1、第一章：C54x 1的結(jié)構(gòu)原理。TMS320系列DSPs 2概述。C54x數(shù)字信號處理器3?？偩€結(jié)構(gòu)4。記憶5。尋址模式6。中央處理器7。程序存儲器地址生成模式8。片內(nèi)外設(shè)，TMS320系列數(shù)字信號處理器的分類和應(yīng)用。1982年，德州儀器在TMS320系列數(shù)字信號處理器中推出了第一款定點(diǎn)數(shù)字信號處理器。到目前為止，我們已經(jīng)經(jīng)歷了許多代的產(chǎn)品。有：個C1x C2x、C2xx、C24xx、C28xx C5x、C54x、C55xx、C62x C64xx定點(diǎn)數(shù)字信號處理器、個C3x、C4x、C67x多處理器數(shù)字信號處理器和：個C8x集成C2x、C2xx、C2xxx統(tǒng)稱為2000系列用于工業(yè)測量和控制，

2、C5x、C54x和C5xxx統(tǒng)稱為5000系列用于語音，C62xx、C64xx和C67xx統(tǒng)稱為第一章，C54x的結(jié)構(gòu)原理。1.TMS320系列DSPs 2概述。C54x數(shù)字信號處理器3。總線結(jié)構(gòu)4。記憶5。尋址模式6。中央處理器7。程序存儲器地址生成模式8。片內(nèi)外設(shè)，C54x數(shù)字信號處理器1。C54x數(shù)字信號處理器2概述。TMS320C5402 3的主要特性TMS320C54x的組成框圖。C54x數(shù)字信號處理器概述，TMS320C54x(簡稱C54x)系列數(shù)字信號處理器是TI公司于1996年推出的16位定點(diǎn)數(shù)字信號處理器，其中TMS320VC5402是TI公司于1999年10月推出的采用C5

3、4x內(nèi)核的定點(diǎn)數(shù)字信號處理器。外設(shè)和輸入輸出的工作電壓為3.3V，內(nèi)核的工作電壓為1.8V。封裝形式為144引腳TQFP或144引腳微星形BGA。1.C54x數(shù)字信號處理器2概述。TMS320C5402 3的主要特點(diǎn)。TMS320C54x的框圖和TMS320C5402 1的主要特點(diǎn)。CPU: 1)高級多總線結(jié)構(gòu)，一條程序總線，三條數(shù)據(jù)總線和四條地址總線。2)40位算術(shù)邏輯單元，包括一個40位桶形移位器和兩個獨(dú)立的40位累加器。3)乘法/累加單元，通過1717位并行乘法器與40位專用加法器相連，用于非流水線單周期乘法/累加運(yùn)算。4)用于加法/比較選擇的比較、選擇、存儲單元(CSSU)。5)指數(shù)編

4、碼器的主要特點(diǎn)，它能在一個周期內(nèi)計算40位累加器中值的指數(shù)。6)兩個地址發(fā)生器，包括8個輔助寄存器和2個輔助寄存器算術(shù)單元(ARAU)。用于在一個周期內(nèi)同時尋址兩個不同的存儲器地址單元。TMS320C5402和存儲器的主要特點(diǎn)：1)基本尋址空間為192K16位(包括64k字程序、64K字?jǐn)?shù)據(jù)和64K字輸入輸出)。其中程序存儲空間可以擴(kuò)展到1M16bit位。2)片上有4k 16位的P/D只讀存儲器，可配置為程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器。3)片內(nèi)具有16K 16位雙操作內(nèi)存(DARAM)，可配置為數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器。主要特點(diǎn)TMS320C5402，3。指令系統(tǒng)：1)單指令循環(huán)和塊循環(huán)操作，2)塊存儲

5、器移動指令，更便于程序和數(shù)據(jù)管理，3)32位長操作數(shù)指令，4)能同時讀取2個操作數(shù)和3個操作數(shù)的算術(shù)指令，5)并行存儲和并行加載，6)條件存儲指令，7)中斷快速返回，TMS320C5402，Iv的主要特點(diǎn)。片內(nèi)外設(shè)：1)軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器2)可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路3)帶內(nèi)部振蕩器或外部時鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)(鎖相環(huán))時鐘發(fā)生器4)全雙工串行端口5)時分復(fù)用(時分復(fù)用)串行端口6)兩個多通道緩沖串行端口(多通道緩沖串行端口)，TMS320C5402的主要功能，7)兩個16位可編程定時器，8) 8位并行主機(jī)接口(HPI)，9)用于斷開外部數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的外部總線斷開控制， 10)數(shù)

