DSP28335的系统初始化

kiygb · 发表于 2021-11-30 13:30

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近日工作中又涉及到了DSP28335的应用，看来TI的芯片还是得到了公司领导的认可，也直接丢了一份DSP28335的FOC程序给我理解。以前读书阶段较为简单的接触过一段时间，对DSP28335的基础功能部分有了一些浅显的了解，现在工作中要实际开始用了，开始发现之前学习的程度还是不够，因此要更加深入的探究一遍。可能非常基础，希望大家也不要见笑，人真是年龄越大忘东西越快。

系统初始化
首先从系统的初始化开始，系统初始化主要是系统时钟、看门狗等功能模块的基础配置，TI官方配置的系统初始化函数如下：

void InitSysCtrl(void)
{

// Disable the watchdog
DisableDog();

// Initialize the PLL control: PLLCR and DIVSEL
// DSP28_PLLCR and DSP28_DIVSEL are defined in DSP2833x_Examples.h
InitPll(DSP28_PLLCR,DSP28_DIVSEL);

// Initialize the peripheral clocks
InitPeripheralClocks();
}
上面代码主要由3个子函数构成，分别为 DisableDog();、InitPll(DSP28_PLLCR,DSP28_DIVSEL);、 InitPeripheralClocks();这三个子函数的功能我们也来一一分析。

看门狗配置函数DisableDog()
首先是开门狗初始化函数DisableDog()，函数代码如下：

void DisableDog(void)
{
EALLOW;
SysCtrlRegs.WDCR= 0x0068;
EDIS;
}
代码解释：

1、EALLOW /EDIS 打开/关闭状态寄存器保护。EALLOW/EDIS 是DSP为了防止杂散代码或指针破坏关键寄存器的状态宏定义指令，关键寄存器包括ePWM、Flash、器件仿真寄存器、FLASH寄存器、CSM寄存器、PIE矢量表、系统控制寄存器、GPIOMux寄存器等，这些寄存器的状态决定DSP是否稳定运行，因此需要修改之前应用EALLOW打开保护，修改完后必须用EDIS关闭。

2、配置SysCtrlRegs.WDCR寄存器为0x0068。关闭看门狗，也可以戏称为把狗杀了，好残忍，看门狗的实际作用就是防止CPU跑飞或者其他故障导致系统出现不可挽回的故障，如果一段时间收不到CPU稳定运行的信号就会复位CPU，从而保证CPU的稳定性。打开WDCR寄存器表可知，寄存器后8位起到实际作用，0x0068 = 0110 1000 ，第7位置0看门狗不满足复位条件，第6位置1禁止看门狗模块，第5~3位写101强制写，第2~0位写000配置看门狗时钟。关键为第6位置1禁止看门狗模块。

锁相环初始化函数 InitPll(DSP28_PLLCR,DSP28_DIVSEL)
其次是锁相环初始化函数，在DSP中锁相环函数主要是用在时钟的分频上，将晶振产生的震荡进行分频和倍频操作，是整个芯片心脏——时钟能够起作用的关键之处，因此必须在程序开头对其进行配置。其代码如下：

void InitPll(Uint16 val, Uint16 divsel)
{

// Make sure the PLL is not running in limp mode  确保PLL没有运行在故障状态
if (SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKSTS != 0)
{
   // Missing external clock has been detected
   // Replace this line with a call to an appropriate
   // SystemShutdown(); function.
   // 若检测到系统失去外部时钟，则关闭系统
   asm("       ESTOP0");
}

// DIVSEL MUST be 0 before PLLCR can be changed from 在PLLCR可以从更改前，DIVSEL必须为0
// 0x0000. It is set to 0 by an external reset XRSn 通过外部重置XRSn将其设置为0
// This puts us in 1/4
if (SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL != 0)
{
   EALLOW;
   SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 0;
   EDIS;
}

// Change the PLLCR  更改PLLCR
if (SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV != val)
{

   EALLOW;
   // Before setting PLLCR turn off missing clock detect logic 在设置PLLCR之前，关闭缺失时钟检测逻辑
   SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKOFF = 1;
   SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV = val;
   EDIS;

   DisableDog();

   while(SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.PLLLOCKS != 1)
   {
      // Uncomment to service the watchdog
      // ServiceDog();
   }

   EALLOW;
   SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKOFF = 0;
   EDIS;
}

// If switching to 1/2 如果切换至1/2
if((divsel == 1)||(divsel == 2))
{
      EALLOW;
      SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = divsel;
      EDIS;
}

