0 引 言
近年來(lái)，隨著DSP技術(shù)的普及、高性能DSP芯片的出現(xiàn)，DSP已越來(lái)越多地被廣大的工程師所接受，并越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如：語(yǔ)音處理、圖像處理、模式識(shí)別及工業(yè)控制等，并且已日益顯示出其巨大的優(yōu)越性。DSP是利用專門或通用的數(shù)字信號(hào)處理芯片，以數(shù)字計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，具有處理速度快、靈活、精確、抗干擾能力強(qiáng)、體積小及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，滿足了對(duì)信號(hào)快速、精確、實(shí)時(shí)處理及控制的要求。
在語(yǔ)音處理、圖像處理、模式識(shí)別及工業(yè)控制中，少不了對(duì)必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)保護(hù)。如果存儲(chǔ)在內(nèi)外RAM之中，掉電數(shù)據(jù)就丟失，起不到保護(hù)數(shù)據(jù)電感器圖形符號(hào)的作用；存儲(chǔ)在FLASH中，由于對(duì)FLASH進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入時(shí)，要先進(jìn)行擦除操作，然后才能整頁(yè)的寫入，如果每次寫入的數(shù)據(jù)比較少，這樣就要占據(jù)很大的CPU時(shí)間，操作比較麻煩。
針對(duì)這些缺點(diǎn)，根據(jù)多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際，提出一種基于SP模壓電感I方式的外部數(shù)據(jù)擴(kuò)展方式。本文所用到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是Xicor公司生產(chǎn)的帶有塊鎖保護(hù)的4 Kb CMOS串行E2PROM X5043(接口符合SPI協(xié)議)。該器件利用Xicor專有的直接寫入晶片，提供最小為10萬(wàn)次擦寫和最少100年的數(shù)據(jù)保存期。數(shù)據(jù)寫入之前不需要外部進(jìn)行擦除操作，芯片本身自動(dòng)完成。同時(shí)X5043還具有上電復(fù)位、看門狗定時(shí)器、電源電壓監(jiān)控四種常用的功能。這種組合不但降低了系統(tǒng)成本、減少了電路板空間，還增加了系統(tǒng)可靠性。
1 SPI協(xié)議
圖1是典型的SPI協(xié)議。SPI協(xié)議采用主從設(shè)置，相互連接的設(shè)備中一個(gè)作為主設(shè)備，其他的設(shè)備作為從設(shè)備。接口連線主要包括4條信號(hào)線：串行數(shù)據(jù)輸入信號(hào)線，(Master In Slave Out，MIS())；串行數(shù)據(jù)輸出信號(hào)線(Master Out Slave In，MOSI)；移位時(shí)鐘信號(hào)線(SCK)；從設(shè)備片選信號(hào)線(SS)。
2 VC5402的多通道緩存串行口(McBSP)
2．1 McBSP的功能特點(diǎn)
TMS320V5402是TI生產(chǎn)的第二代低功耗定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，提供了兩個(gè)高速、全雙工、多通道緩存串行口，每個(gè)串行口可以支持128通道，速度達(dá)100 Mb／s。McBSP是在標(biāo)準(zhǔn)串行接口的基礎(chǔ)之上對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展，因此，具有與標(biāo)準(zhǔn)串行接口相同的基本功能：
模壓電感器 (1)全雙工通信；
(2)擁有兩級(jí)緩沖發(fā)送和三級(jí)緩沖接收數(shù)據(jù)寄存器，允許連續(xù)數(shù)據(jù)流傳輸；
(3)為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收提供獨(dú)立的幀同步脈沖和時(shí)鐘信號(hào)；
(4)能夠與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的解碼器、模擬接口芯片(AICs)和其他串行A／D和D／A設(shè)備直接連接；
(5)支持外部移位時(shí)鐘或內(nèi)部頻率可編程移位時(shí)鐘。
此外，McBSP還具有的其他特殊功能，本文所用到的有：
(1)串行字長(zhǎng)度可選，包括8，12，16，20，24和32位可選。
(2)進(jìn)行8位數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以選擇LSB或MSB為起始位；
(3)幀同步脈沖和時(shí)鐘信號(hào)的極性可編程；
(4)內(nèi)部時(shí)鐘和幀同步脈沖的產(chǎn)生可編程，具有相當(dāng)大的靈活性。
2．2 McBSP與X5043的接口設(shè)計(jì)
X5043的外部接口符號(hào)SPI協(xié)議規(guī)范。DIP封裝的X5一體電感器043有8個(gè)管腳組成，各個(gè)管腳功能如下所示：
CS：片選端，當(dāng)CS為低時(shí)，X5043選中。在任何操作之前，需要先在CS上有一次由高至低的跳變；
SO：串行數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)讀周期時(shí)，數(shù)據(jù)從該引腳移出；
SI：串行數(shù)據(jù)輸入引腳，所要寫入存儲(chǔ)器的操作碼，字節(jié)地址和數(shù)據(jù)都從該引腳輸入；
WP：當(dāng)WP為低時(shí)，向X5043的非易失性寫被禁止，但器件其他功能正常，為高時(shí)，所用功能電感生產(chǎn)廠家都正常；
SCK：串行時(shí)鐘端。串行時(shí)鐘控制串行總線數(shù)據(jù)輸入和輸出的時(shí)序。
McBSP的時(shí)鐘停止模式與SPI協(xié)議兼容。當(dāng)McBSP處于時(shí)鐘停止模式時(shí)，發(fā)送器和接收器是內(nèi)部同步的，因此可以將McBSP作為SPI主設(shè)備或從設(shè)備。當(dāng)設(shè)置McBSP為主設(shè)備時(shí)，發(fā)送端輸出信號(hào)DXR就作為SPI協(xié)議的MOSI信號(hào)，接收端輸入信號(hào)DRR就作為SPI協(xié)議的MISO信號(hào)。發(fā)送幀同步脈沖信號(hào)FSX作為從設(shè)備片選信號(hào)SS，而發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)CLKX就與SPI協(xié)議的串行時(shí)鐘信號(hào)SCK相對(duì)應(yīng)。由于接收時(shí)鐘信號(hào)CLKR和接收幀同步脈沖信號(hào)FSR與發(fā)送端的相應(yīng)部分CLKX和FSX在內(nèi)部相互連接，因此這些信號(hào)不用于時(shí)鐘停止模式。該設(shè)計(jì)中McBSP作為主設(shè)備使用。X5043與McBSP的接口電路如圖2所示。
