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        標準接口的基本技術知識

        作者: 時間:2013-05-23 來源:網絡 收藏

          DDR2 SRAM具有差分時鐘輸入,可降低時鐘輸入占空比變化時的影響。此外,DDR2 SRAM 還支持數據掩碼信號,可在各個寫入周期中為數據位添加掩碼。

          移動 DDR (MDDR) 也稱低功耗雙倍數據傳輸速率存儲器 (LPDDR),因為其工作電壓為 1.8 V,而傳統存儲器工作電壓為 2.5 V 或 3.3 V,通常用于便攜式電子產品。此外,移動 DDR 存儲器還支持傳統 DDR2 存儲器不具備的低功耗狀態。與所有 DDR 存儲器一樣,雙倍數據傳輸速率是通過器件時鐘上下沿同時傳輸數據實現的。

          uPP

          由于片上外設的數量受成本或其它限制條件的約束,系統設計人員往往想找出數據片上與片外傳輸的新方法。一種策略是利用未使用視頻端口的資源,實際上是利用它來高速發送和接收非視頻數據。這種方法的缺點之一就是數據必須被格式化成視頻幀,這在工作中需要部分處理器 MIPS的支持,而在設計周期中則需要寶貴的編程時間。

          其它的方法存在類似的困難,而且大多數標準片上數據接口是串行端口,不能執行高速數據傳輸。

          最終許多系統設計人員認識到將某種不符合特定接口標準,但能夠以多種方式配置的高靈活高速外設專門用于數據傳輸會帶來顯著的優勢。如果系統處理器必須與高速 DAC、ADC、DSP 乃至 FPGA 連接,實現 250MB/秒的高速數據傳輸,則這種思路就非常有價值了。

          這種外設的基本架構很容易描述。它要有多個具有單獨并行總線的通道,經配置后可以容納超過一個字的長度。此外,它還要有內部 DMA 塊,這樣其工作就無需占用內核的 MIPS 預算。單、雙倍數據速率以及多種數據打包格式也是可以使用的。

          TI 各種嵌入式處理器都提供通用并行端口 (uPP),包括Sitara? ARM9 AM1808與AM1806微處理器 (MPU) 以及集成TMS320C674x 內核與ARM9 內核的OMAP-L138處理器。與 SPI 及 UART 等串行外設不同,uPP 可為設計人員提供并行數據總線優勢,每通道數據寬度為 8 位和 16 位。

          uPP 在以 75MHz 的最高時鐘速率運行時,能夠以遠超串行端口外設的速度傳輸數據。例如,單個運行在 75MHz 速率下的 16 位 uPP 通道能夠比運行在 50MHz 速率下的 SPI 外設快 24 倍。

          簡化的方框圖見圖 3.

        圖 3:uPP 的簡化方框圖

        uPP 最重要的特性包括:

          · 具有單獨數據總線的兩個獨立通道;

          o 兩個通道可同時以相同或相反方向運行

          · I/O 速度高達 75MHz,每通道數據位寬為 8 ~ 16 位;

          · 內部DMA -可釋放CPU EDMA;

          · 具有極少控制引腳的簡單協議(可配置:每通道 2 ~ 4 個);

          · 單倍及雙倍數據速率(使用時鐘信號的單沿或雙沿);

          o 雙倍數據速率要求 37.5MHz 的最高時鐘速率;

          · 支持 9 ~ 15 位數據位寬的多種數據打包格式;

          · 數據交錯模式(限單通道)。

          uPP 與另一種專用于可配置數據處理的 TI 外設-主機端口接口 (HPI) 有某種相似之處。HPI 是一種可幫助外部主機直接訪問處理器內部存儲器的并行接口。然而與 HPI 不同,uPP 不允許外部設備直接訪問存儲器,它需要設備軟件對 I/O 傳輸進行排隊。其最大差異可能在于 uPP 比 HPI 速度快得多,而且協議也簡單得多。

          uPP 主要用于如 FPGA 或 DSP 等需要片外實時處理的應用,可為醫療領域等需要即時數據的市場帶來極大的優勢。通過使用uPP,決策處理器能夠憑借最新信息做出結論。

          PRU

          可編程實時單元 (PRU) 是一種小型 32 位處理引擎,可為片上實時處理提供更多的資源。PRU 專門用于AM1x MPU與OMPAP-L138解決方案中的 TI 嵌入式處理器,可為系統設計人員提供具有高靈活性的額外措施,通常可降低組件成本。

          PRU 的四總線架構有助于指令隨數據傳輸同步傳輸和執行。此外,還可提供一個輸入寄存器,讓外部狀態信息反映在內部處理器的狀態寄存器內。

          PRU 設計的一個重要目的就是盡可能地創建靈活性,以便執行各種功能。PRU 的高靈活性可幫助開發人員在其終端產品(不管是觸摸屏、集成型顯示屏還是存儲功能)中整合更多的接口,以進一步擴展產品功能或者其自己的專有接口功能。該目標主要是通過提供包括所有系統存儲器、I/O 以及中斷在內的 PRU 全面系統可視性實現的。

          雖然 PRU 能夠全面訪問系統資源,但其內部資源相對來說比較普通。它具有 4K 字節的指令存儲器和 512 字節的數據存儲器。此外,PRU 還具有自己的GPIO,時延僅為數納秒。

          PRU 可通過使用簡單的匯編語言代碼編程來實施定制邏輯。該指令集可分為四大類:

          · 將數據移入或移出處理器內部寄存器;

          · 執行算術運算;

          · 執行邏輯運算;

          · 控制程序流。

          在工業應用中,通常將 PRU 配置為 IO 塊,用來頂替處理器未能提供的 IO.例如,它可以用在需要 UART 塊組合的便攜式數據終端中,用來連接 GSM、GPS 與藍牙 (Bluetooth)、小鍵盤、打印機、LED 組以及 RS232 端口。然而,雖然該處理器系列中的最佳選擇只集成了三個 UART,但 PRU 可提供更多的 UART 接口,可充分滿足不斷發展的終端設備對處理各種功能的需求。

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