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黄润龙 (中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036)
摘 要：主要分析了TMS320F206的性能特点，从硬件设计和软件设计上，阐述了用TMS320F206代替TMS320C25的可行性，以及代替TMS320C25能在成本上大为改观的设计构想。
关键词：数字信号处理；芯片；应用；设计
一、引言
TI公司的TMS320系列产品在定点DSP不断发展的方向为：C1x→C2x→C5x→C2xx→C54x→C62x→...，其中C1x/C2x/C5x/C2xx保持了指令的兼容性。随着技术的发展和新产品的推出，C2x和C5x即将停产，而价格便宜、处理能力相当强的TMS320C2xx系列芯片已经推出。TMS320Cxx是以TMS320C2xLP的CPU核心为基础的，TMS320C2xx系列集成了片上外设，这便于实际应用时的设置。TMS320C2xx系列的通用性及其功能为各种复杂的应用设计提供了一个新的途径。其中典型的TMS320F206 DSP芯片在图像处理、数值处理、实时控制、数据通信、语言/语音、编码解码、滤波及增益均衡等许多领域都有广泛的应用。以下主要分析TMS320F206性能特点，以及和TMS320C25的比较，并阐述TMS320F206代替TMS320C25的可行性。
二、TMS320F206的结构与性能特点及其与TMS320C25的比较
TMS320F206是TI公司TMS320C2xx系列产品中低成本、通用性较强的16 bit定点DSP芯片。它采用静态CMOS集成电路制造技术、改进的哈佛结构（具有分离的程序和数据总线）、先进的多级流水线工艺、丰富的片内外设、尤其是片内含有可作为程序存储器的32 K闪速存储器（Flash RAM）、执行速率达40MIPS。通过TMS320F206自带的符合IEEE标准1149.1的JTAG接口将可执行程序代码直接烧录到芯片内部，并可通过接口对程序进行仿真与测试。基于JTAG的结构，极大地方便了用户的系统设计与程序调试，从而使TMS320F206获得了广泛的应用。
TMS320F206的性能特点如表1所例。
表2对比了TMS320F206和TMS320C25的相同点和不同点，并分析了TMS320F206对TMS320C25兼容性。
三、TMS320F206代替TMS320C25的设计
由于停产的原因，TMS320C25价格不断上涨，再加上TMS320C25在设计中需要采用2片EPROM外部程序存储器，故整个印制板成本相当高。用TMS320F206代替TMS320C25和相应的程序存储器，其性价比相当可观。
1.硬件设计
TMS320C25是一种塑料封装的68个引脚的芯片（PLCC），TMS320F206是100个引脚的TQFP封装芯片，对比2种芯片的每一个管脚，TMS320C25绝大多数的管脚都集成于TMS320F206芯片中，设计时应注意表3引脚设计。
表 3 中 有些管脚 （DIV1～DIV2、 /TRST、 /TCK、/TMS、TDI、TDO、EMU0、EMU1//OFF）应特别注意引出到相应接插件上，以便在仿真、测试和烧录程序时跳线用。
图1是TMS320C25和2片程序存储器CY7C263（单片8 K字容量）以及2片数据存储器TMS27C040（单片512 K字容量）的电路图，图2是TMS320F206和2片数据存储器TMS27C040的电路图。由于TMS320F206内部有32 K Flash RAM，故图2电路图完全能都代替图1电路图的功能。
从图1和图2电路图比较，TMS320F206减少了2片外部程序存储器，片内存储器操作比外部存储器具有更高的抗干扰能力，比外部存储器有更低的功耗，提高了电路的可靠性，节约了成本，节省了印制板的空间，减轻了重量，对于早期设计的复杂电路可以起到很好的简化效果。
2.软件设计
TMS320C2xx与C2x、C5x系列DSP的内核是一致的，汇编指令几乎完全一样。C2xx比C2x增加了少量指令，而C5x比C2xx多了少许指令，所以针对于用C2xx代替C2x的设计，只要在硬件上设计考虑科学，软件设计不必要太大的改动，就可以移植到C2xx上运行，可以大大缩短设计周期，以便升级系统设计。
(1)中断的使用
中断是任何CPU同外部设备传送信息不可缺少的方式之一。TMS320F206要利用中断必须完成以下软硬件设计工作：
1)编写好中断矢量表。在中断矢量表地址上是一条跳转指令，它指向中断服务程序；
2)编写中断服务程序。在程序开始用PUSH、PSHD指令，将需要保护的ACC低16位、寄存器、数据保存在堆栈中。程序出口处用POP、POPD指令将保存的值恢复到原寄存器或数据存储单元中。当超过8级硬件堆栈的深度时，也可保存在普通存储器中；
3)在IMR寄存器中将相应中断位置1，允许此中断，对/INT2、/INT3还应在ICR寄存器中再设置；
4)在ST1寄存器中，将INTM位清零，使能全局中断；
5)用硬件或软件产生中断请求。对于硬件中断，中断请求将体现在IFR寄存器的相应位；
6)区分复用中断。/INT2、/INT3共用一个中断向量时，必须在中断服务程序中判断ICR的相应位，以区分哪个中断产生；
7)TMS320F206片内有8级16位硬件中断堆栈，最多允许8级中断/调用嵌套，TOS指针指向栈顶，即RET指令返回的地址处。
(2)软件烧录及加载
由于TMS320F206将程序烧录到芯片内的Flash RAM中是通过JTAC仿真测试口完成的，应注意：不论是40MIPS、28.5 MIPS或20 MIPS的TMS320F206芯片，程序代码烧录进Flash RAM中的前提是TMS320F206工作速率为20 MIPS,即CLKOUT1时钟频率为20 MHz/50 ns，否则程序将无法烧录进TMS320F206的闪存中。如果在设计中如果需要TMS320F206处理速度超过20 MIPS，并且需要片内闪存作为程序存储器时，应注意CLKOUT1时钟的设计。在利用外部时钟源的时，可利用DIV1和DIV2来决定时钟输入信号如何分频/倍频形成主时钟，而复位后DIV1和DIV2不能改动。DIV1为高电平、DIV2为低电平时，CLKOUT1时钟频率和外部时钟源相等；DIV1为的电平、DIV2为高电平时，CLKOUT1时钟频率2倍于外部时钟源频率。故如果在运行程序时，要求CLKOUT1的速率超过20 MHz，可使外部时钟源不大于20 MHz，在烧录程序和运行程序时可通过跳线的方式，确定DIV1和DIV2不同的高低电平来满足不同的时钟需求。
四、结束语
以上分析了TMS320F206可以替代TMS320C25设计的可行性，并可减轻印制板的重量、缩小印制板的体积，在经济效益、系统的可维护性、系统的可靠性方面都有很大的提高。
参考文献
［１］苏涛，等DSP实用技术［Ｍ］．西安： 西安电子科技大学出版社，2002.
［２］黄凤英．DSP原理与应用［Ｍ］．江苏：东南大学出版社，1997.
［３］张芳兰．TMS320C2xx 用户指南［Ｍ］．北京：电子工业出版社，1999．
［４］TMS320C2xx User's Guide［Ｚ］．USA: TEXAS INSTRUMENTS,1997．
［５］TMS320C1X/TMS320C2X/TMS320C2xx/TMS320C5X Assembly Language Tools User's Guide［Ｚ］.USA:TEXAS INSTRUMENTS,1995
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