6、據(jù)總線具有總線保持器特性，以及5)在電源管理方面，1)通過使用IDLE1、IDLE2和IDLE3指令可以將不同的外圍設(shè)備置于空閑狀態(tài)以降低功耗2)可以關(guān)閉CLKOUT輸出信號，這是TMS320C5402的主要特性。 第六，在系統(tǒng)仿真中：IEEE1149.1邊界掃描邏輯和片上掃描邏輯接口(JTAG)。七、執(zhí)行速度方面：單周期10ns執(zhí)行時間，可選擇定點(diǎn)指令(5/10/20/40/100兆位)。從P15的表1-2中，我們可以看到C54x系列的各種具體型號：它們的內(nèi)核是相同的，內(nèi)核的速度是不同的(從50-532兆)，片內(nèi)外設(shè)的組合是不同的(只讀存儲器擴(kuò)展范圍，片內(nèi)隨機(jī)存取存儲器串行端口的數(shù)量，定時器

7、，直接內(nèi)存通道等)。)，C54X數(shù)字信號處理器，1。C54x數(shù)字信號處理器2概述。TMS320C5402 3的主要特點(diǎn)。TMS320C54x框圖，TMS320C54x 1框圖，tms320C54x 2框圖，第1章，C54x的結(jié)構(gòu)原理。1.TMS320系列DSPs 2概述。C54x數(shù)字信號處理器3?？偩€結(jié)構(gòu)4。記憶5。尋址模式6。中央處理器7。程序存儲器地址生成模式8。片內(nèi)外設(shè)，TMS320C54x總線結(jié)構(gòu)1。C54x總線結(jié)構(gòu)由8條主16位總線(4條程序/數(shù)據(jù)線、4條地址總線)組成：1)程序總線(1) 2)三條數(shù)據(jù)總線(CB、DB、EB):連接到大多數(shù)內(nèi)部功能單元，如中央處理器、乘法器、算術(shù)邏輯

8、單元等。用于從數(shù)據(jù)存儲和輸入輸出中讀取操作數(shù)并寫入數(shù)據(jù)。多總線可以實(shí)現(xiàn)多操作數(shù)運(yùn)算和并行運(yùn)算。3)執(zhí)行每個指令和操作數(shù)所需的四個地址線(PAB、CAB、DAB、EAB):地址。其次，C54x可以使用兩個輔助寄存器算術(shù)運(yùn)算單元(ARAU0、ARAU1)在一個時鐘周期內(nèi)生成兩個數(shù)據(jù)存儲器地址。支持同時尋址兩個不同的存儲單元。3.操作數(shù)可通過PB總線從程序空間(如系數(shù)表)獲得，并傳輸?shù)匠朔ㄆ骱图臃ㄆ鬟M(jìn)行乘法和累加運(yùn)算(如MACD指令完成程序存儲器中濾波系數(shù)的乘法和累加，數(shù)據(jù)存儲器中的采樣值實(shí)現(xiàn)卷積運(yùn)算)，或者從程序存儲器到數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)傳輸操作可通過PB總線完成(如MVPD和READA指令)。第四

9、，它還支持單周期3操作數(shù)指令，該指令同時從程序空間讀取一個操作數(shù)和從數(shù)字存儲器讀取兩個操作數(shù)(例如用于具有對稱系數(shù)的FIR濾波器設(shè)計的指令FIRS)。5.C54x還具有一條用于訪問片上外設(shè)的片上雙向總線(EMIF總線)，通過中央處理器接口中的總線開關(guān)與數(shù)據(jù)庫和電子總線相連，實(shí)現(xiàn)外設(shè)輸入輸出的讀寫操作。通過總線訪問至少需要2-3個讀或?qū)懼芷冢唧w操作時間根據(jù)外設(shè)而定?？偩€結(jié)構(gòu)的TMS320C54x，總線程序用于各種尋址讀PABB程序?qū)慞ABB單數(shù)據(jù)讀DAB數(shù)據(jù)庫雙數(shù)據(jù)讀CAB DAB CB DB長數(shù)據(jù)讀(數(shù)據(jù)高和低位)CAB DAB CB DB單數(shù)據(jù)寫EAEBB數(shù)據(jù)讀/數(shù)據(jù)寫DAB EAB EB

