DSP并行引导方法在氢钟自动调谐系统中的应用 - 上海天文台.PDF

　　中　国　科　学　院　上　海　天　文　台　年　刊 ２００６年　总第２７期 　 ＡＮＮＡＬＳＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＯＢＳＥＲＶＡＴＯＲＹ ＡＣＡＤＥＭＩＡ ＳＩＮＩＣＡ 　Ｎｏ．２７，　２００６ ＤＳＰ并行引导方法 在氢钟自动调谐系统中的应用 １，２ １ 安　艳 　　刘铁新 （１．中国科学院上海天文台，上海２０００３０；　２．中国科学院研究生院，北京１０００４９） 提　　　要 介绍了ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２外挂程序存储器的在线编程技术，给出创建系统引导表的具体步 骤并在此基础上重点讨论了１６位并行引导装载方法，并在以ＤＳＰ为核心的氢钟自动调谐系 统中得以仿真实现。 主题词：天文观测设备与技术 — ＤＳＰ— 引导装载— 氢钟 — 在线编程 — 腔自动 调谐系统 ＋ 分类号：ＴＨ７１４．１４，ＴＰ２７２ １　引　　言 氢钟腔自动调谐电路由１Ｈｚ方波发生器、２０ＭＨｚ开关综合器及 Ｌｏｃｋｉｎ放大器组成， 目前一般均采用模拟电路的设计方式。近年来，随着微电子技术的高速发展，使得数字 电路和微处理器的结合成为可能。为改善氢钟自动调谐器误差信号处理部分受到的温 度影响，尝试采用 ＤＳＰ＋ＦＬＡＳＨ的微处理器结构进行数字化调控。 在 ＤＳＰ独立系统中，用户代码需要在加电后自动装载运行。ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ内 部 ＲＯＭ中的引导装载程序（Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ）使系统上电后能 自动将程序代码从外部（如 ＦＬＡＳＨ，ＥＰＲＯＭ）引导装载至程序存储器（片内ＲＡＭ或扩展的ＲＡＭ）中全速运行。这样 的设计有三个突出的优点：一是程序代码可以存储在片外相对慢速、非易失性器件中，而 装载运行于高速器件；二是能提供多种装载方式，使得 ＤＳＰ（数字信号处理器，ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇ ｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）可以灵活应用到不同系统；三是省去对 ＤＳＰ片内ＲＯＭ进行掩膜编程操作， 从而能节省大量费用。 ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２内部只有 １６Ｋ×１６位 ＲＡＭ和４Ｋ×１６位掩膜 ＲＯＭ，因此用户程序 必须存放在外挂的程序存储器中。由于表面封装或ＰＬＣＣ封装的存储器难以利用编程器 编程，目前普遍采用的在线编程技术不需要编程器，而是通过系统的ＤＳＰ就可直接对用 户板上的存储器编程。本文给出了两种并行引导连接电路并以氢钟自动调谐器误差信 号处理电路为例具体分析 １６位并行引导装载过程。 收稿日期：２００６０４２４；　修回日期：２００６０５２２ 总第２７期　　　　　　　　　ＤＳＰ并行引导方法在氢钟自动调谐系统中的应用 ９３ ２　ＤＳＰ并行引导装载 ２．１引导装载程序（Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ） ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２通过合理设置，上电复位后，指令从 ＦＦ８０ｈ处开始执行，然后自动跳 转到内部引导装载程序（Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ）入口地址Ｆ８００ｈ，并对芯片ＭＰ／ＭＣ位进行判断，若为 逻辑０，则执行引导装载程序。 表１　ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２片上ＲＯＭ的内容［１］ Ｔａｂｌｅ１　ＴｈｅＣｏｎｔｅｎｔｏｆＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ｏｎ－ｃｈｉｐＲＯＭ 地址范围 Ｆ０００～Ｆ７ＦＦ Ｆ８００～ＦＢＦＦ ＦＣ００～ＦＤＦＦＦＥ００～ＦＥＦＦ ＦＦ００～ＦＦ７Ｆ ＦＦ８０～ＦＦＦＦ 内容 保留 ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ μ律 Ａ律 正弦查找表 中断向量表 引导程序能提供多种引导模式以适配不同的系统设备，包括主机接口（ＨＰＩ）模式、标 准串行口模式、通用 Ｉ／Ｏ口模式、串行 ＥＥＰＲＯＭ模式及并行引导模式，具有很强的系统灵 活性。前三种模式只适用于由其它处理器为 ＶＣ５４０２提供运行代码的多处理器系统中。 后两种模式对以ＶＣ５４０２为核心的独立系统都可以适用，只是串行 ＥＥＰＲ０Ｍ引导模式只 支持价格偏高的ＳＰＩ端口ＥＥＰＲＯＭ，而并行引导模式因为采用并行的ＥＰＲ０Ｍ（可擦除可 编