2TMS320C54x数字信号处理器硬件结构.ppt

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1、第2章TMS320C54x数字信号处理器硬件结构2.1TMS320C54x的特点和硬件组成框图2.2TMS320C54x的总线结构及流水操作2.3TMS320C54x的存储器分配2.4中央处理单元（CPU）2.5TMS320C54x片内外设简介2.6硬件复位操作2.7TMS320VC5402引脚及说明重点及难点1、存储空间及其分配的理解2、CPU几个重要的寄存器:累加器,ST0,ST1,PMSTTMS320C5000DSP硬件结构TMS320C54XX硬件结构特点★2.1TMS320C54x的特点和硬件组成框图TMS320C54x的主要特性如下所示：CPU先进的多总线结构

2、。40位算术逻辑运算单元（ALU）。17位×17位并行乘法器与40位专用加法器相连。比较、选择、存储单元（CSSU）。指数编码器可以在单个周期内计算40位累加器中数值的指数。双地址生成器包括8个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术运算单元（ARAU）。存储器64K字程序存储器、64K字数据存储器以及64K字I/O空间。在C548、C549、C5402、C5410和C5420中程序存储器可以扩展。指令系统单指令重复和块指令重复操作。块存储器传送指令。32位长操作数指令。同时读入两个或3个操作数的指令。并行存储和并行加载的算术指令。条件存储指令。从中断快速返回指令。在片外围电路（如

3、图2-1所示）软件可编程等待状态发生器。可编程分区转换逻辑电路。带有内部振荡器。外部总线关断控制，以断开外部的数据总线、地址总线和控制信号。数据总线具有总线保持器特性。可编程定时器。并行主机接口（HPl）。电源可用IDLEl、IDLE2和IDLE3指令控制功耗，以工作在省电方式。可以控制关断CLKOUT输出信号。在片仿真接口具有符合IEEEll49.1标准的在片仿真接口（JTAG）。速度单周期定点指令的执行时间为25/20/15/12.5/10-ns(40MIPS/50MIPS/66MIPS/80MIPS/100MIPS)。要点1、为何要设置多内部总线2、一个机器周期内可

4、完成的存取操作3、为何要用两个辅助寄存器算术运算单元4、一个周期内如何执行3操作数指令2.2TMS320C54x的总线结构及流水操作2.2.1总线结构TMS320C54xDSP采用先进的哈佛结构并具有八组总线，其独立的程序总线和数据总线允许同时读取指令和操作数，实现高度的并行操作。采用各自分开的数据总线分别用于读数据和写数据，允许CPU在同一个机器周期内进行两次读操作数和一次写操作数。独立的程序总线和数据总线允许CPU同时访问程序指令和数据。C54x读/写操作占用总线情况读/写方式地址总线程序总线数据总线PABCABDABEABPBCBDBEB程序读程序写单数据读

5、双数据读32位长数据读(hw)(lw)(hw)(lw)单数据写数据读/数据写双数据读/系数读外设读外设写2.2.2流水操作6级深度的指令流水线：预取指P：在T1内，CPU将PC中的内容加载到程序地址总线PAB。取指F：在T2内,CPU从选中的程序存储单元中,读取指令代码加载到程序总线PB，并加载到指令寄存器（IR）。译码D：在T3内，CPU对指令寄存器（IR）的内容进行译码，产生执行指令所需要的一系列控制信号。比如：确定要访问的存储器的类型及所需的数据地址产生单元（DAGEN）和CPU的控制信号。寻址A：在T4内，DAG

6、EN将数据1或数据2的读地址或同时将两个读地址分别加载到数据地址总线DAB和CAB中，并对辅助寄存器或堆栈指针进行修正。读数R：在T5内，CPU将读出的数据1和数据2分别加载到数据总线DB和CB中。若是并行操作指令，可同时将数据3的写地址加载到数据地址总线EAB中。执行X：在T6内，CPU根据操作码的要求执行指令，并将写数据3通过EB总线写入指定的存储单元中。流水线冲突情况:’C54x系统程序C语言程序不产生冲突汇编语言程序存储器映象寄存器MMR写操作CALU运算不会产生冲突早安排写操作不产生冲突其它MMR写操作需用等待周期表12342.3TMS320C54x的存储器分配

7、2.3.1存储器空间2.3.2程序存储器2.3.3数据存储器2.3.4I/O存储器2.3.1存储器空间TMS320C54x存储器由3个独立的可选择空间组成：程序空间、数据空间和I/O空间。程序存储器空间包括程序指令和程序中所需的常数表格；数据存储器空间用于存储需要程序处理的数据或程序处理后的结果；I/O空间用于与外部存储器映象的外设接口，也可以用于扩展外部数据存储空间。所有’C54x芯片都含有片内RAM和ROM。SARAMDARAM——单寻址RAM——双寻址RAM片内RAM片内存储器的优点：不需要插入等待状态；与外部存储器相比