网站公告列表

  没有公告
加入收藏
设为首页
联系站长
 . 网站首页 . 新闻 . 新品 . 方案 . 专访 . 活动 . DSP . EDA . 评测室 . 技术文库 . 会员区 . 商城 . 服务导航 . 邮购 . 资源 . 
您现在的位置： 61IC中国电子在线 >> 技术文库 >> 嵌入式 >> 文章正文
  [组图]利用EPLD实现TMS320C5402与SDRAM接口           ★★★ 【字体：小 大】
利用EPLD实现TMS320C5402与SDRAM接口
作者：刘晓明 安…    文章来源：电子技术应用    点击数：    更新时间：2006-10-1    
长沙国防科技大学电子科学与工程学院(410073) 尹 军 梁光明 唐朝京

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
SDRAM的接口电路。
关键词： 电可擦除可编程逻辑器件 数字信号处理器 同步动态随机存储器 接口电路 VHDL

 

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，其内部结构框图如图1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

FLEX10K系列EPLD是工业界第一个嵌入式的可编程逻辑器件，主要由嵌入式阵列块(EAB)、逻辑阵列块(LAB)、快速布线通道(FastTrack)和I/O单元组成，具有如下特点：
(1)片上集成了实现宏函数的嵌入式阵列和实现普通函数的逻辑阵列；
(2)具有10000～250000个可用门；
(3)支持多电压I/O接口，遵守PCI总线规定，内带JTAG边界扫描测试电路；
(4)可快速预测连线延时的快速通道连续式布线结构；
(5)多达6个全局时钟信号和4个全局清除信号；
(6)增强功能的I/O引脚，每个引脚都有一个独立的三态输出使能控制，都有漏极开路选择。

 

3 TMS320C5402和SDRAM接口设计

TMS320C5402和SDRAM接口电路方框图如图2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。


3.1 命令接口和刷新控制电路设计
命令接口电路主要由命令寄存器、命令译码器、SDRAM行列地址锁存器、模式寄存器组成。其中命令寄存器映射为DSP的I/O空间0001H，SDRAM行和列地址锁存器分别映射为DSP的I/O空间0002H和0003H，模式寄存器映射为DSP的I/O空间0004H，具体控制命令和I/O地址分配如表2、表3所示。

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，其状态转移图如图3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；


PORT MAP data ＜＝ LPM_WIDTH-1 DOWNTO 0；
wreq ＜＝ wr；rreq ＜＝ rd；
clock ＜＝ clk50；clockx2 ＜＝ clk100；
clr ＜＝ clr；sclr ＜＝ sclr；
empty ＜＝ empty；full ＜＝ full；
q＜＝qLPM_WIDTH-1 DOWNTO 0；
由于EPLD通用、高速及价廉的特点，因此具有很好的实际应用前景，尤其适用于需要大容量高速缓冲存储器的多媒体应用。

 

参考文献
1 Samsung CMOS SDRAM Data Book．Samsung Company，1999
2 TMS320C54x Referense Set．TI Company 2000
3 曾繁泰．VHDL程序设计．北京：清华大学出版社，2000
4 宋万杰．CPLD技术及其应用．西安：西安电子科技大学出版社，1999
               欢迎点击进入：TI德州中文网   (国内唯一针对TI应用的中文技术网站)    文章录入：admin    责任编辑：admin 
  • 上一篇文章：

  • 下一篇文章：
    • 【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】
    最新热点 最新推荐 相关文章
    10M/100MTCP/IP的Verilog程序
    容错系统中的自校验技术及实…
    11种软件滤波方法
    MicroBlaze的使用方法 推荐给…
    基于影像传感器MT9M111的视频…
    基于DSP的1553B总线通讯检测…
    应用PlanAhead工具提高设计效…
    利用物理综合与优化提升设计…
    如何搭建机器视觉系统
    基于EDA的交通灯控制系统
    　　网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
    | 设为首页 | 加入收藏 | 联系站长 | 友情链接 | 版权申明 | 网站公告 | 管理登录 | 
    站长：61IC 湘ICP备05002478号