TMS320VC5402通用I／O资源及其应用
介绍了tms320vc54x的通用i／o口资源：xf和并详细介绍了vc5402及该系列中后续芯片独有的通用i／o口资源hpi－8和mcbsp。最后，以一个具体的看门狗电路为例，给出了这些通用i／o口资源的使用方法。
关键词：数字信号处理器，tms320vc5402，通用i／o口，看门狗
1 引 言
随着dsp芯片及相关技术的发展，dsp得到了人们的日益关注和越来越广泛的应用。德州仪器（ti）公司推出的tms320vc54x系列具有高性能、低功耗等优良性能，受到用户的欢迎，已广泛地应用于有线和无线通讯、仪器仪表、雷达、图像处理、工业控制、语音处理等领域。
tms320vc5402是c5000系列中性价比较高的一颗芯片。独特的6总线哈佛结构，使其能够6条流水线同时工作，工作频率达到100mhz。vc5402除了使用vc54x系列中常用的通用i／o口（generalpurposei／o，简称gpio）外，还为用户提供了多个可选的gpio：hpi－8和mcbsp。本文将介绍vc5402的gpio资源，并结合实例，介绍其典型用法。
2 vc54x系列的gpio
gpio，即指能为外围设备提供信号输出和从外围设备输入信号到dsp的引脚。这些管脚能通过软件提供多用途的输入和输出信号。所有的vc54x系列提供两个gpio：和xf。
即分支控制输入引脚，被用来监视外围设备的状态。在时间要求苛刻的循环中，在不允许受干扰的情况下，可根据引脚的状态（即外围设备的状态）来决定分支转移的去向，以替代中断。如：
xc2，bio
表示如果引脚为低电平，则执行后面的1条双字或2条单字指令；否则，执行2条nop指令。
xf即外部标志输出引脚，它受软件控制，可以用来向外部器件发信号。用ssbx指令可以将st1的xf位置1，xf脚输出高电平。同理，rsbx指令使xf脚输出低电平。
bio和xf通常被用作异步通信时的握手信号。
3 hpi-8用在gpio
vc54x系列提供有一个主机接口（host portinterface，hpi）。hpi是8位并行口，用来与主设备或主处理器接口。vc5402的hpi－8还有特殊的功能，即，当hpi－8功能被禁止时（在启动复位时，让hpiena脚为0），其8位双向数据总线hd可以用作gpio。
有两个存储器映像寄存器来控制hpi－8口的gpio功能，它们是：通用i／o控制寄存器（gpiocr）和通用i／o状态寄存器（gpiosr）。gpiocr的各个位段的符号如图1所示。
该寄存器的tout1位是timer1的输出使能位。当hpi－8功能被禁止后，tout1位允许或禁止timer1从hint脚输出。当系统只有一个定时器时，该位被保留。dir7～0控制8个i／o口的方向。当dir7～0的某位置为1时，gpiosr的相应位的值输出到该引脚；同理，当某位为0时，相应引脚的逻辑电平被读入到gpiosr的相应位。注意，当某个hd引脚用作输入功能，对gpiosr相应位的写操作将不起作用。gpiosr各位的含义见图2（高8位全部保留）。
io7～0的某位为0，表示在相应的hd引脚输出低电平，或者相应的hd引脚读入的外部信号为低。io7～0的某位为1时，表示在相应的hd引脚输出高电平，或者相应的hd引脚读入的外部信号为高。
4 mcbsp用作gpio
vc5402是vc54x系列中最早引入多通道缓冲串行口（mcbsp）的芯片。vc5402及以后的vc54x系列芯片所引入的mcbsp功能除了用作一般的bsp外，在两种情况下，其部分串口管脚（clkx、fsx、dx、clkr、fsr、dr）还可以被用作gpio，这两种情况是：（1）相关的串口处在复位状态，即，串口控制寄存器spcr〔1、2〕的（r／x）rst位为0；（2）相关的串口被允许用作gpio，即，管脚控制寄存器pcr的（r／x）ioen位置1。
管脚控制寄存器（pcr）给出了mcbsp的管脚作为通用i／o口时的配置情况，如图3所示。
表1给出了具体的配置情况。从表中可以得知，当fs（r／x）m＝0时，fs（r／x）选作输入管脚。同理，当fs（r／x）m＝1时，fs（r／x）选作输出管脚。当选作输出时，fs（r／x）p中储存着将要输出的值。选作输入时，fs（r／x）p变成只读位，反映了该引脚信号的高低。clk（r／x）m和clk（r／x）p的工作情况类似于
clk（r／x）。当mcbsp中具有发送功能的部分引脚被选作gpio时，pcr中的dx stat位的值被送到dx。通常，将dr用作输入，输入值将被保存在pcr中的dr stat位。
因为clks通常用作mcbsp的输入，将影响到输入器和输出器的配置。所以，为了将clks配置成通用输入口，发送器和接收器都必须复位，而且保证（r／x）ioen＝1。
