TMS320VC5402 DSP的并行I/O引导装载方法研究

TMS320VC5402(以下简称C5402)是德州仪器公司(TI)1999年10月推出的性价比极高(目标价格仅为5美元)的定点数字信号处理器(DSP)。C5402主要特点如下[1]：
　　・操作速率达100MIPS；
　　・具有先进的多总线结构，三条16位数据存储器总线和一条程序存储器总线；
　　・40位算术逻辑单元(ALU)，包括一个40位桶形移位器和两个40位累加器；
　　・一个17×17乘法器和一个40位专用加法器，允许16位带/不带符号的乘法；
　　・整合维特比加速器，用于提高维特比编译码的速度；
　　・单周期正规化及指数译码；
　　・8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用业界最先进的定点DSP C语言编译器；
　　・数据/程序寻址空间1M×16bit，内置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM；
　　・内置可编程等待状态发生器、锁相环(PLL)时钟产生器、两个多通道缓冲串行口、一个8位并行与外部处理器通信的HPI口、2个16位定时器以及6通道DMA控制器；　　
　　・低功耗，工作电源有3V和1.8V(内核)，特别适合电池供电设备。
　　由此可见，与TMS32054X系列的其它芯片相比，C5402以其独有的高性能、低功耗和低价格特性，使得一推出就受到业内用户的欢迎。但它的内部结构和片内掩模的引导装载(Bootloader)程序与C54X系列的其它DSP处理器[2]有较大的差异，而它的应用对象又大多是要求能脱机运行，如机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)和数字无线通信等内嵌式系统。为此，本文立足我们的实践经验，简单介绍C5402 Bootloader程序分析和实现方法，并较为详细地介绍并行I/O Bootloader方法。
1 几种引导装载方法
　　C5402片内掩模的Bootloader用于在上电复位时把用户程序从外部引导到高速RAM中，以保证其全速运行。C5402提供了如下四种Bootloader方法：8位或16位并行EPROM方法、8位或16位并行I/O方法、8位或16位串行口方法和处理器通信口(主端口)HPI方法。
　　上电复位后，C5402检测其MP/MC引脚，如果MP/MC＝“0”则进入Bootloader程序。进入Bootloader后，如有INT2请求中断，则进入HPI引导方式，否则则读入端口地址为0FFFFH的I/O端的引导方式选择字(Boot Routine Selection、 BRS)。当BRS＝XXXX00时，进入I/O或串行口引导方式;如BRS＝XXXX1000时，进入8位I/O引导方式;BRS＝XXXX1100时，进入16位I/O引导方式，否则则进入串行口引导方式。当BRS＝XXXX01时，进入8位EPROM引导方式，BRS＝XXXX10时，进入16位EPROM引导方式。
2 C5402片内ROM结构及并行I/O引导装载程序分析
　　C5402提供了4K×16bit 的掩模ROM，其具体内容见表1。C5402上电复位后，如果MP/MC＝“0”则从F800h地址开始运行Bootloader程序。在进入8位并行I/O引导程序以前，C5402与外部I/O要进行一系列的通信联络，其程序框图如图1所示。

以下是8位并行I/O引导程序片段下：
　　行号 源程序 注 解
　　(标号)
　　END ；读入用户代码结束并转执行用户程序
　　1 CALL (21) ；调用读数据子程序
　　2 STL B、61h ；B的内容→61H单元
　　3 CALL (21) ；调用读数据子程序
　　4 STL B、 62h ；B的内容→62H单元
　　5 CALL (21) ；调用读数据子程序
　　6 BC (END)、 BEQ ；B＝0时结束
　　7 SUB #01h、0、B、B ；B－1→B
　　8 STLM B、BRC ；B→BRC
　　9 CALL (21) ；调用读数据子程序
　　10 STL B、 68h ；B的内容→68H单元
　　11 CALL (21) ；调用读数据子程序
　　12 ADD 68h、16、B、B ；68H移位后加B→B
　　13 LD B、0、A ；B→A
　　14 RPTD (20)－1 ；循环15－19
　　15 CALL (21) ；调用读数据子程序
　　16 SSBX XF ；XF＝1
　　17 BC (17)、BIO ；BIO＝0则等待
　　18 WRITA B ；把B的内容写到*A
　　19 ADD #01h、0、A、A ；A＋1→A
　　20 B (5) ；跳转到标号为5
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　　21 SSBX XF ；XF＝1
　　22 BC (22)、BIO ；BIO＝0则等待
　　23 RXBX XF ；XF＝0
　　24 BC (24)、NBIO ；BIO＝1则等待
　　25 PORTR 0000h、 B ；读0地址端口→B
　　26 SFTL B、8、B ；B左移8位→B
　　27 SSBX XF ；XF＝1
　　28 BC (28)、 BIO ；BIO＝0则等待
　　29 RXBX XF ；XF＝0
　　30 BC (30)、 NBIO ；BIO＝1则等待
　　31 PORTR 0000h、68h ；读0地址端口→68
　　32 ANDM 000ffh、68h ；逻辑与
　　33 OR 68h、 B ；逻辑或后→B
　　34 RET ；返回