W:atomic乘法器AR及ARAUFPU及控制器一、F28335的基本組成(續(xù))1、存儲(chǔ)器Flash,256KW(8*32KW)SARAM,34KWBootROM,8KWOPT存儲(chǔ)器,1KW3、系統(tǒng)控制時(shí)鐘管理Watchdog定時(shí)器*3個(gè)PIE(僅用45)DMA及JTAG4、片上外設(shè)ePWM/eCAP/eQEPADC(12位*16路)eCAN(2)I2C(1)SCI(3)SPI(1)McBSP(2)GPIO(88)二、F28335的總線結(jié)構(gòu)程序讀總線:22位地址數(shù)據(jù)讀總線數(shù)據(jù)/程序?qū)懣偩€PABPRDBDRABDRDBDPWDBDWAB2024/6/217

(二)、F28335的CPU一、F28335的乘法器二、F28335的ALU三、F28335的ARAU四、F28335的CPU寄存器2024/6/2183、單16位乘法經(jīng)T(16位)×另一個(gè)16位數(shù)

積,P或ACC一、F28335的乘法器2、雙16位乘法-DMAC經(jīng)XT(32)×另一個(gè)32位數(shù)積,ACC(高位字積):P(低位字積)1、32位乘法經(jīng)XT(32)×另一個(gè)32位數(shù)積,P(高32位或低32位)2024/6/2191、ALU輸入輸出二、F28335的ALU2、ACCAH:AH.MSB,AH.LSBAL:AL.MSB,AL.LSB3、Shift(桶型)輸入ALU前的移位對(duì)P輸出的移位對(duì)ACC輸出的移位對(duì)寄存器內(nèi)容移位

2024/6/2110三、F28335的ARAU1、DP-直接尋址DP中為頁(yè)號(hào)6位頁(yè)內(nèi)偏移量2、XARx-寄存器間址ARAU11四、F28335的CPU寄存器121、被乘數(shù)寄存器--XT

XT，被乘數(shù)(32位)T,被乘數(shù)(16位)或移位位數(shù)TL,存16位有符號(hào)整數(shù)，可符號(hào)自動(dòng)擴(kuò)展例：ASR

AX,T;T中低4位是移位位數(shù)ASRL

ACC,T;T中低5位是移位位數(shù)132、乘積寄存器--P乘法的結(jié)果存放16位或32位數(shù)據(jù)；P的輸出要經(jīng)移位器，移位值由PM(ST0中)決定：PM值移位模式PM值移位模式000左移1位100右移3位001不移101右移4位010右移1位110右移5位011右移2位111右移6位143、累加器--ACC

傳送,算數(shù),邏輯,比較,乘法運(yùn)算結(jié)果分拆為：16位和8位15與累加器相關(guān)的狀態(tài)位：符號(hào)擴(kuò)展模式位SXM；溢出模式位OVM；測(cè)試/控制標(biāo)志位TC;進(jìn)位位C；零標(biāo)志位Z;負(fù)標(biāo)志位N;溢出標(biāo)志位V;溢出計(jì)數(shù)器位(6個(gè)位)--OVC/OVCU。這些狀態(tài)位在ST0寄存器中。

164、堆棧指針--SP

16位，尋址低64K字?jǐn)?shù)據(jù)空間。生長(zhǎng)方向：低地址高地址；總指向下一個(gè)空位；復(fù)位后，SP指向0400H；32位數(shù)入棧：低對(duì)低，高對(duì)高(小端模式);32位數(shù)讀寫，約定偶地址訪問(wèn)：

例：SP為0083H,32位數(shù)讀從0082H開始。SP溢出時(shí)：

例：上溢,加到FFFFH后復(fù)位為0000H,重加。下溢,減少SP低于0000H后,會(huì)從FFFFH繼續(xù)減。175、數(shù)據(jù)頁(yè)指針--DP每頁(yè)64個(gè)字186、輔助寄存器--XAR0～XAR78個(gè):操作數(shù)地址指針；32位通用寄存器；16位通用寄存器(AR0～AR7),可作循環(huán)控制。（注意：高16位可能受影響）

注意：高16位不能單獨(dú)訪問(wèn)。197、程序計(jì)數(shù)器--PC22位，指向當(dāng)前操作指令(到達(dá)D2階段)地址到達(dá)D2階段的指令不會(huì)被中斷（要執(zhí)行完）F1:InstructionAddressF2:InstructionContentD1:DecodeInstructionD2:ResolveOperandAddrR1:OperandAddressR2:GetOperandE:CPUdoing“real”workW:storecontenttomemory208、返回程序計(jì)數(shù)器--RPC22位，存放長(zhǎng)調(diào)用的返回地址。

