定点DSP芯片TMS320F206主从系统的设计
通过介绍一个基于定点dsp的主从系统，说明了定点dsp、80c196单片机和双口ram的使用，具有很高的参考价值。
关键词：dsp，主从系统，双口ram
1 引 言
计算机应用的普及和tms320数字信号处理的出现，使实时控制领域有了重大突破，应用面日益加宽。从市场上各种dsp产品来看，德克萨斯仪器公司（texas instruments，ti）的产品占据半壁江山，特别是tms320系列，本文讨论的tms320f206就是这个系列中的定点数字信号处理芯片。
dsp具有很强的数据处理功能，但其控制管理功能较弱，在许多应用场合需要采用多个处理器才能满足要求。通常的情况下，一枚dsp与一枚mcu构成的主从系统是比较理想的组合，这种组合可以发挥dsp和mcu的优势。在dsp和mcu构成的主从系统中，一般把mcu作为主机，dsp作为从机。设计主从系统的关键是设计主从机之间的通信，通常采用共享存储器方式。本文采用双端口sram（静态存储器7c133－25）作为共享存储器。
2 tms320f206的结构特点
ti公司的tms320f206芯片采用静态cmos集成电路工艺制造，结构设计建立在tms320c20x芯片的基础上，只需5v的低电压就可运行。它的先进的哈佛结构，片内外设，片上内存以及丰富的命令集使它的速度和可靠性大大提高。
tms320f206的主要特点有：32kbyte×16bit的flash eeprom大大降低了开发成本；采用了100线tqfp的封装技术；64kbyte的程序存储空间，64kbyte的数据存储空间和64kbyte的i／o空间，它们通过三条并行总线（pba，drab，dwab）独立操作；可以同时访问程序空间和数据空间，在一个指定机器周期内，中央算术逻辑单元可执行多达三次的并行存储器操作；片上4．5kbyte的ram使得芯片可以实现快速的dsp计算，并能使大部分运算在一个指令周期内完成；丰富的指令集和灵活的寻址方式有四条流水线操作和九级中断，且用户可以屏蔽大多数中断，可通过软件的方式灵活控制。
3 80c196的结构特点
80c196是intel公司生产的mcs－96系列16位单片机，与mcs－51系列80c31 8位单片机相比，在运行和计算速度上有了很大提高，可用于8位单片机解决不了的复杂系统。
其特点为：80c196 16位单片机采用的是寄存器－寄存器结构，数据总线是16位的，因此，80c196具有较高的操作速度和数据吞吐能力；80c196有一套效率高、执行速度更快的指令系统，可对带符号数和不带符号数进行操作；支持16位的运算，大大提高了指令效率；还有符号扩展、数据规格化（用于计算中）的指令；80c196集成了更为丰富的外设装置，增加了一个外设事务服务器pts，专门用于外设中断事务，和普通中断服务过程相比，pts服务大大减少了中央处理器cpu（central processing unit）的软件开销；80c196集成的a／d转换器由模拟多路转换开关，采样保持电路，逐次逼近a／d转换器，a／d命令结果寄存器和控制逻辑等组成。
4 7c133┐25双口ram的结构特点
双端口ram具有两组独立的数据、地址和控制线，故称为双端口。对于任意的一个端口来说，都可以独立地进行操作，可以对同一个存储器的任意单元独立地进行读写。外设向主机传递的数据可以通过一个端口送入缓冲区，而不直接立即传递给主机。当缓冲区的数据量达到一定程度时，再让主机将数据取走。主机不需要在取一个数据后等待外设送下一个数据，而是成批地取，从而可以有更多的时间处理其它的事件。常用的双端口ram是美国cypress公司的cy7c系列，两端口通过各自的控制信号、片选信号、输出允许和读写控制使得两端口可以像独立的存储器一样使用。但有一个问题要注意，当两端口同时对同一存储单元进行访问时容易出错。这时，一般采用两种方法来避免错误出现：一是监测busy信号输出，当检测到busy信号有效时，就说明有一端在访问存储单元，这时，另一端就应该使访问周期拉长，这是在硬件上解决的；另一种方法是在软件上保证两个端口不能同时访问同一个单元，即，双端口内部进行分块。
5 硬件电路设计
本电路mcu采用单片机80c196作为主机，定点dsp芯片tms320f206作为从机，利用双口ram芯片7c133－25处理左右两侧cpu之间的通信。首先，某一侧cpu把信息存储在双口ram的一个端口中，再由另一侧的cpu在另一个端口中把信息取走。电路如图1所示。
在双侧cpu同时访问存储器的同一个单元而出现竞争时，7c133－25的内部具有的仲裁电路将确定哪侧的cpu可以访问该单元，并同时通过busy信号来延缓另一侧的cpu的访问。在容许访问的一侧的cpu访问结束后，被延缓的一侧可以对该单元进行访问。
主要程序清单如下：
