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TMS320C54x的硬件结构 内容提要 TMS320C54x芯片是一种特殊结构的微处理器，为了快速地实现数字信号处理运算，采用了流水线指令执行结构和相应的并行处理结构，可在一个周期内对数据进行高速的算术运算和逻辑运算。 本章主要介绍TMS320C54x芯片的硬件结构，重点对芯片的引脚功能、CPU结构、内部存储器、片内外设电路、系统控制以及内外部总线进行了讨论。DSP原理及应用知识要点 ● 引脚功能 ● 内外部总线结构 ● CPU结构 ● 内部存储器结构 ● 片内外设电路 ● 系统控制 DSP原理及应用2.1 ’C54x的基本结构 2.2 ’C54x的主要特性和外部引脚 2.3 ’C54x的内部总线结构 2.4 ’C54x的中央处理器 2.5 ’C54x的存储空间结构2.6 ’C54x的片内外设电路2.7 ’C54x的系统控制2.8 ’C54x的外部总线DSP原理及应用 2.1 ’C54x的基本结构 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，采用改进的哈佛结构，具有高度的操作灵活性和运行速度，适应于远程通信等实时嵌入式应用的需要，现已广泛地应用于无线电通信系统中。 DSP原理及应用 2.1 ’C54x的基本结构 1. ’C54x的主要优点 ① 围绕1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线而建立的改进哈佛结构，提高了系统的多功能性和操作的灵活性。 ④ 模块化结构设计，使派生器件得到了更快的发展。 ⑤ 采用先进的IC制造工艺，降低了芯片的功耗,提高了芯片的性能。 ② 具有高度并行性和专用硬件逻辑的CPU设计，提高了芯片的性能。 ⑥ 采用先进的静态设计技术，进一步降低了功耗，使芯片具有更强的应用能力。 ③ 具有完善的寻址方式和高度专业化指令系统,更适应于快速算法的实现和高级语言编程的优化。 DSP原理及应用 2. ’C54x的内部结构 TMS320C54x的组成 中央处理器CPU I/O功能扩展接口 串行口 内部总线控制 特殊功能寄存器 主机通信接口HPI 数据存储器RAM 定时系统 程序存储器ROM 中断系统DSP原理及应用 PAGEN DAGEN 特殊功能 寄存器系统控制接口系统控制程序地址生成器数据地址生成器程序存储器数据存储器串行口并行口定时器计数器中断PAB外部存储器接口PBCABCBDAB外部设备接口DBEABEB CPU乘法累加器算术/逻辑运算单元桶 形移位器比较器 2. ’C54x的内部结构 TMS320C54x的硬件结构图DSP原理及应用 3. 各部分的功能 ① 中央处理器CPU 采用了流水线指令执行结构和相应的并行处理结构，可在一个周期内对数据进行高速的算术运算和逻辑运算。 ② 内部总线结构 由一组程序总线、三组数据总线和四组地址总线组成，可在一个指令周期内产生两个数据存储地址，实现流水线并行数据处理。DSP原理及应用 3. 各部分的功能 ③ 特殊功能寄存器 共有26个特殊功能寄存器，位于具有特殊功能的RAM区。主要用来对片内各功能模块进行管理、控制、监视。 ④ 数据存储器RAM 双寻址数据寄存器DARAM DARAM：在一个指令周期内，可对其进行两次存取操作，即一次读出和一次写入； 片内数据存储器 SARAM：在一个指令周期内，只能进行一次存取操作。 单寻址数据寄存器SARAM DSP原理及应用 3. 各部分的功能 ⑤ 程序存储器ROM 可由ROM和RAM配置而成，即程序空间可以定义在ROM上，也可以定义在RAM中。 当需要高速运行的程序时，可将ROM中的程序调入到片内RAM中，以提高程序的运行速度，降低对ROM的速度要求，增强系统的整体抗干扰性能。 DSP原理及应用 ’C54x共有两个通用I/O引脚（BIO和XF）。 BIO：主要用来监测外部设备的工作状态； 3. 各部分的功能 ⑥ I/O口 XF：用来给外部设备发送信号。 ’C54x芯片还配有主机接口（HPI）、同步串行口和64K字I/O空间。 HPI和串行口可以通过设置，用作通用I/O。 64K字的I/O空间可通过外加缓冲器或锁存电路，配合外部I/O读写控制时序构成片外外设的控制电路。 DSP原理及应用 3. 各部分的功能 ⑦ 串行口 不同型号的’C54x芯片，所配置的串行口功能不同。可分为4种： 单通道同步串行口SP 带缓冲器单通道同步串行口BSP 并行带缓冲器多通道同步串行口McBSP 时分多通道带缓冲器串行口TMDDSP原理及应用 3. 各部分的功能 ⑧ 主机接口HPI HPI是一个与主机通信的并行接口，主要用于DSP与其它总线或CPU进行