第3章 C5000系列DSP内部结构.ppt

TMS320C54x（简称’C54x）是TI公司为实现低功耗、高速实时信号处理而专门设计的16位定点数字信号处理器，是TMS320C5000TM DSP平台中最为成熟的芯片。采用改进的哈佛结构，程序与数据分开存放，内部具有8条高度并行的总线；片内集成有片内的存储器和片内的外设以及专门用途的硬件逻辑，并配备有功能强大的指令系统，使得该芯片具有很高的处理速度和广泛的应用适应性；再加上采用模块化设计以及先进的集成电路技术，芯片的功耗小，成本低，适应于远程通信等实时嵌入式应用的需要，已在通信、计算机网络、仪器仪表等领域得到了广泛应用。 3.1.1 C54xDSP的内部结构 常用封装 Package 1. 程序总线(PB) 主要用来传送取自程序存储器的指令代码和立即操作数。 C54x中央处理单元 3.2.4 桶形移位器原理 3.2.4 桶式移位寄存器的移位操作 3.2.5 桶形移位器功能框图 3.2.5 桶形移位器的输入/输出 输入 DB（16位数） DB、CB（32位数） 累加器A或B（40位数） 输出 ALU的一个输入端（40位数） EB（16位数） 3.2.5 桶形移位器的任务 在ALU运算前，对来自数据存储器的操作数或者累加器的值进行定标 对累加器的值进行算术或逻辑移位 对累加器归一化处理 对累加器的值存储到数据存储器之前进行定标 3.2.6 乘法器/加法器 3.2.6 乘法器/加法器特点 17×17位硬件乘法器 乘法器与40位专用加法器相连（在1个周期内完成乘法累加运算） 小数相乘（FRCT＝1），乘积左移一位 零检测器 舍入电路 溢出/饱和电路 乘法器输出?加法器的XA，累加器A或B?加法器的YA 乘法累加结果?累加器A或B 图2.10 直接寻址数据地址形成框图 图2.11 间接寻址数据地址形成框图 根据DSP器件的配置不同，一般最多有6种原因可引起器件复位，如图2.14所示，其中有4个原因是DSP内部产生的，另外有2个原因由外部引脚和控制。 2. 程序存储空间的分页扩展 在’C54x系列芯片中，有些芯片采用分页扩展的方法，使程序存储空间可扩展到1M~8M。TMS320VC5402中的程序空间分成16页，每页64K字，如图2.8所示。 图2.8 TMS320VC5402的扩展程序存储器映射 4．片内ROM的组织及代码内容 C54x DSP提供了各种容量的ROM(2 KB、4 KB、8 KB、28 KB或48 KB)。容量大的片内ROM可以把用户的程序代码编写进去，然而片内高2 KB ROM中的内容是由TI公司定义的。这2 KB程序空间(F800h～FFFFh)中包含如下内容： (1) 自举加载程序。 从串行口、外部存储器、I/O端口或者主机接口自举加载。 (2) 256Bμ律扩展表。 (3) 256B A律扩展表。 (4) 256B正弦函数值查找表。 (5) 中断向量表。 图2.9 TMS320C54x片内高2K字地址ROM的分块图 2.3.3 数据存储器 TMS320C54x的数据存储器的容量最多可64K字。除了单寻址和双寻址RAM(SARAM和DARAM)外，TMS320C54x还可以通过软件将片内ROM映像为数据存储空间。 当处理器发出的地址处在片内存储器的范围内时，就对片内的RAM或数据ROM(当ROM设为数据存储器时)寻址。当数据存储器地址产生器发出的地址不在片内存储器的范围内时，处理器就会自动地对外部数据存储器寻址。 1．数据存储器的可配置性 数据存储器可以驻留在片内或者片外。片内DARAM都是数据存储空间。对于某些TMS320C54x，用户可以通过设置PMST寄存器的DROM位，将部分片内ROM映像到数据库存储空间。这一部分片内ROM既可以在数据库空间使能（DROM=1），也可以在程序空间使能（MP/ =0）。复位时，处理器将DROM位清0。 对数据ROM的单操作数寻址，包括32位长字操作数寻址，单个周期就可完成。而在双操作数寻址时，如果操作数驻留在同一块内，则要2个周期；若操作数驻留在不同块内，则只需一个周期就可以了。 2．片内RAM的组织 为了提高处理器的性能，片内RAM也可细分成若干块。分块组织可以让用户在同一个周期内从同一块DARAM中取出两个操作数，并将数据写入到另一块DARAM中。 所有C54x DSP上的DARAM的起始1 KB块包括程序存储器映射CPU和外设寄存器，32B暂存存储器DARAM和896B DARAM。