DSP课件第二章TMS320LF240x硬件结构

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1、第2章TMS320LF240x硬件结构2.1.1CPU先进的多总线结构。32位中央算术逻辑运算单元（CALU）。16位×16位的硬件乘法器（MUL）。32位累加器（ACC）。输入与输出定标寄存器。乘积定标移位器。2.1TMS320LF240x的特点64K字程序存储器、64K字数据存储器以及64K字I/O空间。2.1.2存储器2.1.3指令系统累加器、算术和逻辑运算指令。辅助寄存器和数据页面指针指令。TREG、PREG和乘法指令。转移指令。控制指令。I/O和存储器操作指令。2.1.4片内外设看门狗（WD）定时器模块。数字输入输出（I/O）模块。事件管理器（EV）模块。模数转换器（ADC）模块。

2、串行通讯接口（SCI）模块。串行外设接口（SPI）模块。CAN控制器模块。采用高性能静态CMOS技术，供电电压为3.3V。可用IDLE指令进入低功耗模式。2.1.5电源具有符合IEEEll49.1标准的在片仿真接口（JTAG）。2.1.6在片仿真接口2.1.7速度单周期定点指令的执行时间为50ns、35ns或25ns(20MIPS，28.5MIPS，或40MIPS)。2.2TMS320LF240x的总线结构PAB—程序地址总线：提供访问程序存储区的地址。DRAB—数据读地址总线：提供从数据存储器读取数据的地址。DWAB—数据写地址总线：提供写数据存储器的地址。PRDB—程序读总线：它载有从程

3、序存储器读取的指令代码及表格信息等，并送到CPU。DRDB—数据读总线：它将数据从数据存储器载送到中央算术逻辑单元（CALU）和辅助寄存器单元（ARAU）。DWEB—数据写总线：它将数据送至程序存储器和数据存储器。采用各自独立的数据地址总线分别用于数据读DBAB和数据写DWAB，因此，CPU的读写可在一个周期内进行。独立的程序空间和数据空间允许CPU同时访问指令和数据。总线结构特点2.3.1内部结构框图TMS320LF240x系列芯片是16位定点DSP，采用哈佛结构，其程序和数据存储器分别独立且有各自的总线结构。芯片内部由3部分组成：中央处理单元（CPU）、存储器及片内外设。CPU的基本组成

4、包括：32位中央算术逻辑运算单元（CALU）；32位累加器（ACC）；输入与输出数据比例移位器；16位×16位的乘法器（MUL）以及乘积比例移位器。2.3中央处理单元（CPU）CPU功能结构图2.3.2输入比例部分功能：将来自存储器的16位数据左移0~16位送往中央算术逻辑单元（CALU）。移位方法：左移后没有使用的低位LSB填0，高位MSB填0或用符号扩展，取决于状态寄存器ST1的符号扩展模式位SXM（D10）。SXM=0填0SXM=1符号扩展2.3.3乘法部分功能：在一个机器周期内完成有符号或无符号乘法，乘积为32位。组成：临时寄存器（TREG）：保存一个乘数。乘法器：将TREG的值与来

5、自数据读总线或程序读总线的一个值相乘。乘积寄存器（PREG）：保存乘法运算的结果。乘积定标移位器（PSCALE）：在将乘积传送到CALU前，乘积定标移位器对其进行定标。2.3.4中央算术逻辑部分中央算术逻辑部分包括：中央算术逻辑单元：进行各种算术逻辑运算。累加器：存放CALU的操作结果，并可对其进行移动或循环。将结果输出到CALU或输出数据比例移位器。输出数据比例移位器：将累加器的32位值进行左移0~7位，将移位器中的高位字或低位字保存到数据存储器，而累加器的内容保持为移位前的值不变。中央算术逻辑单元功能：进行各种算术逻辑运算，包括16位加、减、布尔逻辑操作、位测试、移动和循环。特点：大部分

6、运算只需一个时钟周期累加器功能：存放CALU的操作结果，并可对其进行单比特移动或循环。将结果输出到中央算术逻辑单元（CALU）或输出到数据比例移位器。与累加器有关的状态位有：进位标志位（C）：位于ST0第9位加到累加器或从累加器减当C=0，减结果产生借位或加结果未产生进位时当C=1，减结果未产生借位或加结果产生进位时将累加器数值移1位或循环移1位在左移或循环左移时，累加器的最高有效位被送到C；在右移或循环右移时，累加器的最低有效位被送到C。溢出方式位（OVM）：位于ST0第11位当累加器处于溢出方式（0VM=1）并且有溢出发生时，若为正溢出，累加器被填充以最大正数7FFFFFFFh;若为负溢

7、出，累加器被填充以最大负数80000000h。OVM=0时，累加器中的结果正常溢出。3.溢出标志位（OV）：位于ST0第12位当未检测到累加器溢出时，OV=0，未被锁存；当溢出发生时，OV=1且被锁存。2.3.5辅助寄存器算术单元（ARAU）寻址功能用指令把0~7写入辅助寄存器指针ARP，即选择了一个辅助寄存器。ARP所指的寄存器称当前辅助寄存器。处理一条指令时，当前AR的内容用做访问数据存储器的地址。若指令