dsp单片机原理及应用-第二章课件.ppt

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1、第二章DSP控制器的CPU结构;目录2.1、CPU总线结构与流水线作业的特点..92.2、CPU(中央处理器)的结构组成……..112.3、状态寄存器ST0和ST1………….……192.4、系统配置寄存器…………………….222.5、时钟与锁相环PLL.…………………252.6、程序的执行与控制……………….…272.7、程序的中断执行及其中断管理系统.342.1、CPU总线结构与流水线作业的特点..91第二章DSP控制器的CPU结构DSP控制器按其功能划分,要分为三大部分组成:1.中央处理器(CPU=

2、运算器+控制器);2.存储器;(程序存储器ROM/FlashEEPROM和数据存储器:DARAM、SARAM)模块3.外设(I/O;输入/输出设备)[模数转换器ADC模块、串行通信接口SCI、系统监控WDT(WatchDog)模块、事件管理器模块、中断控制器模块、串行外设接口SPI、现场总线控制器CAN模块等]。22.1.1、总线结构…………………92.1.2、流水线操作………………112.1、CPU总线结构与流水线作业的特点2.1.1、总线结构…………….……932.1.1、总线结构TMS320LF2

3、407ACPU采用改进的哈佛结构;程序总线和数据总线独立,分别为两套。PAB:程序地址总线PRDB:程序读数据总线DRAB:数据读地址总线DWAB:数据写地址总线DRDB:数据读数据总线DWDB:数据写数据总线6组独立的总线4TMS320LF2407A总线结构特点:1、允许CPU同时访问程序指令和数据存储器;2、CPU对数据存储器的读、写访问可在同一机器周期内完成;3、支持CPU在单机器时钟内,并行执行算术、逻辑和位处理操作等。2.1.1、总线结构52.1.1、总线结构…………………92.1.2、流水线

4、操作………………112.1、CPU总线结构与流水线作业的特点2.1.2、流水线操作………………1162.1.2、流水线操作FMS320LF2407A采用了指令流水线操作技术。指令的执行过程可分为4个独立的阶段:(1)取指令阶段;(2)指令译码阶段:(3)取操作数阶段:(4)指令执行阶段;这些操作同一时间段内可以并行进行。7图2.2是一个单字、单周期且无等待状态插入指令的操作流水线操作的例子2.1.2、流水线操作8在某个给定的时刻,第一条流水线上第N条指令正在执行取指令操作;第二条流水线上也在同时进行着第

5、N-1条指令的指令译码操作:第三条流水线上也在同时进行着第N-2条指令的取操作数操作;第四条流水线上也在同时进行着第N-3条指令的指令执行操作。在任何给定的时钟周期内,可以同时有l~4条不同的指令被使能,而每条指令处于不同的执行阶段。2.1.2、流水线操作92.1.2、流水线操作说明:1、紧跟在修改全局存储器分配寄存器(GREG)后的单字、单周期指令使用的是该指令执行前的全局寄存器映射;2、在紧跟NORM(累加器规格化)指令之后不可紧接着就安排改变当前辅助寄存器和改变当前辅助寄存器指针(ARP)内容的指

6、令,其间应最少安排两个指令字的其它指令。10因为NORM(累加器规格化)指令在流水线操作的执行阶段会修改辅助寄存器指针(ARP)并使用被修改的当前ARP所指定的辅助寄存器。若NORM指令之后紧接着就安排了改变当前辅助寄存器或改变当前辅助寄存器指针(ARP)内容的指令,则它们将在流水线操作的译码阶段进行,由于流水线的特点,当前辅助寄存器或当前辅助寄存器指针(ARP)内容的改变已经在NORM(累加器规格化)指令执行阶段前完成。这样所导致的结果是:1、NORM指令使用了错误的辅助寄存器;2、此后的指令使用错误

7、的ARP值。2.1.2、流水线操作11第二章DSP控制器的CPU结构;目录2.1、CPU总线结构与流水线作业的特点..92.2、CPU(中央处理器)的结构组成……..112.3、状态寄存器ST0和ST1………….……192.4、系统配置寄存器…………………….222.5、时钟与锁相环PLI.…………………252.6、程序的执行与控制……………….…272.7、程序的中断执行及其中断管理系统.342.2、CPU(中央处理器)的结构组成……..11122407ADSP控制器中央处理单元(CPU)的组成:1.

8、32位中央算术逻辑单元CALU[32];2.用于CALU[32]的输入、输出数据比例移位器;3.32位累加器(ACC);4.16×16位乘法器(MPY);5.辅助寄存器算术单元;6.地址产生逻辑、程序控制逻辑和一些状态、配置寄存器。2.2、CPU(中央处理器)的结构组成中央处理单元CPU的功能模块13在TMS320LF2407ADSP控制器中,中央处理单元(CPU)是其核心模块,它的主要任务是从程序读数据总线或数据读数据总线上获取数据,对其

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