用指令LCR完成長(zhǎng)調(diào)用時(shí)，RPC中的原來(lái)的內(nèi)容被壓入堆棧，返回地址會(huì)裝載到RPC中；用指令LRETR實(shí)現(xiàn)返回時(shí)，RPC中的內(nèi)容會(huì)被傳送到PC中，先前壓入堆棧的內(nèi)容會(huì)被彈出到RPC中。LCR和LRETR比另一對(duì)指令LC和LRET速度快。219、中斷控制寄存器--IFR、IER、DBGIER3個(gè)寄存器的相應(yīng)位定義是對(duì)應(yīng)的：IFR相應(yīng)位=1時(shí)，有對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求；IER相應(yīng)位=1時(shí)，對(duì)應(yīng)的中斷使能；DBGIER用于實(shí)時(shí)仿真模式(以支持時(shí)間緊急中斷)。

2210、狀態(tài)寄存器--ST0、ST1符號(hào)擴(kuò)展模式SXM；(ACC中16位操作，1-擴(kuò)展）溢出模式OVM；(ACC,1-溢出飽和處理)測(cè)試/控制標(biāo)志TC；(TBIT或NORM指令）進(jìn)位C；(進(jìn)位，借位）零標(biāo)志Z;負(fù)標(biāo)志N;溢出標(biāo)志V;乘積移位模式PM;溢出計(jì)數(shù)器(6位)--OVC/OVCU。(OVM為1時(shí)，不受影響）ST0:加減結(jié)果在ACC中正溢:7FFFFFFFH-80000000H負(fù)溢:80000000H-7FFFFFFFH指令操作使用或影響的控制位或標(biāo)志位運(yùn)行模式、尋址模式及中斷控制位23ST1:全局中斷屏蔽位-INTM；(0-使能，1-中斷屏蔽）調(diào)試使能屏蔽位DBGM；(1-時(shí)間敏感代碼內(nèi)屏蔽調(diào)試)尋址模式設(shè)置位PAGE0；(0-C28x，1-C27x）中斷向量映射位VMAP；(0-低端，1-高端，默認(rèn)）堆棧指針定位位SPA；(0-未操作，1-已偶定位操作）循環(huán)指令狀態(tài)位LOOP；(0-循環(huán)結(jié)束,1-循環(huán)進(jìn)行）仿真及保護(hù)寄存器允許位-EALLOW；(1-仿真及保護(hù)寄存器允許)空閑狀態(tài)位--IDLESTAT；(0-常態(tài)，1-低功耗狀態(tài)）尋址模式位AMODE；(0-C28x,C27x,1-C2xLP）目標(biāo)兼容模式位OBJMODE；(0-C27x，1-C28x,要修改）M0和M1映射模式位--M0M1MAP；(0-TI測(cè)試，1-用戶)XF狀態(tài)位XF；(0-XF引腳的狀態(tài),匯編指令）輔助寄存器指針ARP；(000-確定當(dāng)前輔助寄存器）2024/6/2124(三)、F28335的存儲(chǔ)器配置一、內(nèi)部存儲(chǔ)器二、外部擴(kuò)展接口XINTF2024/6/212500400H--1K00800H--2K01000H--4K02000H--8K注意：要查看TI文檔未按比例標(biāo)示熟悉幾個(gè)范圍片內(nèi)存儲(chǔ)器+外部XINTF擴(kuò)展概覽2024/6/2126一、內(nèi)部存儲(chǔ)器1、SARAM–34KW

M0，1KW–M0向量表通常不用M1，1KW–常作為堆棧L0-L3，4*4KW雙映射，安全區(qū)L4-L7，4*4KW可DMA訪問(wèn)2024/6/21272、Flash–256KW

分成10個(gè)區(qū)段：H扇區(qū)，32KW，0x300000～0x307FFF；G區(qū)段，32KW，0x308000～0x30EFFF；----------------A扇區(qū)，32KW，0x338000～0x33EFFF。2024/6/2128分成10個(gè)區(qū)段：OTP，1KW，0x380400～0x3807FF.3、OTP–

2KW，通常不用2024/6/21294、bootROM–8KW

數(shù)學(xué)函數(shù)表-0x3FF000正弦函數(shù)/余弦函數(shù)歸一化倒數(shù)歸一化平方根表歸一化反正切函數(shù)表舍入取整與飽和限值表上電引導(dǎo)程序區(qū)

-0x3FFC00InitBootSelectBootMode，判GPIO87、86、85、84Bootloader，SCI、SPI、并口裝載；跳Flash、SARAM、OTPExitBoot向量表(32個(gè)向量)

復(fù)位向量存儲(chǔ)在：0x3FFFC0、0x3FFFC1其他CPU向量2024/6/21305、外設(shè)幀

PF0-0x000800器件仿真寄存器Flash寄存器CSM寄存器XINTF寄存器CPU定時(shí)器寄存器PIE寄存器PIE中斷向量表PF1-0x006000ECAN_A寄存器ECAN_AMBOX寄存器PF2-0x007000系統(tǒng)控制寄存器SPI_A寄存器SCI_A寄存器外部中斷寄存器GPIOMUX寄存器GPIODAT寄存器ADC寄存器EV_A寄存器EV_B寄存器SPI_B寄存器SCI_B寄存器MCBSP_A寄存器2024/6/2131二、F28335外部擴(kuò)展接口XINTF允許其訪問(wèn)不同速率的外部存儲(chǔ)設(shè)備

