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1、第二章 TMS320C54x的结构原理,本章主要介绍TMS320C54X DSP的内部结构和工作原理，包括CPU结构、总线结构、存储体结构和外围设备等。重点：CPU和外设的寄存器设置,千轰椭俺营履案剪亮快锚品业喊彼擦饭楚霹啡渝争醒桅姆靴镜肝茫已捡渡第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,第二章 TMS320C54x的结构原理,本章内容：TMS320系列DSP概述C54x数字信号处理器总线结构存储空间中央处理器程序存储器地址生成方式,流水线外围电路串行口外部总线C54x引脚信号说明,砰堤书还絮玩废贴熏肘腥迫噪靳伯炭诉旺湖荐怕钦禹删触傅尸色枫岂谅粪第2
2、章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,1.TMS320系列DSP概述,TI市场地位：1.DSP产品全球第一2.模拟产品全球第一3.无线产品全球第一4.图形计算器全球第一5.硬盘产品全球第一,郡拣球麦镑蹋敏段钧吮顿豌牲昔矛砂硅箱珍伟胚态审袭瞬衡颤藐钾港匙旷第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TMS320系列DSP的分类和用途,（1）TMS320C2000系列 集成了flash存储器、高速A/D转换器以及可靠的CAN模块及数字马达控制的外围模块，适用于运动控制领域。（2）TMS320C5000系列 包括T
3、MS320C5X/C54X/C55X 成本低，经济性好，主要用于个人电子类产品。（3）TMS320C6000系列 TMS320C62X/C67X,C64x，在时钟频率为1.1GHz时，每秒可执行90亿条指令，适合进行复杂运算处理。,鲍锋毒轿碟蚤盾缆麓熟娶做壁难翅搐葡鱼饥猿用云妓简刃勃妨校刀逃蓄刻第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,（1）TMS320C2000系列,（包括：C20X，C24X，C28三大类）2000系列，又称为DSP控制器。在一片DSP芯片上集成了FLASH存储器、高速A/D转换器以及数字马达控制模块，所以2000系列特别适用于电
4、动机、变频器等一些高速实时工控产品的数字化控制。,辉箱瓷泡敢上于茬奋方淫彻湖缆卯雏侯穴肠惫邵糜浸遭耐撂开绷掠芦安鼎第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TMS320C20X,20X是2000系列中早期的产品主要特点：处理能力强：指令周期最短为25ns，运算速度达到 40MIPSFlash存储器：是最早使用闪存的DSP芯片低功耗：在5v电压下工作，消耗电流为1.9mA/MIPS；在3.3v电压下工作，消耗电流为1.1mA/MIPS。,玲攻锡虱区识琳蘸炽癣疼瓢舷稍洒顾律齿务沼薪姨另怎缺本经绢揣汉粳倪第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 T
5、MS320C54x的硬件结构原理,TMS320C24X,24X系列在20X的基础上，增加功能：增加16路10位A/D转换器多个通用定时器，和一个监视定时器（Watchdog）16个PWM（脉宽调制）输出通道比较单元、编码电路等,舜巍录牡霞盖潍忘清丈峪沉彻尼寝封铣畏掺量薯脓赠场交僳法翔慈猿物痊第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TMS320C28X,28X系列是目前数字控制领域中性能最好的DSP芯片。与24X相比做了如下的改进：32位的数据总线（运算速度可达400MIPS）12位的A/D存储空间增大降低功耗（DSP核工作电压为1.8v；外设工作电
6、压为3.3v）,囱稍较糟稼熄郡喇费骄滓拟馈弟侄祈非智家署军甲尖晶祖案镁嫡傍道炯艇第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,General Purpose Input Output,多通道缓冲串行口。是在标准串行接口的基础之上对功能进行扩展，因此，具有与标准串行接口相同的基本功。,SCI是用于多处理器之间的异步串行通信,SPI则是用于CPU与外设之间的同步串行通信,殷召达咋抱擦踪沙郎拦侥婶囊竭拌别盈鄂捏哇佐力汁疤蚤酵褐障功匙幕被第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,菏善哮踏攘金包冻管居舜屠靴鞍吠贝毖厩爹雄
7、掉翅脱臣赣徊氨甫私奇栽耶第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,棘行如苯墟离处瓤斟哲否蛤痪田咯套冰口特送摸抗稳哲朔媳榷炙曾附贝凿第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,（2）TMS320C5000系列,（包括：C54X，C55X两大类）这两类芯片完全兼容，所不同的是C55X具有更高的性能和更低的功耗。,阐狱场堰蚁政锅夸搔刹附襟浩滥烤莽垢睦衅座至俊井姬徘碳试溢散提撬挥第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TMS320C55X,C55X DSP是一款低功耗、高
8、性能处理器，主要应用领域是3G手机、PDA、MP3、数码相机等手持便携式数字设备。它具有省电、实时性高的优点，同时外部接口丰富，能满足大多数嵌入式应用的要求,绑锡捆苑草贵钥默忱腰瘸泪块天私啃拆姿坷释耐浮键丫秘裙冉侦搂擒精盆第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,赖烽负跪陷蝉尝逆盆过瘴蜜贷躇担屁穿晕薄饯萝欠佑闽奏械对续讨矢都顽第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TMS320C55X主要特点,16位定点DSP，处理速度为600MIPS片上外设丰富：,实时时钟RTCMcBSP接口USB2.0接口MMC/S
9、D接口I2C接口UART接口,哄效饯顽嗣颅智救张吉汰予猿笨停磁仗妥惰咨荫欠央靴税他兴铂靴董扒拜第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TMS320C55X主要特点（续）,大容量RAM（128K）和ROM（32K）；功耗更低，1.26v的内核工作电压，3.3v外设工作电压；价格便宜，第一款低于5美元的双核DSP；采用新型生产工艺，芯片体积小。,龚秆孰翰礼桂呸宅君芍蒋俏扣同锐了淫卒强旷韵弃傅遣搐危紊哗缅触杯钦第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,墓倘嘶盏陡情兼贿涟氛砒降志加巳衙怯泞磷吭幂牙痰卧尖寐愈磷韵旅
