摘 要: 介绍了基于电可擦除可编程逻辑器件 EPLD,用VHDL语言设计实现的TMS320C5402与
|
在多媒体应用中,多媒体信息绝大部分是视频数据和音频数据,而数字化的视频数据和音频数据的数据量是非常庞大的。为了能够及时完整地处理前端采集的数据,一般系统都采用高速DSP和大容量缓冲存储器,且缓冲存储器一般选用同步动态随机存储器(SDRAM)。由于DSP不能直接与SDRAM接口,而且SDRAM控制时序比较复杂,因此本文介绍如何利用电可擦除可编程逻辑器件实现TMS320C5402与SDRAM的接口。
|
1 SDRAM结构和命令 SDRAM是一种具有同步接口的高速动态随机存储器,本文选用的是Samsung公司512K×16Bit×2组的KM416S1120D。SDRAM的同步接口和内部流水线结构允许存储外部高速数据,其内部结构框图如所示。 |
SDRAM的所有输入和输出都与系统时钟CLK上升沿同步,并且由输入信号RAS、CAS、WE组合产生SDRAM控制命令,其基本的控制命令如表1所示。 |
在具体操作SDRAM时,首先必须通过MRS命令设置模式寄存器,以便确定SDRAM的列地址延迟、突发类型、突发长度等工作模式;再通过ACT命令激活对应地址的组,同时输入行地址;然后通过RD或WR命令输入列地址,将相应数据读出或写入对应的地址;操作完成后用PCH命令或BT命令中止读或写操作。在没有操作的时候,每32ms必须用ARF命令刷新数据(2048行),防止数据丢失。
|
2 FLEX10K系列EPLD特点
|
3 TMS320C5402和SDRAM接口设计 TMS320C5402和SDRAM接口电路方框图如所示。 |
命令接口主要对DSP送来的SDRAM的地址和操作命令进行解码(命令编码见表1);刷新控制主要对SDRAM数据刷新进行计时,确保32ms刷新2048行数据;仲裁电路主要对读写命令和刷新命令进行仲裁,杜绝同时操作,防止数据丢失;命令产生器主要用来产生控制SDRAM的各种时序,完成SDRAM的读、写和刷新,同时控制FIFO的读、写操作;FIFO是DSP与SDRAM之间的数据通道,深度为256,其作用是充分利用SDRAM的突发读写功能,提高系统速度,同时简化DSP软件设计。
|
DSP每次进行读、写操作时,首先向其I/O空间0002H和0003H写入SDRAM行和列地址,然后向I/O空间0001H写入控制命令,命令译码器根据命令寄存器中命令,译码后向仲裁电路发出读写请求。 刷新控制电路主要由1562计数器构成。由于TMS320C5402时钟频率为100MHz,SDRAM要求在32ms之内刷新2048行数据,因此该计数器计数值应小于: 32ms/2048/0.01μs=1562.5。当计数器计满1562次时,刷新控制电路向仲裁电路发出刷新要求。 3.2 仲裁电路和命令产生器设计 仲裁电路接收命令接口模块解码的命令和刷新控制模块的刷新请求,产生适当的控制命令,其中刷新请求的优先级较高。当来自DSP的命令和来自刷新控制模块的刷新请求同时到达时,则首先执行刷新操作,然后执行来自DSP的命令。这样可以防止SDRAM的数据丢失。由此可知,仲裁电路实质上是一个优先级选择器。 命令产生器主要产生SDRAM读、写和刷新的控制时序(具体时序可见参考文献1)以及FIFO的读写控制信号,用以对SDRAM进行各种操作,其实质上是一个Mealy型状态机,利用VHDL语言可以很方便地实现,其状态转移图如所示。 |
3.3 FIFO设计 FIFO电路是DSP与SDRAM进行数据交换的通道,通过FIFO电路可以很好地实现DSP对SDRAM的读写。FIFO电路被映射为DSP的I/O空间0000H(见表2),DSP对SDRAM的每次读或写,都对DSP的I/O空间0000H操作,简化了DSP软件设计。利用FLEX10K系列EPLD内部嵌入式阵列块(EAB)和参数化模块库(LPM),可以很快地构造出256×16的FIFO电路,FIFO的设计比较简单。VHDL描述具体如下(注意在程序开始处添加LPM库): FIFO256 CSFIFO GENERIC MAP LPM_WIDTH <= 16;LPM_NUM- WORDS <= 256 ;
|
[1]. KM416S1120D datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/KM416S1120D_763965.html.
[2]. ACT datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/ACT_2278955.html.
[3]. PCI datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。