PSD913F2在一种电台中的应用

摘要：随着电路设计向着小型化的方向发展，PSD（Programmable System Devices）器件在各种场合的应用越来越多，已经有很多成型的产品出现；而且随着器件的更新换代，新的PSD器件也不断地涌现，可以满足绝大多数客户的应用需求。本文以最近生产的一种在系统可编程（ISP）器件PSD913F2为例，详细说明如何对它进行开发使用。 关键词：ISP IAP 可编程系统器件 PSD913F2具有128KB的主闪速存储器，32KB的第二闪速存储器和2KB的SRAM，可进行在系统编程ISP（In-System-Programming）和在应用重编程IAP（In-Application re-Programming）。存储器ISP意味着存储器在编程时没有MCU的参与（off line），而存储器IAP意味着存储器在编程时有MCU的参考（on line）。IAP只对存储器的部分进行编程，不对PSD的配置和可编程逻辑部分进行编程;而ISP则可以对存储器的全部进行编程。 利用PSD913F2进行产品开发，应用2片式（PSD+MCU）设计方案，即可以满足通常设计的需要。比较方便地地方就是PSD913F2具有JTAG口，可以实现在系统编程，这样对电路的设计和程序的修改均具有非常大的灵活性。 1 PSD913F2的组成结构 PSD913F2的组成框图如图1所示。 由图1可以看出，PSD913F2具有丰富的I/O资源。其中PC口可以用做专用的JTAG口，在这种情况下，就不能再进行引脚复用。当I/O资源紧张时，用做JTAG口的引脚也可以进行引脚复用。 图1 PSD913F2的顶层框图 2 PSD913F2在一种电台中的应用实例 在某种电台的设计中，我们采用了PSD913F2的2片方案，其MCU用的80C196KB，其部分电路如图2所示。 2.1 PSD913F2的Express中的配置 PSD913F2具有在系统可编程的JATG口，这样对于PSD芯片的重配置和应用程序的修改带来很大的方便。图2电路中，利用PSD913F2作为外部程序存储空间，提供外部电路所需的片选信号及带有锁存功能的I/O输出。 首先，通过PSD的应用软件PSDsoft Express对该2片方案进行选择配置，选定所用的MCU为80C196KB，并选定所需的工作方式等。然后，在Express流程图的DEFINE PSD PIN /NODE FUNCTION（定义PSD的引脚功能）项对PSD913F2芯片进行引脚的功能配置。在这里根据电路所需的特性要求配置如下： ①PA口作为地址锁存输出，输出低8位地址。由于该设计需要的RAM空间较大，PSD本身所带的2KB SRAM不能满足设计的要求，故需在外部扩展一片RAM。这时需要用到锁存的低位地址输出，而PSD913F2的PA口和PB口都具有地址存输出的功能。在地址总线和数据总线复用时，一般选择PA口作为地址锁存输出。 ②PC口作为专用的JTAG口，利用其全部的6个信号，可以加快程序下载的速度。 ③PB口的配置或用做片选或用做具有锁存功能的I/O输出。其PB0为外部RAM的片选ADRAM；PB1为外部DTMF的片选ADDTMF；PB2为外部DSP芯片的片选HPIEN；PB3为DSP主机口的一个锁存信号HRW8；PB4、PB5为继电器控制信号，也即用做具有锁存作用的I/O MODE输出；PB6、PB7是控制外部模拟开关的信号，也是具有锁存作用的I/O MODE输出。 ④其它的控制信号如WR、RD、ALE等按使用手册的说明进行配置。 将以上这些引脚配置完毕后，下一步进行内存映射的分布。根据实际需要，程序空间25K以内，不需要利用分页。在片选信号的地址分配如下： ①rs0:8000H～87FFH.可读写，作为数据空的一部分。 ②csiop:1000H～10FFH.这段地址共256字节，用做PSD913F2内部资源的片选，其中1000H为内部资源的基地址。这段地址的分配在整个PSD操作过程中最为重要，一定要注意不能和其它地址发生冲突；尤其对96系列的MCU，数据和程序共享64K空间，而不像51系列那样，数据空间和程序空间各64K。 ⑤fs0：100H～3FFFH.由于MAIN Flash中要求每个片选的范围是16K，所以程序空间的划分只能以16K为一段进行划分。同理，可得到fs1的地址范围是4000H～7FFFH.这两段程序空间不能放在一个fs0内，否则仿真就会发现程序每隔16K就会重复。