TMSCx的引脚功能流水线结构和外部总线结构.ppt

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1、5.1TMS320C54x的引脚和信号说明TMS320C54xDSP基本上都采用超薄的塑料或陶瓷四方扁平封装(TQFP)，也有其他封装形式。图5-1所示是TMS320C541的引脚图。本节重点描述TMS320C541芯片的引脚功能。图5-1TMS320C541的引脚图4．振荡器及定时信号CLKOUT、TOUT：主时钟输出信号、定时器输出信号。CLKMD1～CLKMD3：3个外部/内部时钟工作方式输入信号，可以预置DSP的时钟比。X2/CLKIN、X1：晶振到内部振荡器的输入引脚、内部振荡器到外部晶振的输出引脚。5．主机接口(HPI)信号(TMS320C542/545

2、/548等具有)HD0～HD7：HPI双向并行数据总线。HCNTL0、HCNTL1：HPI控制信号。HBIL：HPI字节确认输入。6．串口信号CLKR0、CLKR1：接收时钟。CLKX0、CLKX1：发送时钟。DR0、DR1：串行口数据接收端。DX0、DX1：串行口数据发送端。FSR0、FSR1：用于接收输入的帧同步脉冲。FSX0、FSX1：用于发送的帧同步脉冲。7．电源信号CVDD、DVDD、VSS：CPU内核电源电压、I/O引脚的电源电压和器件地。8．IEEE1149.1测试引脚5.2流水线结构1．流水线概述指令流水线包括执行指令时发生的一系列总线操作。TMS3

3、20C54x的流水线有6个独立的阶段：程序预取指、取指、指令译码、寻址、读和执行指令。由于这6个阶段是独立的，因此这些操作有可能重叠。在任意给定的周期里，可能有1～6条不同的指令是激活的，每一条指令都处于不同的阶段。图5-2说明了对于单字、单周期指令，在没有等待状态情况下6级流水线的操作。图5-26级流水线的操作图5-26级流水线的操作这6级流水线的功能如下：预取指(Prefetch)：将所要取指的地址放在程序地址总线(PAB)上。取指(Fetch)：从程序总线(PB)上取指令字，并装入指令寄存器(IR)。译码(Decode)：对IR中的内容译码，产生执行指令所需要

4、的一系列控制信号。寻址(Access)：数据地址产生单元(DAGEN)在数据地址总线(DAB)上输出读操作数的地址。如果还需要第二个操作数，则在另一个数据地址总线(CAB)上也装入适当的地址，同时更新间接寻址方式中的辅助寄存器和堆栈指针(SP)。读(Read)：从数据总线(DB)和控制总线(CB)上读操作数。执行(Execute)：从数据总线(EB)上写数据。6条单字、单周期指令的流水线操作如图5-3所示。图5-36条指令的流水线的操作2．双寻址存储器和流水线TMS320C54x片内的双寻址存储器(DARAM)分成若干独立的存储器块，允许CPU在单个周期内对其访问两

5、次。下列情况下访问DARAM不会带来时序上的冲突：●在单周期内允许同时访问DARAM的不同块。●当流水线中的一条指令访问某一存储器块时，允许流水线中处于同一级的另一条指令访问另一个存储器块。●允许处于流水线不同级上的两条指令同时访问同一个存储器块。表5-1访问DARAM块操作类型访问时间利用PAB/PB取指前半周期利用DAB/DB读取第一个数据前半周期利用CAB/CB读取第二个数据后半周期利用EAB/EB写数据后半周期3．单寻址存储器和流水线TMS320C54x片内有两种形式的单寻址存储器：●单寻址读/写存储器(SARAM)。●单寻址只读存储器(ROM或DROM)。

6、4．流水线延时TMS320C54x流水线允许CPU多条指令同时访问CPU资源。由于CPU的资源是有限的，因此当一个CPU资源同时被一个以上流水线级访问时，就会发生冲突。有些冲突可以由CPU通过延迟寻址的方法自动消除，但有些冲突是不能防止的，需要由程序重新安排指令顺序，或者插入NOP(空操作)指令加以解决。对于下列存储器映像寄存器，如果在流水线中同时对它们寻址，就有可能发生不能消除的冲突：●辅助寄存器(AR0～AR7)；●重复块长度寄存器(BK)；●堆栈指针(SP)；●暂存器(T)；●处理器工作方式状态寄存器(PMST)；●状态寄存器(ST0和ST1)；●块重复计数器

7、(BRC)；●存储器映像累加器(AG、AH、AL、BG、BH和BL)。5.3外部总线结构5.3.1外部总线接口信号TMS320C54x具有很强的系统接口能力，其总线分为内部总线和外部总线。TMS320C54x的内部总线有1条PB，3条CB、DB和EB及4条PAB、CAB、DAB和EAB。片内总线采用流水线结构，可以允许CPU同时寻址这些总线。TMS320C54xDSP在片内可实现一个周期内6次操作。TMS320C54x的外部总线由数据总线(D0～D15)、地址总线(A0～A15)和控制总线(11条)组成(参见5.1节)。其中，TMS320C548、TMS320C