5 实 例
在一个dsp系统中，“看门狗”电路是必不可少的部分。“看门狗”和dsp的联络信号通常由dsp的gpio口提供。比较常用的“看门狗”有max706和x25043。x25043有很好的vcc电压监控、可编程看门狗定时器功能，还有4k字节的串行e2prom。在x25043内部，有一个状态寄存器，控制该寄存器，就能对x25043的e2prom进行读或写，并对看门狗超时周期进行设置。图4为dsp和x25043的接口电路。
“看门狗”的工作原理是：如果允许看门狗定时器工作，且cs保持低电平的时间长于看门狗超时周期，则reset变为低电平，cs的下降沿将复位看门狗定时器。因此，将vc5402的外部输出引脚xf和看门狗的cs相连。在vc5402的mcbsp用作其它用途及hpi功能未被使用时，可以选用hd作为gpio，用于和看门狗通讯：设置x25043的寄存器、对x25043的e2prom写操作和读操作。软件设计思想为：在主程序中的初始化之后，将xf脚拉低。在主程序的最后或者是某一个最重要的中断子程序中将xf拉高。软件
6 结束语
本文详细介绍了tms320vc5402的通用i／o资源，并结合dsp的外围电路——“看门狗”给出了这些gpio的一般使用方法。
参考文献
1 戴明桢，周建江．tms320vc54x dsp结构、原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2001
2 胡乾顺．看门狗监控电路x25043／45及其应用．国外电子元器件，1997（4）：30～35
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2 vc54x系列的gpio
gpio，即指能为外围设备提供信号输出和从外围设备输入信号到dsp的引脚。这些管脚能通过软件提供多用途的输入和输出信号。所有的vc54x系列提供两个gpio：和xf。
即分支控制输入引脚，被用来监视外围设备的状态。在时间要求苛刻的循环中，在不允许受干扰的情况下，可根据引脚的状态（即外围设备的状态）来决定分支转移的去向，以替代中断。如：
xc2，bio
表示如果引脚为低电平，则执行后面的1条双字或2条单字指令；否则，执行2条nop指令。
xf即外部标志输出引脚，它受软件控制，可以用来向外部器件发信号。用ssbx指令可以将st1的xf位置1，xf脚输出高电平。同理，rsbx指令使xf脚输出低电平。
bio和xf通常被用作异步通信时的握手信号。
3 hpi-8用在gpio
vc54x系列提供有一个主机接口（host portinterface，hpi）。hpi是8位并行口，用来与主设备或主处理器接口。vc5402的hpi－8还有特殊的功能，即，当hpi－8功能被禁止时（在启动复位时，让hpiena脚为0），其8位双向数据总线hd可以用作gpio。
有两个存储器映像寄存器来控制hpi－8口的gpio功能，它们是：通用i／o控制寄存器（gpiocr）和通用i／o状态寄存器（gpiosr）。gpiocr的各个位段的符号如图1所示。
该寄存器的tout1位是timer1的输出使能位。当hpi－8功能被禁止后，tout1位允许或禁止timer1从hint脚输出。当系统只有一个定时器时，该位被保留。dir7～0控制8个i／o口的方向。当dir7～0的某位置为1时，gpiosr的相应位的值输出到该引脚；同理，当某位为0时，相应引脚的逻辑电平被读入到gpiosr的相应位。注意，当某个hd引脚用作输入功能，对gpiosr相应位的写操作将不起作用。gpiosr各位的含义见图2（高8位全部保留）。
io7～0的某位为0，表示在相应的hd引脚输出低电平，或者相应的hd引脚读入的外部信号为低。io7～0的某位为1时，表示在相应的hd引脚输出高电平，或者相应的hd引脚读入的外部信号为高。
4 mcbsp用作gpio
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6 结束语
本文详细介绍了tms320vc5402的通用i／o资源，并结合dsp的外围电路——“看门狗”给出了这些gpio的一般使用方法。
参考文献
1 戴明桢，周建江．tms320vc54x dsp结构、原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2001
2 胡乾顺．看门狗监控电路x25043／45及其应用．国外电子元器件，1997（4）：30～35
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