鐵電存儲器FM18L08在DSP系統(tǒng)中的應(yīng)用

[摘 要] 介紹了一種新型鐵電存儲器FM18L08，同時(shí)還分析了TMS320VC5402 DSP的并行引導(dǎo)裝載模式，給出了一種基于鐵電存儲器FM18L08的DSP脫機(jī)獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并且該方案已成功的應(yīng)用到一種語音門鎖系統(tǒng)中。

[關(guān)鍵詞] DSP；鐵電存儲器；并行引導(dǎo)裝載模式

1 引 言

鐵電存儲器（FRAM）是Ramtron公司近年推出的一款掉電不揮發(fā)存儲器，它結(jié)合了高性能和低功耗操作，能在沒有電源的情況下保存數(shù)據(jù)。FRAM克服了EEPROM和FLASH寫入時(shí)間長、擦寫次數(shù)低的缺點(diǎn)，其價(jià)格又比相同容量的不揮發(fā)鋰電SRAM低很多，已在地鐵系統(tǒng)、抄表系統(tǒng)及IT工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

TMS320VC5402（以下簡稱C5402）是美國德州儀器公司（TI）推出的一款性價(jià)比極高的16bit定點(diǎn)數(shù)字信號處理器（DSP），操作速率可達(dá)100MIPS，它豐富的內(nèi)部資源配置為用戶構(gòu)造系統(tǒng)提供了很大便利，已經(jīng)在通信、電子、圖象處理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，C5402是RAM型器件，掉電后不能保持任何用戶信息，所以需要用戶把程序代碼放在不揮發(fā)的存儲器內(nèi)，在系統(tǒng)上電時(shí)，通過執(zhí)行自行引導(dǎo)裝載（Bootloader）程序?qū)⒋鎯υ谕獠棵浇橹械拇�碼裝載到C5402高速的片內(nèi)存儲器或系統(tǒng)中的擴(kuò)展存儲器內(nèi)，裝載成功后自動去執(zhí)行代碼，完成自啟動。
基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文介紹了一種并行接口鐵電存儲器FM18L08的特點(diǎn)，同時(shí)還分析了C5402 并行引導(dǎo)裝載模式的特點(diǎn)，給出了一種基于鐵電存儲器FM18L08和C5402接口的設(shè)計(jì)方案, 實(shí)現(xiàn)了基于并行引導(dǎo)裝載模式的DSP脫機(jī)獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且該設(shè)計(jì)方案已成功的應(yīng)用到一種語音門鎖系統(tǒng)中。

2 FM18L08 FRAM的特點(diǎn)

Ramtron’s FRAM存儲器技術(shù)的核心是微小的鐵電晶體集成到記憶體單元，以至于它能象快速的不揮發(fā)RAM一樣操作。 當(dāng)一個(gè)電場被加到鐵電晶體，中心原子順著電場的方向移動。 移去電場，中心原子保持不動，保存記憶體的狀態(tài)， FRAM 記憶體不需要定期刷新，掉電后立即保存數(shù)據(jù)。

FM18L08是Ramtron公司近年推出的一款存儲容量為32k╳8bits FRAM，其主要特點(diǎn)如下：3.0-3.65V單電源供電；并行接口；提供SOIC和DIP兩種封裝；功耗低，靜態(tài)電流小于15uA，讀寫電流小于10mA；非揮發(fā)性，掉電后數(shù)據(jù)能保存10年；讀寫無限次。

FM18L08引腳結(jié)構(gòu)如圖1：
/CE：片選
/WE：寫使能
/OE：輸出使能
A0-A14：地址端
DQ0-DQ7：數(shù)據(jù)端
VDD：電源
VSS：地

3 C5402并行引導(dǎo)裝載模式設(shè)計(jì)

C5402提供以下幾種引導(dǎo)裝載模式類型：

① HPI（主機(jī)接口）引導(dǎo)裝載模式

欲執(zhí)行的程序代碼通過主機(jī)接口總線由外部處理器加載至DSP片內(nèi)存儲器中。當(dāng)外部處理器將被加載代碼的起始地址（C5402片內(nèi)地址007FH）的內(nèi)容改變，便開始執(zhí)行引導(dǎo)裝載程序。

② 8位/16位并行引導(dǎo)裝載模式

引導(dǎo)裝載程序通過外部并行接口總線讀取存放在外部數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)。外部數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)是按照一定格式存儲的，其信息包括：欲加載的各段程序代碼、各段程序代碼長度、各段程序代碼存放的目標(biāo)地址、程序代碼的入口地址以及其他配置信息。

③ 8位/16位標(biāo)準(zhǔn)串行口引導(dǎo)裝載模式

引導(dǎo)裝載程序通過被設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)模式的多通道緩沖串口（McBSP）讀取存放在外部數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)。多通道緩沖串口1（McBSP1）支持8位串行接收方式，多通道緩沖串口0（McBSP0）支持16位串行接收方式。

④ 8位串行EEPROM引導(dǎo)裝載模式

引導(dǎo)裝載程序通過一串聯(lián)的EEPROM讀取存放在外部數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)。在此種方式中，EEPROM與設(shè)置為SPI工作模式的McBSP1相連接。

⑤I/O引導(dǎo)裝載模式

引導(dǎo)裝載程序通過外部并行接口總線地址為00H的I/O口讀取數(shù)據(jù)。該外部并口接口總線使用異步握手協(xié)議（使用C5402的XF和BIO引腳），使數(shù)據(jù)傳輸速度可按外部存儲器設(shè)備的要求執(zhí)行。

當(dāng)C5402工作在微計(jì)算機(jī)模式(MP/MC=0)時(shí),上電后自動運(yùn)行Bootloader程序，按照HPI引導(dǎo)裝載模式 串行EEPROM引導(dǎo)裝載模式 并行引導(dǎo)裝載模式 標(biāo)準(zhǔn)串行口引導(dǎo)裝載模式

I/O口引導(dǎo)裝載模式的順序循環(huán)檢測，以決定執(zhí)行哪種啟動模式。

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