（1）tms320f206处理的数据结果（16位）存储在双口ram中，代码如下：
start：sacl 75h；把处理结果暂存在75h单元中
lar ar2，＃800ch；800ch为双口ram的地址
mar＊，ar2
lacl75h；把75h中的内容存入累加器acc
sacl＊＋；结果存入双口ram的800ch，并且地址加
1sfr；把数据右移一位
sfr
sfr
sfr
sfr
sfr
sfr
sfr
sacl＊；结果存入双口ram的800dh
end；程序结束
（2）80c196接收tms320f206存入双口ram中的数据处理结果，代码如下：
ld ax，＃800ch；设置双口ram取数据地址
ld bx，＃75h；设置数据存放地址
ld ex，〔ax〕；读取双口ram中的数据
st ex，〔bx〕；把数据存入75h
6 结束语
定点dsp芯片tms320f206主从系统采用dsp和mcu构成，充分发挥了dsp和mcu两者的优势。利用共享存储器方式实现两者的通信，接口简单，速度快。
参考文献
1 张雄伟，曹铁勇．dsp芯片的原理与开发应用．第2版．北京：电子工业出版社，2000
2 王念旭．dsp基础与应用系统设计．北京：北京航空航天大学出版社，2000
3 金磐石，王永明．intel96系列单片微型机应用详解．北京：电子工业出版社，1992
4 胡乾斌，等．单片微型计算机原理与应用．武汉：华中理工大学出版社，1997
超高压高精度数字压力显示表的特征及应用
荣耀20PRO全面评测 极具诚意的一部超强旗舰机
CHA7452-99F高功率放大器UMS
保护物联网：安全启动，嵌入式设备的“信任根”
区块链的核心算法有哪些
定点DSP芯片TMS320F206主从系统的设计
如何控制电源dV/dt上升时间同时限制通过控制FET的功率损耗
浅谈电力电子和通信的交互
Qualcomm通过其广泛的联网汽车技术组合引领汽车领域创新
华为笔记本在2020年笔记本电脑推荐度跃升至TOP2
用VHDL语言实现3分频电路(占空比为2比1)
4K超高清产业迎来快速发展 我国彩电企业如何应对？
高端国产替代材料 --- 高导热环氧树脂灌封胶黏剂
人工智能要学什么课程
SMPSIGBT在各种变换器应用中优于MOSFET
Linux中如何比较两个文件的差异？
新型非联网2.4GHz技术满足低成本无线设备的应用
企先锋利用透视型OLED照明开发出了刹车灯
软件设计开发性能优化的十种手段（取与舍）
为什么AI 加速器要减少 GPU 等高能耗硬件的使用？
关键词：dsp，主从系统，双口ram
1 引 言
计算机应用的普及和tms320数字信号处理的出现，使实时控制领域有了重大突破，应用面日益加宽。从市场上各种dsp产品来看，德克萨斯仪器公司（texas instruments，ti）的产品占据半壁江山，特别是tms320系列，本文讨论的tms320f206就是这个系列中的定点数字信号处理芯片。
dsp具有很强的数据处理功能，但其控制管理功能较弱，在许多应用场合需要采用多个处理器才能满足要求。通常的情况下，一枚dsp与一枚mcu构成的主从系统是比较理想的组合，这种组合可以发挥dsp和mcu的优势。在dsp和mcu构成的主从系统中，一般把mcu作为主机，dsp作为从机。设计主从系统的关键是设计主从机之间的通信，通常采用共享存储器方式。本文采用双端口sram（静态存储器7c133－25）作为共享存储器。
2 tms320f206的结构特点
ti公司的tms320f206芯片采用静态cmos集成电路工艺制造，结构设计建立在tms320c20x芯片的基础上，只需5v的低电压就可运行。它的先进的哈佛结构，片内外设，片上内存以及丰富的命令集使它的速度和可靠性大大提高。
tms320f206的主要特点有：32kbyte×16bit的flash eeprom大大降低了开发成本；采用了100线tqfp的封装技术；64kbyte的程序存储空间，64kbyte的数据存储空间和64kbyte的i／o空间，它们通过三条并行总线（pba，drab，dwab）独立操作；可以同时访问程序空间和数据空间，在一个指定机器周期内，中央算术逻辑单元可执行多达三次的并行存储器操作；片上4．5kbyte的ram使得芯片可以实现快速的dsp计算，并能使大部分运算在一个指令周期内完成；丰富的指令集和灵活的寻址方式有四条流水线操作和九级中断，且用户可以屏蔽大多数中断，可通过软件的方式灵活控制。
3 80c196的结构特点
80c196是intel公司生产的mcs－96系列16位单片机，与mcs－51系列80c31 8位单片机相比，在运行和计算速度上有了很大提高，可用于8位单片机解决不了的复杂系统。
