Разработка устройств на основе цифровых сигнальных процессоров фирмы Analog Devices с использованием Visual DSP++ — страница 4 из 43

Рис. 3.2. Временная диаграмма сигналов синхронизации

Таблица 3.1 Допустимые параметры сигналов синхронизации процессора

Параметр	Минимум	Максимум	Единица измерения
Сигналы синхронизации
Требуемые длительности:
tCKI	50	150	нс
tCKIL	20	нс
tCKIH	20	нс
Характеристика переключения:
tCKL	0,5tCK-7	нс
tCKH	0,5tCK-7	нс
tCKOH	0	20	нс

t_CK= 0,5*t_CKI

При выборе сигнального процессора необходимо пользоваться табл. 3.2, в которой приведены заводские маркировки и соответствующие им характеристики.

Таблица 3.2 Характеристики сигнальных процессоров

Заводская маркировка	Рабочий температурный диапазон, °С	Максимальная тактовая частота, МГц	Тип корпуса	Условное обозначение корпуса
ADSP-2181KST-115	0…+70	28,8	TQFP-128*	ST-128
ADSP-2181BST-115	-40…+85	28,8	TQFP-128	ST-128
ADSP-2181KS-115	0…+70	28,8	PQFP-128**	S-128
ADSP-2181BS-115	-40…+85	28,8	PQFP-128	S-128
ADSP-2181KST-133	0…+70	33,3	TQFP-128	ST-128
ADSP-2181BST-133	-40…+85	33,3	TQFP-128	ST-128
ADSP-2181KS-133	0…+70	33,3	PQFP-128	S-128
ADSP-2181BS-133	-40…+85	33,3	PQFP-128	S-128
ADSP-2181KST-160	0…+70	40	TQFP-128	ST-128
ADSP-2181 KS-160	0…+70	40	PQFP-128	S-128

* TQFP — Plastic Thin Quad Flatpack (пластиковый тонкий четырехугольный плоский корпус).

** PQFP — Plastic Quad Flatpack (пластиковый четырехугольный плоский корпус).

В нашем случае использован процессор ADSP-2181KS-133 в корпусе PQFP-128, как получивший большое распространение и легко доступный. В табл. 3.3 приведено соответствие выводов корпуса этого процессора его сигналам.

Таблица 3.3 Соответствие выводов корпуса сигналам процессора

Вывод	Сигнал	Вывод	Сигнал	Вывод	Сигнал	Вывод	Сигнал
1	PF0	33	PWD	65	EBR	97	D23
2	WR	34	IRQ2	66	BR	98	GND
3	RD	35	BMODE	67	EBG	99	IWR
4	IOMS	36	PWDACK	68	BG	100	IRD
5	BMS	37	IACK	69	VDD	101	IAD15
6	DMS	38	BGH	70	DO	102	IAD14
7	CMS	39	VDD	71	D1	103	IAD13
8	GND	40	GND	72	D2	104	IAD12
9	VDD	41	IRQL0	73	D3	105	IAD11
10	PMS	42	IRQL1	74	D4	106	IAD10
11	А0	43	FLO	75	GND	107	IAD9
12	A1	44	FL1	76	D5	108	IAD8
13	A2	45	FL2	77	D6	109	IAD7
14	A3	46	DT0	78	D7	110	IAD6
15	A4	47	TFS0	79	D8	111	VDD
16	A5	48	RFS0	80	D9	112	GND
17	A6	49	DR0	81	D10	113	IAD5
18	A7	50	SCLK0	82	D11	114	IAD4
19	XTAL	51	DT1/FO	83	D12	115	IAD3
20	CLKIN	52	TFS1/IRQ1	84	D13	116	IAD2
21	GND	53	RFS1/IRQ0	85	D14	117	IAD1
22	CLKOUT	54	GND	86	GND	118	IAD0
23	GND	55	DR1/FI	87	VDD	119	PF7
24	VDD	56	SCLK1	88	GND	120	PF6
25	A8	57	ERESET	89	D15	121	PF5
26	A9	58	RESET	90	D16	122	PF4
27	A10	59	EMS	91	D17	123	GND
28	A11	60	ЕЕ	92	D18	124	IS
29	A12	61	ECLK	93	D19	125	IAL
30	А13	62	ELOUT	94	D20	126	PF3
31	IRQE	63	ELIN	95	D21	127	PF2
32	MMAP	64	EINT	96	D22	128	PF1

