基于DSPE1—16XS的硬件开发平台设计
中国矿业大学 袁鹏
引 言
嵌入式系统硬件的核心是各种类型的嵌入式处理器,目前全世界嵌入式处理器的品种已经超过1000多种,流行体系结构有30多个系列。嵌入式处理器一般可以分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器和嵌入式片上系统。
与标准微处理器相比,嵌入式微处理器只保留了和嵌入式应用有关的功能,并且为了满足嵌人式应用的特殊要求,在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面都做了各种增强。
DSP嵌入式系统是DSP系统嵌人到应用电子系统中的一种通用系统。这种系统既具有DSP器件在数据处理方面的优势,又具有应用目标所需要的技术特征。在许多嵌人式应用领域,既需要在数据处理方面具有独特优势的DSP,也需要在智能控制方面技高一筹的微处理器(MCU);因此,将DSP与MCU融合在一起的双核平台,将成为DsP技术发展的一种新潮流。德国Hyperstone公司是真正把DSP成功嵌入32位微处理器的厂商之一,尤其是它的E1一XS系列更是这方面的佼佼者。
1 E1-16XS微处理器结构概述
Hyperstone RISC／DSP架构框图如图1所示。
Hy—perstone内核是专为RISC和DSP功能的集成而设计的,但它不是两个不同内核在单个芯片上的简单组合,而是一个集成的内核和指令集。这一全集成的内核基于单处理器模式,带有单指令流。RISC和DSP单元间简单且高效的通信由1个96路的32位内部寄存器实现,在每个时钟周期内可以执行3条指令的操作。所以在100 MHz的频率下可以达到3。O MOPS这样优秀的性能。
Hyperstone E1-16xS是一款O．25μm CMOS工艺的微处理器。它结合了高性能的RISC微处理器和DSP处理器,利用简洁高效的指令,使嵌入式DSP处理器的实时性得以充分的发挥。
该处理器主要具有如下的特点：
①32位RISC／DSP处理器,ALU、DSP单元和LoaoI／Store单元并行处理,内部集成硬件乘法器。
②16根数据线,22根地址线,4个外部存储体(Mem—oryr Bank)选择信号。
③4 GB内存地址空间,I／O空间和存储空间分开寻址,存储器和DSP连接无需附加逻辑电路。
④片内集成16 KB RAM和片上指令高速缓存。⑤具有全面的DRAM和DMA控制器,所有的总线时序可编程。
⑥片上PLL、CPU最高频率可达180 MHz。
⑦中断服务程序可在7个时钟周期内启动。除内部中断外,还有7个外部中断可用。
⑧3个可编程I／O引脚除了可配置成输入输出外,还可以配置成外部中断输入使用。
