定点DSP芯片TMS320F2812实现快速算法应用研究

　　1 TMS320F2812简介

　　TMS320F2812是TI公司的一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点DSP芯片。该芯片兼容TMS320LF2407指令系统?最高可在150MHz主频下工作，并带有18k×16位0等待周期片上SRAM和128k×16位片上FLASH(存取时间36ns)。其片上外设主要包括2×8路12位ADC(最快80ns转换时间)、2路SCI、1路SPI、1路McBSP、1路eCAN等，并带有两个事件管理模块(EVA、EVB)，分别包括6路PWM/CMP、2路QEP、3路CAP、2路16位定时器(或TxPWM/TxCMP)。另外，该器件还有3个独立的32位CPU定时器，以及多达56个独立编程的GPIO引脚，可外扩大于1M×16位程序和数据存储器。TMS320F2812采用哈佛总线结构，具有密码保护机制，可进行双16×16乘加和32×32乘加操作，因而可兼顾控制和快速运算的双重功能。

　　通过对TMS320F2812定点DSP芯片合理的系统配置和编程可实现快速运算，本文着重对此加以说明。

　　2 TMS320F2812基本系统配置

　　2.1 TMS320F2812时钟

　　TMS320F2812的片上外设按输入时钟可分为如下4个组：

　　(1)SYSOUTCLK组：包括CPU定时器和eCAN总线，可由PLLCR寄存器动态地修改;

　　(2)OSCCLK组：主要是看门狗电路，由WDCR寄存器设置分频系数;

　　(3)低速组：有SCI、SPI、McBSP，可由LOSPCP寄存器设置分频系数;

　　(4)高速组：包括EVA/B、ADC，可由HISPCP寄存器设置分频系数。

　　为了使系统具有较快的工作速度，除了定时器和SCI等少数需要低速时钟的地方，其它外设均可以150MHz时钟工作。

　　2.2 存储空间

　　图1所示是TMS320F2812的内部存储空间映射图。TMS320F2812为哈佛(Harvard)结构的DSP，即在同一个时钟周期内可同时进行一次取指令、读数据和写数据的操作。在逻辑上有4M×16位程序空间和4M×16位数据空间，但物理上已将程序空间和数据空间统一为一个4M×16位的存储空间，各总线按优先级由高到低的顺序为：数据写、程序写、数据读、程序读。其中由CY7C1041扩展的256k×16位SARAM位于Zone 6(0x100000～0x13FFFF)，存取时间不小于12ns;128k×16位FLASH空间(0x3D8000～ 0x3F7FFF)取指时间不小于36ns。为了尽可能提高器件的工作速度，在对FLASH寄存器编程使其在较高速度下工作的同时，可将时间要求比较严格的程序(如时延计算子程序、FIR滤波子程序等)、变量(如FIR滤波器系数、自适应算法的权向量等)各堆栈空间搬移到H0、L0、L1、M0、M1空间来运行。

　　2.3 中断

　　TMS320F28x系列DSP片上都有非常丰富的外设，每个片上外设均可产生1个或多个中断请求。中断由两级组成，其中一级是PIE中断，另一级是CPU中断。CPU中断有32个中断源，包括RESET、NMI、EMUINT、ILLEGAL、12个用户定义的软件中断USER1～USER12和16个可屏蔽中断(INT1～INT14、RTOSINT和DLOGINT)。所有软件中断均属于非屏蔽中断。由于CPU没有足够的中断源来管理所有的片上外设中断请求，所以在TMS320F28x系列DSP中设置了一个外设中断扩展控制器(PIE)来管理片上外设和外部引脚引起的中断请求。