基于EMIF接口的数据采集系统的设计

　　近年来，随着微控制器的发展，各类工业控制产品对现代数字控制器的需求也越来越大。这又反过来推动了现代大规模集成电路和微控制器的不断发展，同时各类数字处理器的工作频率也越来越快，例如TI公司的控制器TMS320C6000可达到200 MHz。而为了支持与各种外部存储器之间的无缝对接，TMS320C6000系列处理芯片加入了外部存储器接口(The External Memory InteRFace，EMIF)。本次设计主要是以TI公司的浮点核芯片TMS320C6713为主要控制器。

　　1 浮点DSP TMS320C6713简介

　　TMS320C6713是一款高性能浮点DSP，其工作主频可达200 MHz，其单指令执行周期仅5 ns，具有强大的定点浮点运算能力，运算速度高达1 600MIPS/1 200MFLOPS。

　　TMS320C6713处理器由3个主要部分组成：CPU内核、存储器和外设。

　　CPU中包含8个功能单元，可以并行操作;有两组寄存器，每组寄存器由16个32位寄存器组成。片内程序存储器的总线宽度为256 bit，每个周期可取8条32位指令。外设包括扩展的直接存储器访问(EDMA)、低功耗、外部存储器接口(EMIF)，串口、McBSP接口、IIC接口和定时器等。TMS320C6713功能框图如图1所示。

　　从总体上归纳一下，TMS320C6713具有以下特点：

　　1)高性能浮点DSP，主频高达200 MHz，运算速度最高可达1600 MIPS;

　　2)超长指令字(VLIW)DSP核：8个独立功能单元(6个累加器和2个乘法器)，32个32 bit的通用寄存器的存储装载结构，可以大大缩减代码的指令包;

　　3)L1/L2存储器结构：4 KB L1P程序缓存，4 KB L1D数据缓存：256 KB L2内存：其中64 K字节可配置成缓存或存储器，192 K字节统一映像内存，可以灵活地定位为程序/数据空间;

　　4)32位外部存储器接口(EMIF)：可配置异步存储器接口，扩展SRAM和E2PROM;可配置同步存储器接口，可扩展SDRAM和SBSRAM;可寻址512 MB外存空间;

　　5)16位的HPI接口，可访问CPU的任意可寻址空间;

　　6)2个多通道缓存串口(McBSP);

　　7)2个I2C总线主/从模式接口;

　　8)内置灵活的PLL锁相时钟电路;

　　9)支持1EEE-1149.1(JTAG)边界扫描接口;10)16路GPIO接口。

　　与其他DSP相比较而言，TMS320C6713的主要优点是运行速度快、存储配置方便、资源丰富，这些都给微控制器的设计带来了很大的便利。

　　2 EMIF简介

　　TMS320C6000的EMIF接口，即外部存储器接口(The External Memory Interface)，支持各种外部器件的无缝接口，包括：流水线式同步猝发SRAM(SBSRAM);异步DRAM(SDRAM);异步器件，包括SIAM、ROM和FIFO等;外部共享存储器。

　　简单来说，EMIF接口就相当于一个可配置的总线接口，其接口上面的信号线基本囊括了各种存储器(SRAM、Flash RAM、DDR-RAM等)的读写接口信号。通过软件配置相应的寄存器，可以使EMIF接口工作于和设计中使用的外部存储器相匹配的固定的接口形式。但是与其他固定接口不同的是，EMIF接口读写时序中的高低电平的保持时间是可以通过寄存器设置的。