第三章 DSP2407概述.ppt

* * 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 TMS320LF240x 系列DSP包括： 闪存：TMS320LF2402、TMS320LF2406、TMS320LF2407 ROM: TMS320LC2402、TMS320LC2404、TMS320LC2406 最具革命性产品：LF2407/ LF2407A,是当今世界上集 成度最高、性能最强的运动控制DSP芯片。 3.1 DSP芯片的基本结构 1.什么是DSP芯片 DSP是一种特殊结构的微处理器, 快速实现各种数字 信号处理算法。 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 2. DSP芯片的基本结构 (1) 哈佛结构-程序和数据分开的结构程序和数据存储在两个不同的空间。 通用微处理器,存储器结构为冯.诺依曼结构。见下图程序存储器和数据存储器共用一个公共的存储空间和单一的地址和数据总线。 哈佛结构: DSP的程序存储器空间和数据存储器空间分开，即每个存储器空间独立编址，独立访问，并具有独立的程序总线和数据总线，取指和执行能完全重叠进行。 允许数据存放在程序存储器中，并被算术指令运算指令直接使用。 指令存储在高速缓冲器(Cache)中,当执行本指令时,不需再从存储器中读取指令，节省一个机器周期的时间。 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 指令寄存器 控制器 数据通道 输入 输出 中央处理器 存储器 程序 指令0 指令1 指令2 指令3 指令4 数据 数据0 数据1 数据2 冯·诺依曼体系结构 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 指令寄存器 控制器 数据通道 输入 输出 CPU 程序存储器 指令0 指令1 指令2 数据存储器 数据0 数据1 数据2 地址 指令 地址 数据 哈佛体系结构 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 复杂指令集 CISC：Complex Instruction Set Computer） 具有大量的指令和寻址方式，指令长度可变8/2原则：80%的程序只使用20%的指令大多数程序只使用少量的指令就能够运行。 精简指令集 RISC：Reduced Instruction Set Computer) 只包含最有用的指令，指令长度固定确保数据通道快速执行每一条指令使CPU硬件结构设计变得更为简单 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 IF ID REG ALU MEM 开始 退出 IF ID ALU MEM REG 微操作通道 开始 退出 单通数据通道 RISC：Load/Store结构 CISC：寻址方式复杂 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 (2)流水线操作功能 DSP芯片采用多组总线结构,允许CPU同时进行指令和数据的访问。因而，可在内部实行流水线操作。 执行一条指令，总要经过取指、译码、取数、执行运算，需要若干个指令周期才能完成。流水线技术是将各个步骤重叠起来进行。 即第一条指令取指、译码时，第二条指令取指；第一条指令取数时，第二条指令译码，第三条指令取指，依次类推。 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 (3)专门的硬件乘法器和乘加指令MAC 在数字信号处理的算法中，乘法和累加是基本的大量运算，占用绝大部分的处理时间。例如，数字滤波，卷积，相关，向量和矩阵运算中，有大量的乘和累加运算。PC机计算乘法需多个周期用软件实现，而DSP设置了硬件乘法器以及乘加指令MAC，在单周期内取两个操作数一次完成。 (4)特殊的处理器指令 采用特殊的指令。 例如:DMOV指令，把指令的数据复制到该地址加1的地址中,原单元的内容不变---数据移位，相当于延迟。 另一特殊指令LTD，在一个指令周期完成LT、DMOV和APAC三条指令的内容。 第三章 TMS320LF240x 系列DSP概述 (5) 高速的指令运行周期 DSP指令周期可为几ns，LF2407A为40ns 。 (6) 丰富的片内存储器件和灵活的寻址方式 片内集成FLASH和双口RAM，通过片内总线访问这些存 储空间，因此不存在总线竞争和速度匹配问题，大大提高数据的读/写速度。 (7) 独立的直接存储器访问(DMA)总线及其控制器 DSP为DMA单独设置了完全独立的总线和控制器。 3.2 TMS320系列DSP概述 该系列包括：定点、浮点、多处理器DSP和定点DSP。 体系结构专为实时数字信号处理而设计。 TI公司从1982年推出: 第一代TMS32010、TM