基于DSPE1—16XS的硬件開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)
中國礦業(yè)大學(xué) 袁鵬
引 言
嵌入式系統(tǒng)硬件的核心是各種類型的嵌入式處理器,目前全世界嵌入式處理器的品種已經(jīng)超過1000多種,流行體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)系列。嵌入式處理器一般可以分為嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP處理器和嵌入式片上系統(tǒng)。
與標(biāo)準(zhǔn)微處理器相比,嵌入式微處理器只保留了和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的功能,并且為了滿足嵌人式應(yīng)用的特殊要求,在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面都做了各種增強(qiáng)。
DSP嵌入式系統(tǒng)是DSP系統(tǒng)嵌人到應(yīng)用電子系統(tǒng)中的一種通用系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既具有DSP器件在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢,又具有應(yīng)用目標(biāo)所需要的技術(shù)特征。在許多嵌人式應(yīng)用領(lǐng)域,既需要在數(shù)據(jù)處理方面具有獨(dú)特優(yōu)勢的DSP,也需要在智能控制方面技高一籌的微處理器(MCU);因此,將DSP與MCU融合在一起的雙核平臺(tái),將成為DsP技術(shù)發(fā)展的一種新潮流。德國Hyperstone公司是真正把DSP成功嵌入32位微處理器的廠商之一,尤其是它的E1一XS系列更是這方面的佼佼者。
1 E1-16XS微處理器結(jié)構(gòu)概述
Hyperstone RISC／DSP架構(gòu)框圖如圖1所示。
Hy—perstone內(nèi)核是專為RISC和DSP功能的集成而設(shè)計(jì)的,但它不是兩個(gè)不同內(nèi)核在單個(gè)芯片上的簡單組合,而是一個(gè)集成的內(nèi)核和指令集。這一全集成的內(nèi)核基于單處理器模式,帶有單指令流。RISC和DSP單元間簡單且高效的通信由1個(gè)96路的32位內(nèi)部寄存器實(shí)現(xiàn),在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以執(zhí)行3條指令的操作。所以在100 MHz的頻率下可以達(dá)到3。O MOPS這樣優(yōu)秀的性能。
Hyperstone E1-16xS是一款O．25μm CMOS工藝的微處理器。它結(jié)合了高性能的RISC微處理器和DSP處理器,利用簡潔高效的指令,使嵌入式DSP處理器的實(shí)時(shí)性得以充分的發(fā)揮。
該處理器主要具有如下的特點(diǎn)：
①32位RISC／DSP處理器,ALU、DSP單元和LoaoI／Store單元并行處理,內(nèi)部集成硬件乘法器。
②16根數(shù)據(jù)線,22根地址線,4個(gè)外部存儲(chǔ)體(Mem—oryr Bank)選擇信號(hào)。
③4 GB內(nèi)存地址空間,I／O空間和存儲(chǔ)空間分開尋址,存儲(chǔ)器和DSP連接無需附加邏輯電路。
④片內(nèi)集成16 KB RAM和片上指令高速緩存。⑤具有全面的DRAM和DMA控制器,所有的總線時(shí)序可編程。
⑥片上PLL、CPU最高頻率可達(dá)180 MHz。
⑦中斷服務(wù)程序可在7個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)啟動(dòng)。除內(nèi)部中斷外,還有7個(gè)外部中斷可用。
⑧3個(gè)可編程I／O引腳除了可配置成輸入輸出外,還可以配置成外部中斷輸入使用。