Сигнал -RESET обеспечивает сброс процессора в исходное состояние. Этот сигнал должен находиться в активном низкоуровневом состоянии при включении и перезагрузке процессора в течение не менее пяти тактовых периодов внешней синхронизации процессора. Обычно для надежного сброса процессора этот сигнал удерживается в активном состоянии не менее нескольких микросекунд. Формирование сигнала сброса в схеме возможно от любого из двух источников. Первый источник этого сигнала реализован на зарядной цепочке R1, CP1. В момент подачи питания на схему, конденсатор CP1 разряжен и на нем удерживается низкий потенциал в течении времени его заряда, достаточного для приведения процессора в исходное состояние. Диод VD1 обеспечивает быстрый разряд этого конденсатора в момент отключения или кратковременного пропадания питания. Кнопка SB4 предназначена для принудительного сброса процессора вручную. Резистор R2 ограничивает ток разряда, предохраняя контакты кнопки от образования искр, и устраняет дребезг контактов совместно с конденсатором CP1. Вторым источником сигнала сброса является сигнал — RESI с разъема XU1, который буферизуется шинным повторителем D4.1 и поступает на микросхему D6. С помощью элементов D6.3 и D6.4 оба сигнала объединяются в один сигнал сброса процессора в инверсном (-RESET) и неинверсном виде (RESET). Наличие неинверсного сигнала требуется для сброса других микросхем с активным высокоуровневым входом сброса.

Сигнал -ERESET и сигналы на выводах 59…65 и 67 процессора предназначены для подключения к нему специального аппаратного эмулятора EZ-ICE, который можно приобрести через представителей фирмы Analog Device в России. Выводы эмулятора подключены к разъему XEZ в соответствии с рекомендациями по применению данного сигнального процессора. Однако на практике вполне можно обходиться и без этого эмулятора.

Следующая группа сигналов -IRQL0, -IRQL1, -IRQ2 и -IRQE отвечает за передачу процессору внешних прерываний. В качестве источников прерываний могут выступать различные микросхемы, датчики, кнопки и т.п. Так, к сигнальному выводу -IRQE подключена кнопка SB5 через цепочку устранения дребезга контактов R22 и CP4. Резистор R23 предназначен для удержания сигнала прерывания в пассивном состоянии. В дальнейшем с ее помощью можно будет принудительно вызывать прерывание процессора при необходимости.

Следующие три сигнала обеспечивают запрос и предоставление внешней шины процессора другим внешним устройствам. На схеме сигнал запроса шины -BR используется только при подключении к схеме эмулятора EZ-ICE и подключен к разъему XEZ. Этот сигнал подтянут к шине питания для приведения его в пассивное состояние. Выходной сигнал -BG, подтверждающий предоставление шины процессором, также подключен к разъему XEZ. Сигнал -BGH не используется и остается не подключенным.

Далее следует группа важных сигналов порта прямого доступа к памяти процессора. Это шестнадцать мультиплексированных сигналов шины адреса данных IAD0–IAD15 и сигналы управления IACK, -IWR, -IRD, -IS, IAL. Данный порт можно использовать для загрузки программ и данных во внутреннюю память процессора и, кроме того, читать содержимое памяти процессора во время его работы. Это позволяет обходиться без эмулятора EZ-ICE, облегчает отладку программ и дает большую гибкость при разработке многопроцессорных схем. На схеме все эти сигналы подключены через буферные микросхемы D2, D3, D4.1, D5.1, D5.5 и D5.5 к внешнему разъему XU1. В дальнейшем мы рассмотрим специальный адаптер, который позволит нам оперативно загружать программы в процессор, читать и записывать данные в его память и окажет большую помощь в изучении самого процессора и освоении его системы команд и способов программирования. Цепочка элементов R4 и C11 фильтрует высокочастотные импульсы, проникающие на чувствительный вход IAL процессора, обеспечивая тем самым повышенную помехозащищенность. Резисторные сборки RN1 и RN2 подтягивают сигналы порта IDMA и прерываний к высо