外部接口被映射到3個(gè)固定的存儲(chǔ)區(qū)域；每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域都可以獨(dú)立地設(shè)置等待狀態(tài)數(shù)、選通信號(hào)建立時(shí)間和保持時(shí)間；可以選擇是否通過(guò)外部信號(hào)XREADY來(lái)擴(kuò)展其等待狀態(tài)。2024/6/2132(四)、F28335的時(shí)鐘及其控制一、F28335時(shí)鐘的產(chǎn)生二、F28335系統(tǒng)時(shí)鐘的分配三、F28335的低功耗模式四、F28335的看門狗電路2024/6/2133一、F28335時(shí)鐘的產(chǎn)生PLLCRCLKIN=(OSCCLK*10)/2=30MHz*10/2=150MHz通常，DIV=1010OSCCLK=30M2024/6/2134PLL控制寄存器—PLLCR(7021H)

0000，CLKIN=OSCCLK/2，PLL旁路0001，CLKIN=(OSCCLK*1.0)/20010，CLKIN=(OSCCLK*2.0)/20011，CLKIN=(OSCCLK*3.0)/20100，CLKIN=(OSCCLK*4.0)/20101，CLKIN=(OSCCLK*5.0)/20110，CLKIN=(OSCCLK*6.0)/20111，CLKIN=(OSCCLK*7.0)/21000，CLKIN=(OSCCLK*8.0)/21001，CLKIN=(OSCCLK*9.0)/21010，CLKIN=(OSCCLK*10.0)/2DIV設(shè)置：其他值無(wú)效！2024/6/2135二、F28335系統(tǒng)時(shí)鐘的分配PCLKCR

HISPCPLOSPCPCLKINCPU除1/2/4-HSPCLK-LSPCLK2024/6/21361、外設(shè)時(shí)鐘控制寄存器-PCLKCR0,PCLKCR1,PCLKCR2

相應(yīng)位=0，停止；相應(yīng)位=1，使能。2024/6/21373、低速外設(shè)時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)器—LOSPCP

2、高速外設(shè)時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)器—HISPCP

低速時(shí)鐘=SYSCLKOUT/2*LSPCLK高速時(shí)鐘=SYSCLKOUT/2*HSPCLK4、系統(tǒng)控制與狀態(tài)寄存器—SCSR

三、F28335的低功耗模式(空轉(zhuǎn))(暫停)(待機(jī))低功耗模式控制寄存器0—LPMCR0

IDLE指令進(jìn)入！LPM設(shè)置：00IDLE模式(空轉(zhuǎn),系統(tǒng)時(shí)鐘不關(guān)閉,外設(shè)可獨(dú)立關(guān)斷);01STANDBY模式（待機(jī)，系統(tǒng)時(shí)鐘關(guān)閉，振蕩器工作);10或11-HALT模式(暫停，振蕩器也關(guān)閉了)。QUALSTDBY設(shè)置(退出SADBY模式要求的外部喚醒信號(hào)寬度)：0000002*OSCCLKs；0000013*OSCCLKs；

……

11111165*OSCCLKs。四、F28335的看門狗電路WDPSWDCHKD6D7

1011禁止上電時(shí)，看門狗默認(rèn)為使能狀態(tài)。對(duì)于30MHz的晶頻率，計(jì)數(shù)溢出時(shí)間大約是4.37ms。為避免看門狗使系統(tǒng)過(guò)早復(fù)位，應(yīng)該在系統(tǒng)初始化時(shí)先對(duì)看門狗寄存器進(jìn)行配置。01、WD控制寄存器—WDCR

D7WDFLAG,WD復(fù)位狀態(tài)標(biāo)識(shí)，寫1清0；

D6WDDIS。0使能，1禁止；D5-D3--101；D2-D0--預(yù)定標(biāo)器（1～64）。2、WD計(jì)數(shù)寄存器—WDCNTR

3、WD復(fù)位寄存器—WDKEY

WDCNTR—看門狗計(jì)數(shù)器當(dāng)前值。

WDKEY—先寫0x55，再寫0xAA可使WDCNTR淸0。4、系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器—SCSR

D2—WDINTS。WDINT信號(hào)當(dāng)前狀態(tài)；

D1—WDENINT。1，WDINT信號(hào)使能；0，WDRST使能D0—WDOVERRIDE,為1，允許修改WDDIS，為0，不允許修改。WDCR中

地址 寄存器 描述0x007010 Reserved保留(連續(xù)10個(gè)單元）

…

…

0x007019 Reserved保留0x00