10、雙數(shù)據(jù)讀/系數(shù)讀PAB CAB DAB PB CB DB外圍讀DAB DB外圍寫EAB EB，第1章C54x的結(jié)構(gòu)原理，1。TMS320系列DSP 2概述。C54x數(shù)字信號處理器3。總線結(jié)構(gòu)4。記憶5。尋址模式6。中央處理器7。程序存儲器地址生成模式8。片內(nèi)外設(shè)、存儲器、存儲器配置：C54x的存儲器結(jié)構(gòu)為增強(qiáng)型哈佛型，分為三個獨(dú)立的尋址空間：基本尋址空間為64K字程序存儲空間、64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲空間、64K字輸入輸出存儲空間，總尋址地址范圍為192K字。VC5402的可尋址程序存儲器范圍可以擴(kuò)展到1M字。片內(nèi)存儲器：不同的器件在C54x中有不同的片內(nèi)存儲器，其中VC5402芯片內(nèi)有16K DAR

11、AM和4K掩模只讀存儲器。1.內(nèi)存空間配置2。片上程序存儲器3。片上數(shù)據(jù)存儲器4。輸入/輸出空間。內(nèi)存空間配置。C5402使用三個獨(dú)立的尋址空間：程序、數(shù)據(jù)和輸入/輸出空間。程序和數(shù)據(jù)空間中的片內(nèi)存儲器分配由處理器操作模式狀態(tài)寄存器(PMST)中的三個狀態(tài)位設(shè)置。1)如果=0，位將片內(nèi)只讀存儲器配置到程序空間；如果=1，則不將片內(nèi)只讀存儲器配置到程序空間；2)OVLY位將片內(nèi)隨機(jī)存取存儲器配置到程序存儲空間；如果OVLY=0，則只將片內(nèi)隨機(jī)存取存儲器配置到數(shù)據(jù)空間；如果OVLY=1，它同時將片內(nèi)隨機(jī)存取存儲器配置為編程和數(shù)據(jù)空間3)DROM位-是否將片內(nèi)只讀存儲器分配給數(shù)據(jù)存儲空間如果DROM

12、=0，如果DROM=1，不將片內(nèi)只讀存儲器分配給數(shù)據(jù)空間、存儲空間和存儲空間。如果編程期間程序內(nèi)存空間不足，可以使用擴(kuò)展的程序內(nèi)存空間。C5402最多可擴(kuò)展到1M字。具體方法是從0開始每64K取整個程序內(nèi)存空間作為一個頁面。頁面的特定尋址由程序計數(shù)器擴(kuò)展寄存器(XPC)指定。(見本部分教材P22圖1-6。)注意：當(dāng)使用擴(kuò)展尋址時，有必要將軟件等待狀態(tài)寄存器(SWWSR)的擴(kuò)展尋址位(XPA)設(shè)置為1。程序內(nèi)存分頁不同于數(shù)據(jù)內(nèi)存分頁，所以要注意它們之間的區(qū)別。存儲器，1，存儲器空間配置2，片上程序存儲器3，片上數(shù)據(jù)存儲器4，輸入/輸出空間，片上程序存儲器，具有可自動引導(dǎo)的片上只讀存儲器結(jié)構(gòu)。提供

13、4K屏蔽只讀存儲器(地址：F800h-FFFFh):F00h F7 ffh保持2K F800h FBFFh引導(dǎo)加載程序FC00h FCFFh 256字法則擴(kuò)展表Fd00h fFffh 256字法則擴(kuò)展表Fe00h fFffh 256字sin查找表FF00h FF7Fh芯片自測程序FF80h FFFFh中斷向量表，存儲器，1，存儲器空間配置2，片內(nèi)程序存儲器3，片內(nèi)數(shù)據(jù)除了片上16K字DARAM，片上只讀存儲器還可以映射為數(shù)據(jù)存儲空間。片內(nèi)DARAM結(jié)構(gòu)(地址：0060h3FFFh):分為兩個8K塊。為了使用直接尋址模式(在指令的機(jī)器碼中只訪問數(shù)據(jù)存儲器的低7位地址)，數(shù)據(jù)存儲器采用分頁機(jī)制：每

