來源：單片機及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 作者：哈爾濱工程大學(xué) 劉偉 劉洋 焦淑紅

    摘 要：介紹使用同步動態(tài)ram(sdram)擴展嵌入式dsp系統(tǒng)高速超大容量外部存儲空間的設(shè)計方法；結(jié)合已成功實現(xiàn)的、基于tms320c6201-p.htm" target="_blank" title="tms320c6201貨源和pdf資料">tms320c6201的數(shù)字信號處理系統(tǒng)，論述使用is42s16400 sdram芯片設(shè)計dsp片外同步存儲系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案；詳細討論tms320c6201的emi與sdram的接口設(shè)計及編程方法。

    關(guān)毽詞：dsp sdram emif存儲系統(tǒng)

    在數(shù)字圖像處理、航空航天等高速信號處理應(yīng)用場合，需要有高速大容量存儲空間的強力支持，來滿足系統(tǒng)對海量數(shù)據(jù)吞吐的要求。通過使用大容量同步動態(tài)ram(sdram)來擴展嵌入式dsp系統(tǒng)存儲空間的方法，選用issi公司的is42s16400高速sdram芯片，詳細論述在基于tms320c6201-p.htm" target="_blank" title="tms320c6201貨源和pdf資料">tms320c6201(簡稱c6201)的數(shù)字信號處理系統(tǒng)中此設(shè)計方法的具體實現(xiàn)。

    1 is42s16400芯片簡介

    is42s16400是issl公司推出的一種單片存儲容量高達64 mb(即8 mb)的16位字寬高速sdram芯片。sdram的主要特點是：①同步訪問，讀寫操作需要時鐘；②動態(tài)存儲，芯片需要定時刷新。is42s16400采用cmos工藝，它的同步接口和完全流水線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其擁有極大的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以工作在高達133 mhz的

    時鐘頻率下，刷新頻率每64 ms為4096次。該sdram芯片內(nèi)部有4個存儲體(bank)，通過行、列地址分時復(fù)用系統(tǒng)地址總線，對不同存儲體內(nèi)不同頁面的具體存儲單元進行讀寫訪問尋址。在進行讀操作之前，必須預(yù)先激活sdram內(nèi)對應(yīng)的存儲體，并選擇存儲器的某一行，然后送人列地址讀取需要的數(shù)據(jù)。從輸出列地址到sdram返回相應(yīng)數(shù)據(jù)之間存在一個存取延遲。如果訪問新的頁面，則先需要關(guān)閉所有的存儲體，否則已打開的頁面將一直有效。在寫操作之前，由于已經(jīng)預(yù)先激活了有關(guān)的行地址，因此可以在輸出列地址的同時輸出數(shù)據(jù)，沒有延遲。is42s16400提供自刷新模式的設(shè)置，可以使芯片運行在低功耗的狀態(tài)下，從而大大減少嵌入式系統(tǒng)的功率消耗。

    2 c6201與sdram的外部存儲器接口

    dsp芯片訪問片外存儲器時必須通過外部存儲器接口emlf(external memory interface)。c6000系列dsps的emif具有很強的接口能力，不僅具有很高的數(shù)據(jù)吞吐率(最高達1200 mb／s)，而且可以與目前幾乎所有類型的存儲器直接接口。在c6201系統(tǒng)中，提供了4個彼此獨立的外存接口(cex)。除cel空間只支持異步接口外，所有的外部cex空間都支持對sdram的直接接口。表1總結(jié)了c620xdsps的emif所兼容的sdram配置。表2給出了c6000系列dsps的emif所支持的sdram控制命令。

    2．1 sdram的刷新

    為了提高存儲容量，sdram采用硅片電容來存儲信息。隨著時間的推移，必須給電容重新充電才能保持電容里的數(shù)據(jù)信息，這就是所謂的“刷新”。它的存在也使得sdram的應(yīng)用變得略顯復(fù)雜，帶來了一定的應(yīng)用難度。

    c6000系列dsps有專門的sdram控制寄存器(sdtcl)和sdram時序控制寄存器(sdtim)，用來進行sdram的各種時序控制，大大減輕了設(shè)計人員的開發(fā)難度。sdctl寄存器中的rfen位控制是否由emif完成對sdram的刷新。如果rfen=1，emif會控制向所有的sdram空間發(fā)出刷新命令(refr)；而sdtim寄存器中的period位段則控制具體的刷新周期。

    在refr命令之前，會自動插入一個dcab命令，以保證刷新過程中所有的sdram都處于未激活狀態(tài)。dcab命令之后，emif開始按照sdtim寄存器中perd字段設(shè)置的值進行定時刷新。刷新前后，頁面信息會變?yōu)闊o效。

    對于c620x，emif sdram控制模塊內(nèi)部有一個2位的計數(shù)器，用來監(jiān)測提交的刷新申請的次數(shù)。每提交一個申請，計數(shù)器加1；每次刷新周期之后，計數(shù)器減1。復(fù)位時，計數(shù)器自動置為11b，以保證在存取訪問之前先進行若干次刷新。計數(shù)器的值為llb，代表緊急刷