其特点为：80c196 16位单片机采用的是寄存器－寄存器结构，数据总线是16位的，因此，80c196具有较高的操作速度和数据吞吐能力；80c196有一套效率高、执行速度更快的指令系统，可对带符号数和不带符号数进行操作；支持16位的运算，大大提高了指令效率；还有符号扩展、数据规格化（用于计算中）的指令；80c196集成了更为丰富的外设装置，增加了一个外设事务服务器pts，专门用于外设中断事务，和普通中断服务过程相比，pts服务大大减少了中央处理器cpu（central processing unit）的软件开销；80c196集成的a／d转换器由模拟多路转换开关，采样保持电路，逐次逼近a／d转换器，a／d命令结果寄存器和控制逻辑等组成。
4 7c133┐25双口ram的结构特点
双端口ram具有两组独立的数据、地址和控制线，故称为双端口。对于任意的一个端口来说，都可以独立地进行操作，可以对同一个存储器的任意单元独立地进行读写。外设向主机传递的数据可以通过一个端口送入缓冲区，而不直接立即传递给主机。当缓冲区的数据量达到一定程度时，再让主机将数据取走。主机不需要在取一个数据后等待外设送下一个数据，而是成批地取，从而可以有更多的时间处理其它的事件。常用的双端口ram是美国cypress公司的cy7c系列，两端口通过各自的控制信号、片选信号、输出允许和读写控制使得两端口可以像独立的存储器一样使用。但有一个问题要注意，当两端口同时对同一存储单元进行访问时容易出错。这时，一般采用两种方法来避免错误出现：一是监测busy信号输出，当检测到busy信号有效时，就说明有一端在访问存储单元，这时，另一端就应该使访问周期拉长，这是在硬件上解决的；另一种方法是在软件上保证两个端口不能同时访问同一个单元，即，双端口内部进行分块。
5 硬件电路设计
本电路mcu采用单片机80c196作为主机，定点dsp芯片tms320f206作为从机，利用双口ram芯片7c133－25处理左右两侧cpu之间的通信。首先，某一侧cpu把信息存储在双口ram的一个端口中，再由另一侧的cpu在另一个端口中把信息取走。电路如图1所示。
在双侧cpu同时访问存储器的同一个单元而出现竞争时，7c133－25的内部具有的仲裁电路将确定哪侧的cpu可以访问该单元，并同时通过busy信号来延缓另一侧的cpu的访问。在容许访问的一侧的cpu访问结束后，被延缓的一侧可以对该单元进行访问。
主要程序清单如下：
（1）tms320f206处理的数据结果（16位）存储在双口ram中，代码如下：
start：sacl 75h；把处理结果暂存在75h单元中
lar ar2，＃800ch；800ch为双口ram的地址
mar＊，ar2
lacl75h；把75h中的内容存入累加器acc
sacl＊＋；结果存入双口ram的800ch，并且地址加
1sfr；把数据右移一位
sfr
sfr
sfr
sfr
sfr
sfr
sfr
sacl＊；结果存入双口ram的800dh
end；程序结束
（2）80c196接收tms320f206存入双口ram中的数据处理结果，代码如下：
ld ax，＃800ch；设置双口ram取数据地址
ld bx，＃75h；设置数据存放地址
ld ex，〔ax〕；读取双口ram中的数据
st ex，〔bx〕；把数据存入75h
6 结束语
定点dsp芯片tms320f206主从系统采用dsp和mcu构成，充分发挥了dsp和mcu两者的优势。利用共享存储器方式实现两者的通信，接口简单，速度快。
参考文献
1 张雄伟，曹铁勇．dsp芯片的原理与开发应用．第2版．北京：电子工业出版社，2000
2 王念旭．dsp基础与应用系统设计．北京：北京航空航天大学出版社，2000
3 金磐石，王永明．intel96系列单片微型机应用详解．北京：电子工业出版社，1992
4 胡乾斌，等．单片微型计算机原理与应用．武汉：华中理工大学出版社，1997
超高压高精度数字压力显示表的特征及应用
荣耀20PRO全面评测 极具诚意的一部超强旗舰机
CHA7452-99F高功率放大器UMS
保护物联网：安全启动，嵌入式设备的“信任根”
区块链的核心算法有哪些
定点DSP芯片TMS320F206主从系统的设计
如何控制电源dV/dt上升时间同时限制通过控制FET的功率损耗
浅谈电力电子和通信的交互
Qualcomm通过其广泛的联网汽车技术组合引领汽车领域创新
华为笔记本在2020年笔记本电脑推荐度跃升至TOP2
用VHDL语言实现3分频电路(占空比为2比1)
4K超高清产业迎来快速发展 我国彩电企业如何应对？
高端国产替代材料 --- 高导热环氧树脂灌封胶黏剂
人工智能要学什么课程
SMPSIGBT在各种变换器应用中优于MOSFET
Linux中如何比较两个文件的差异？
新型非联网2.4GHz技术满足低成本无线设备的应用
企先锋利用透视型OLED照明开发出了刹车灯
软件设计开发性能优化的十种手段（取与舍）
为什么AI 加速器要减少 GPU 等高能耗硬件的使用？