14、128(27)個單元是從零地址開始的數(shù)據(jù)頁，每頁的地址范圍是從00h到7fh。片上數(shù)據(jù)存儲器包括存儲器映射寄存器(MMR)和基本數(shù)據(jù)及程序存儲空間。內(nèi)存寄存器分為內(nèi)存映射的中央處理器寄存器和內(nèi)存映射的外設(shè)寄存器，它們映射在數(shù)字存儲器的第0頁(0000h007Fh)。1)內(nèi)存映射中央處理器寄存器(0000h - 001Fh)這部分包括：中斷屏蔽寄存器、中斷標(biāo)志寄存器、狀態(tài)寄存器ST0和ST1、累加器a和b、臨時寄存器t、輔助寄存器AR0-AR7、堆棧指針SP、塊循環(huán)地址和計數(shù)器寄存器、處理器模式狀態(tài)寄存器PMST以及其他與中央處理器操作和狀態(tài)相關(guān)的寄存器等。它可以直接讀寫，而無需在操作過程中插入

15、等待。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，2)存儲器映射外設(shè)控制寄存器(0020h - 005Fh)。這部分寄存器用于控制片內(nèi)外設(shè)的操作。通過在映射表的寄存器和外設(shè)之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，可以設(shè)置控制寄存器的相應(yīng)位，以便靈活配置外設(shè)、使能外設(shè)和初始化外設(shè)。3)程序和數(shù)據(jù)存儲空間(0060h3FFFh)由PMST的OVLY控制，片上ram設(shè)置為程序或數(shù)據(jù)空間。當(dāng)OVLY=0時，片內(nèi)隨機(jī)存取存儲器是數(shù)據(jù)空間。當(dāng)OVLY=1時，可將內(nèi)存設(shè)置為數(shù)據(jù)和程序空間，數(shù)據(jù)和程序空間的具體分配由指定。cmd文件，可以在。地圖文件。以下是中央處理器和外設(shè)寄存器的存儲器映射表：片上數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器，存儲器映射中央處理器寄存器P26表1

16、-8 0 IMR中斷屏蔽寄存器1IF中斷標(biāo)志寄存器2-5測試保留6ST0狀態(tài)寄存器0 7ST1狀態(tài)寄存器1 8AL累加器一個低字(150位)9AH累加器一個高字(3116位)AAG累加器一個保護(hù)位(3932位)BBL累加器b低字(150位)，片上數(shù)據(jù)存儲器， CBH累加器b高位字(3116位)DBG累加器b保護(hù)位(3932位)ET乘法寄存器F TRN轉(zhuǎn)移寄存器10-17 AR0-AR7輔助寄存器Arn，N07 18SP堆棧指針19BK循環(huán)緩沖區(qū)大小寄存器1ABRC塊重復(fù)計數(shù)器1BRSA塊重復(fù)起始地址1CREA塊重復(fù)結(jié)束地址1DPMST處理器模式狀態(tài)寄存器，片上數(shù)據(jù)存儲器， 1EXPC程序存儲器

17、擴(kuò)展尋址寄存器1E1F-保留存儲器鏡像外設(shè)控制寄存器P26表1-9 20bdr0緩沖串行端口0數(shù)據(jù)接收寄存器21BDXR0緩沖串行端口0數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器22BSPC0緩沖串行端口0控制寄存器22 BSP c0緩沖串行端口0控制擴(kuò)展寄存器24TIM定時器計數(shù)器25PRD定時器周保留周期寄存器26的TCR定時器控制寄存器27，片上數(shù)據(jù)存儲器， 28SWWSR等待狀態(tài)生成寄存器29BSCR分區(qū)切換存儲體切換控制寄存器2A保留2B XSWR擴(kuò)展等待狀態(tài)寄存器2C HPIC主機(jī)接口控制寄存器2D2F保留30TRCNTDM串行端口數(shù)據(jù)接收寄存器31TDXRTDM串行端口數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器32TSPCTDM串行端口控制寄存器33 TCSRTDM串行端口通道選擇寄存器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、34TRTATDM串行端口接收和發(fā)送寄存器35TR