第8章TMS320C54x系列 DSP的体系结构.ppt

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1、第8章TMS320C54x系列DSP的体系结构TIDSP简介TI公司五代产品：16位定点DSP处理器，源代码向上兼容TMS320C1xTMS320C2xTMS320C5x32位浮点DSP处理器，源代码向上兼容TMS320C3xTMS320C4x定点系列和浮点系列的源代码不兼容！TIDSP的发展主流采用4位数表示的产品型号TMS320C2xxxTMS320C5xxxTMS320C6xxx以前产品的升级产品归入新的系列多DSP核产品：TMS320C8xSoC产品OMAP平台OMAP:OpenMultimediaApplicationPlat

2、form代表器件：OMAP5910（C55+ARM9）OMAP3530（C64+ARM9）Davinci平台完整的数字媒体开发平台TMS320DM6446：网络化数字视频编解码应用（ARM926+C64x+视频处理子系统）TMS320DM6443：网络化数字视频解码应用C54xDSP主要特征改进的哈佛结构；多级流水线技术；专用的硬件乘法器；专用的汇编指令改进的哈佛结构哈佛结构：是指处理器具有独立的程序和数据总线，独立的程序和数据空间。处理器可以同时对数据和程序空间进行并行访问，处理速度快。缺点：外部引脚太多，成品率低。改进的哈佛结构：D

3、SP芯片内部采用哈佛结构，外部总线合并为一组。哈佛结构改进的哈佛结构多级流水线技术多级流水线技术可以使得DSP能在一个机器周期内同时对多条指令进行处理。并行处理的重要手段，加快运行速度。专用的硬件乘法器支持单周期的乘法或乘/加法，大大加快了运算速度；产品不同，完成的乘法运算不同。定点DSP：16*16-bit，浮点DSP：24*32-bit，32*40-bit专用的汇编指令与硬件系统相对应；复杂功能用一条单周期指令完成；指令周期短一代：160-280ns二代：80-200ns三代：60ns四代：40-50ns五代：10-35nsTMS3

4、20DM642:1.39-2ns8.1TMS320C54x的体系结构是定点DSP；结构优化；指令功能强；应用于电信方面，有优越的性能。C54x的芯片内部包括：中央处理单元（CPU或DSP核）片内存储器串行口主机接口其他在片外设内部总线C54x芯片CPU都是相同的；都有RAM和ROM；不同之处在于：片内存储器容量大小、拥有何种在片外设、供电电压、速度及封装等。8.1.1总线结构C54x结构主要是围绕八条16-bit的总线而建立的。程序总线PB：传送从程序存储器取得的指令码和立即数。三条数据总线CB、DB和EB：连接各个组成部分。四条地址总

5、线PAB、CAB、DAB和EAB：传送指令执行所需要的地址。不同访问使用总线的情况8.1.2中央处理单元（CPU）40-bit算术逻辑单元（ALU）两个40-bit累加器桶形移位器1717-bit乘法器40-bit加法器比较、选择和存储单元（CSSU）指数编码器数据地址产生单元程序地址产生单元一、算术逻辑单元（ALU）40-bit的算术逻辑单元（ALU），可进行单周期的算术逻辑运算。可当作两个16-bit的ALU来使用，在单周期内可同时完成两个16-bit的操作。它的输入端有多种数据来源。算术逻辑单元（ALU）二、累加器保护位（AG和

6、BG）作为运算时的头区（Headmargin），用于防止诸如自相关运算时产生的溢出。AG、BG、AH、BH、AL、BL是存储器映射的寄存器。A可以作为乘法器的一个输入。三、桶形移位寄存器40-bit桶形移位器的作用是对一些操作进行标定和标准化。可以进行031位的左移和016位的右移。它的输入数据有多个来源。桶形移位寄存器四、乘/累加单元包括一个17bit17bit的乘法器和一个40-bit的专用加法器。在一个流水线周期内可完成乘/累加操作。可以进行有符号数乘有符号数、无符号数乘无符号数、有符号数乘无符号数的运算。进行符号位扩展。乘

7、/累加单元五、比较、选择和存储单元（CSSU）加速了Viterbi解码运算，特别适用于数字通信领域。Viterbi算法中的加法功能由ALU完成，ALU分为两个16-bit的加法器，结果送A或B。六、指数编码器指数编码器是支持单周期EXP指令的专用硬件电路；EXP指令和NORM指令利用指数编码器对累加器中的内容进行标准化。8.1.3内部存储器所有的C54x器件都包含片内的RAM和ROM。RAM又分为：双重访问RAM（DARAM）单次访问RAM（SARAM）26个CPU寄存器、外设寄存器映射到数据空间。一、片内ROM片内ROM可以作为程序存

8、储器，在某些情况下，也可以作为数据存储器。包含一个引导程序。可以做成用户定制ROM。二、片内RAM片内DARAM：分块组织，CPU可以在一个机器周期内对同一DARAM块进行读和写。片内SARAM：分块组织，