这种空间划分根据不同的PSD型号也会有所不同，如：PSD934的片选范围就是以32K为一段。 ④ADRAM：8800H～EFFFH。这是外部扩展RAM的空间，紧跟内部2KB的SRAM地址分配。 ⑤ADDTMF：F000H～FBFFH。作为外部DRMF发生器的片选用。 ⑥HPIEN：FC00H～FFFFH。HRW8地址也是在这一段。 至此，应用Express配置PSD913F2的工作已经基本上结束了。如果还需要进行IAP，则还需要生成用于IAP的C程序，经过修改后再嵌入式到自己的应用程序中。本例不需要进行IAP，在不需要加载程序时，可以越过MERGE MCU/DSP FIRMWARE WITH PSD（嵌入MCU或DSP主程序）选项，直接进行最后一步，通过ISP利用FlashLink将配置下载到PSD内。 2.2 PSD913F2在应用程序中的初始化 PSD913F2的正常工作，还需要在应用程序的开始对端口的功能寄存器进行初始化操作。通过PSD913F2的使用手册，可以查出各端口寄存器相对于csiop的偏移地址。利用csiop的基础加上偏移地址，就可得到该端口寄存器的地址。根据以上的配置，PSD913F2在应用程序中的初始化程序如下： ；CSIOP在1000H～10FFH PSDPAIN EQU 1000H ；字节读操作 PSDPAOUT EQU 1004H ；字节写操作 PSDPACNT EQU 1002H ；地址输出 PSDPADIR EQU 1006H ；输出模式 PSDPADRV EQU 1008H ；CMOS模式 PSDPBIN EQU 1001H ；字节读 PSDPBOUT EQU 1005H ；字节写 PSDPBDRV EQU 1009H ；字节 PSDPBDIR EQU 1007H ；字节 LD CX，#PSDPADIR LDB AL，#0FFH ；输出模式 STB AL，[CX] LD CX,#PSDPACNT LDB AL,#0FFH STB AL,[CX] ;地址输出 LD CX，#PSDPBDIR ；OUTPUT MODE（PB4，PB5，PB6，PB7） LDB AL，#0F0H STB AL，[CX] LD CX，#PSDPBDRV ；开漏 STB AL，[CX] LD CX，#PSDRBCNT LDB AL，#0 STB AL，[CX] ；I/O模式 3 PSD913F2使用中应注意的问题 在上面的配置中可以发现有两个片选的配置地址重叠，那显了所需信号时序的要求所设。外部DSP所要求的读写时序如图3所示。 由时序图可以看出，数据的读写操作在HRW8的上程式沿有效，其中HPIEN为片选使能端。HPIEN的产生可以由上面引脚定义中的地址设定，不用附加任何逻辑，这样就可以产生一较宽的低脉冲；而HRW8的上升沿也设为片选引脚，它的地址就可以和HPIEN的地址范围相重叠，然后附加上读写信号的逻辑，可以产生一较窄的低脉冲，类似于读写信号，这样利用其上升沿就可以达到手册所提出的时序要求。经实践检验这种方法是完全正确的，另外，在使用PSD913F2时，还需要注意的一些问题如下： ①JTAG口要利用其全部的6个信号，这样编程下载时可以加快下载速度。供给JTAG口的电源和地之间要加一0.01μF的电容，且6个信号线和电源需用10KΩ的电阻进行上拉。 ②用做具有锁存作用的I/O口，在外部要用10kΩ的电阻进行上拉，在应用程序中把这些端口初始化为开漏输出。这样才能正确利用其锁存作用，否则只能产生很窄的脉冲，脉宽很窄而使引脚失去锁存功能。 ③MCU和PSD913F2的复位要分开，复位的先后顺序应该是PSDF在先，MCU在后，才能保证PSD正常工作。两个复位在一起时，当复位的速度设计得比较低时可能反应不出来。如果MCU的复位较快，就会出现问题。在本例中，MCU的复位和PSD的复位分开操作。 ④用仿真器对PSD的配置功能进行仿真时，一定要注意将csiop段地址放在用户板上，否则PSD器件不会工作。另外，利用仿真器不能仿真PSD的地址锁存作用。遇到这种情况，在仿真时，需要地址锁存的那段地址可放在系统板内。在最后下载应用程序时，利用MCU的操作，PSD的地址锁存功能就可以起作用。 4 总结 随着PSD器件的发展，它的内部Flash和SRAM越来越大，I/O口资源越来越丰富，速度也越来越快，完成可以满足常用MCU的DSP的开发应用，其ISP和IAP功能也在很大程序上方便了使用者。在电路设计小型化和产品的维护方面，具有非常大的优势，在以后的应用中一定会越来越广。