// NOTE: ONLY USE THIS SETTING IF PLL IS BYPASSED (I.E. PLLCR = 0) OR OFF
// If switching to 1/1  如果切换至 1/1
// * First go to 1/2 and let the power settle
// The time required will depend on the system, this is only an example
// * Then switch to 1/1
if(divsel == 3)
{
      EALLOW;
      SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 2;
      DELAY_US(50L);
      SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 3;
      EDIS;
}
}

void InitPll(Uint16 val, Uint16 divsel)
{

// Make sure the PLL is not running in limp mode
if (SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKSTS != 0)
{
   // Missing external clock has been detected
   // Replace this line with a call to an appropriate
   // SystemShutdown(); function.
   asm("       ESTOP0");
}

// DIVSEL MUST be 0 before PLLCR can be changed from
// 0x0000. It is set to 0 by an external reset XRSn
// This puts us in 1/4
if (SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL != 0)
{
   EALLOW;
   SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 0;
   EDIS;
}

// Change the PLLCR
if (SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV != val)
{

   EALLOW;
   // Before setting PLLCR turn off missing clock detect logic
   SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKOFF = 1;
   SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV = val;
   EDIS;

   DisableDog();

   while(SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.PLLLOCKS != 1)
   {
      // Uncomment to service the watchdog
      // ServiceDog();
   }

   EALLOW;
   SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKOFF = 0;
   EDIS;
}

// If switching to 1/2
if((divsel == 1)||(divsel == 2))
{
      EALLOW;
      SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = divsel;
      EDIS;
}

// NOTE: ONLY USE THIS SETTING IF PLL IS BYPASSED (I.E. PLLCR = 0) OR OFF
// If switching to 1/1
// * First go to 1/2 and let the power settle
// The time required will depend on the system, this is only an example
// * Then switch to 1/1
if(divsel == 3)
{
      EALLOW;
      SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 2;
      DELAY_US(50L);
      SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 3;
      EDIS;
}
代码解释：

1、if (SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKSTS != 0)，检测外部时钟是否存在，保证在外部时钟正常的情况下运行系统。

2、  if (SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL != 0)，如果8~7位不等于0，则强制置为0。

3、if (SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV != val)，如果锁相环控制寄存器PLLCR的3~0位不等于10实现10倍频，则使得锁相环状态寄存器MCLKOFF标志位为1，并强制置锁相环控制寄存器PLLCR的3~0位等于10。并且锁定锁相环，然后打开时钟丢失检测功能。

4、if((divsel == 1)||(divsel == 2)) 与 if(divsel == 3) ，配置锁相环的分频。通过查询头文件可以看到这两个值。证明系统默认的倍频数位10倍频，系统默认的分频数为2分频。

由于目前的生产工艺，晶振频率为30Mhz的晶振性能更优，配置外部晶振为30Mhz成为主流，因此选择的倍频数为10，分频数为2，30*10/2 = 150 Mhz ，这也是DSP28335主频为150M的由来。

3、初始化外设时钟函数InitPeripheralClocks();
在进行了外部晶振的倍频和分频后，芯片就要将自己的动力分配给各个外设，驱动各个外设进行工作，这个动力的分配就是初始化外设时钟函数的作用，函数代码如下:

void InitPeripheralClocks(void)
{
EALLOW;

// HISPCP/LOSPCP prescale register settings, normally it will be set to default values
SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x0001;
SysCtrlRegs.LOSPCP.all = 0x0002;

// XCLKOUT to SYSCLKOUT ratio.  By default XCLKOUT = 1/4 SYSCLKOUT
// XTIMCLK = SYSCLKOUT/2
XintfRegs.XINTCNF2.bit.XTIMCLK = 1;
// XCLKOUT = XTIMCLK/2
XintfRegs.XINTCNF2.bit.CLKMODE = 1;
// Enable XCLKOUT
XintfRegs.XINTCNF2.bit.CLKOFF = 0;

// Peripheral clock enables set for the selected peripherals.
// If you are not using a peripheral leave the clock off
// to save on power.
//
// Note: not all peripherals are available on all 2833x derivates.
// Refer to the datasheet for your particular device.
//
// This function is not written to be an example of efficient code.

SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK = 1; // ADC

// *IMPORTANT*
// The ADC_cal function, which  copies the ADC calibration values from TI reserved
// OTP into the ADCREFSEL and ADCOFFTRIM registers, occurs automatically in the
// Boot ROM. If the boot ROM code is bypassed during the debug process, the
// following function MUST be called for the ADC to function according
// to specification. The clocks to the ADC MUST be enabled before calling this
// function.
// See the device data manual and/or the ADC Reference
// Manual for more information.

ADC_cal();

SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.I2CAENCLK = 1; // I2C
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.SCIAENCLK = 1; // SCI-A
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.SCIBENCLK = 1; // SCI-B
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.SCICENCLK = 1; // SCI-C
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.SPIAENCLK = 1; // SPI-A
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.MCBSPAENCLK = 1; // McBSP-A
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.MCBSPBENCLK = 1; // McBSP-B
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ECANAENCLK=1; // eCAN-A
SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ECANBENCLK=1; // eCAN-B

SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC = 0; // Disable TBCLK within the ePWM
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM1ENCLK = 1;  // ePWM1
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM2ENCLK = 1;  // ePWM2
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM3ENCLK = 1;  // ePWM3
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM4ENCLK = 1;  // ePWM4
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM5ENCLK = 1;  // ePWM5
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EPWM6ENCLK = 1;  // ePWM6
  // SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC = 1; // Enable TBCLK within the ePWM

SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.ECAP3ENCLK = 1;  // eCAP3
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.ECAP4ENCLK = 1;  // eCAP4
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.ECAP5ENCLK = 1;  // eCAP5
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.ECAP6ENCLK = 1;  // eCAP6
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.ECAP1ENCLK = 1;  // eCAP1
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.ECAP2ENCLK = 1;  // eCAP2
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EQEP1ENCLK = 1;  // eQEP1
SysCtrlRegs.PCLKCR1.bit.EQEP2ENCLK = 1;  // eQEP2

SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.CPUTIMER0ENCLK = 1; // CPU Timer 0
SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.CPUTIMER1ENCLK = 1; // CPU Timer 1
SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.CPUTIMER2ENCLK = 1; // CPU Timer 2

SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.DMAENCLK = 1;    // DMA Clock
SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.XINTFENCLK = 1;    // XTIMCLK
SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.GPIOINENCLK = 1; // GPIO input clock

EDIS;
}
代码解释：

1、SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x0001;  设置高速外设时钟分频 = sysclk / 2。

2、SysCtrlRegs.LOSPCP.all = 0x0002;设置低速外设时钟低速外设时钟分频 = sysclk / 2，这里命名稍微有点出入，但是查询头文件后确实是这个功能。只不过换了一种方式表示。本来我以为我很细，但是发现是我很粗，错过前一句的命名风格，实际就是这么命名的。

3、XintfRegs.XINTCNF2.bit.XTIMCLK = 1;配置外部存储器的时钟为默认状态。

4、XintfRegs.XINTCNF2.bit.CLKMODE = 1;外设时钟频率控制位，并配置为默认。

5、SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.ADCENCLK = 1等; 外设时钟使能，这里的外设时钟控制寄存器PCLKCR0控制片上各种外设时钟的工作状态，使能或者禁止，也就是说这里控制着外设的各个时钟的关闭和开通。

小结：
通过这个系统初始化函数，我们能够得到几个关键的信息：

1、外部晶振为30Mhz，经过锁相环PLL的倍频和分频操作可以得到DSP28335的主频150Mhz。

2、在初始化函数中，能够选择打开或者关闭各个外设时钟，并且可以配置频率大小。

说实话，在梳理这个初始化程序的过程中，其实好多次想撤退，心里想着反正这些都是固定好的，也不会更改其中的参数，我为什么要花这么多时间去看这个呢，但是咬着牙看下来了。看完之后其实我觉得收获还是挺大的，特别是DSP的主频150Mhz是怎么来的这个点。说来惭愧，用了DSP好久，只知道主频是150Mhz，还真不知道是经过PLL分频又倍频来的，有不有用？我感觉其实还是有用的，我们对需要从事的工作有了更一份的了解，这就有用，也希望自己在日后的学习过程中，刨根究底，不偷懒不粗略，细不细？不够细啊！忍不忍得住，那必须忍得住啊。
—

sdsdwwwe22 · 发表于 2021-11-30 13:50

EALLOW /EDIS 打开/关闭状态寄存器保护

nuiga · 发表于 2021-11-30 13:51

EALLOW/EDIS 是DSP为了防止杂散代码或指针破坏关键寄存器的状态宏定义指令

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