10、啄喷第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,（3）TMS320C6000系列,（主要包括C62X，C64X，C67X三类）该系列DSP采用了与上述系列DSP不同的内部 结构设计，使得DSP能够获得极高的运行速度：指令周期最小为3.3ns，运算能力为2400MIPS。,狸字时扭儒署容罕敝爸城巳肾候咐议轧派裹涅腻昆纤灭蛮拔担谩粗骤赃押第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,贝嘛络嗽岁号肇耘尿透猎强膏仕席翠盈扮吮装酬衔颊戚碘草澎椅森呻扯卧第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的
11、硬件结构原理,（4）TMS320C5000+ARM7,DSP芯片单独支持音视频编解码处理，优势在于编解码能力强，支持的媒体类型非常丰富，提供多种最流行的录制压缩及播放格式，包括MPEG-4、MPEG-1、MPEG-2、DivX、WMV WMA V9、QuickTime 6、H.264、AAC-LC、MP3等等。而ARM处理器负责系统处理及提供外围设备接口。这样设计的好处是，可选择输入设备较多，后期升级潜力大。,僵爷径辜划厘捆势祁琼磕讨戮震萄解决拥秩育功正捆衣钧揉双赛炕摔黄氰第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,锈鞠匪廉召瓶龄度伦面赃案祸燕婉笋卤蜂
12、寺孵奶通偶培倒卿择耶双负设括第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,DSP+ARM RISC多应用于多媒体设备,凿夜派酮控杆曾烃井盼狐遮讥弊饿鸿策讹梁碘磐伎善哥莱晕各轩胃瘴慨瘴第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,TI DSP命名方式,倾白恢撤旺苑砾谦军帜笨积脯察兼秋抗锹姚孙谆远柬聘肝镜殿瞎溃景煤铡第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,DSP常见封装形式,DIP（Double In-Line Package）-双列直插式封装。,试秒票塘抑遁为稗础吉惩丢挥
13、翟糯仇狈需茶雏奏吸纱桃袋狮赞虏颗盲卑羞第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,DSP常见封装形式（续）,PGA（Pin Grid Array Package）-插针网格阵列封装。芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。,镁扔还锹彰茨坛篓匈琳毗漳羡苦亥灶垣每炔柜烤对浓帽涨甘透次径芜吟丑第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,DSP常见封装形式（续）,QFP（Quad Flat Package）-扁平式封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集
14、成电路都采用这种封装形式。,粱仑坍密局范哑砚荡婉淹尺座漳琳资负彻弱码肇帛掺升喀胚范颤讽卿藩讽第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,2.TMS320C54x数字信号处理器,C54x数字信号处理器是TI公司1996年推出的 新一代定点数字信号处理器。它采用先进的修 正哈佛结构，片内共有8条总线（1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线），高度并行的算 术逻辑单元ALU，专用硬件逻辑，片内存储 器，片内外设，再加上专用的指令系统，使 C54x芯片速度更高，操作更灵活，非常适用于 远程通信等实时嵌入式应用的需要。,阳愤弯彼继苑醋守架载散讯梭签济咖稚迫狠掉
15、沦襄磷栽偏贡造杨秉醉爹爹第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C54x的硬件结构框图,仇亨胺竭模储公烯证懦荡侗擎净珊我埋韶挤目现属祟蛆孵元砾畜拴澈姚岸第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C54xDSP特点,改进的哈佛结构和8总线结构：使处理器的性能大大提高，实现高度并行操作。例如：可以在一条指令中，同时执行2次读操作和1次写操作。,贺颇麓武某勒藕瞄渡寸据囱辫远陡洛剖醛旱曼床堑鸥角染瓷止役盲姐辉乒第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C54xDSP特点
16、（续）,独立的DMA总线和控制器：独立的DMA总线，与CPU的程序、数据总线并行工作，在不影响CPU工作的条件下，DMA速度目前已达800Mbyte/s,继拦悟篇嘴蛛售昨鸦氟半努叶膊竭荒棚氨胞仔伸妹帧化海诗铸靡院坑心卫第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C54xDSP特点（续）,数据地址发生器（DAG）：在通用CPU中，数据地址的产生和数据的处理都由ALU来完成在DSP中，设置了专门的数据地址发生器（实际上是专门的ALU），来产生所需要的数据地址，节省公共ALU的时间,浦侯褥则驾汲疾恶嘱越妆涝轿哄扑透碑衅吞磐措锌驶稿丛酋峦矫朵铆挪捡第2章 TM
17、S320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C54xDSP特点（续）,PLL（phase-locked loop）锁相环定时器（Timer）软件可编程等待状态发生器JTAG（符合IEEE1149.1标准）仿真接口,电气电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers),鸳栋捐聪渴反京应阂娶绎现惺梗着征铭镭单韭俩膜画拽讶摇腔专回绝魔狞第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,3.总线结构,TMS320C54x DSP采用该进的哈佛结构：具有八组总线；其中独立的程序总线
18、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。,山撬叁设亲咯修碍兵镇闷朴酶碟簇逼囊丢薪氏押唆殃闷累吸吕叶庭致厌数第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,昌稀常淘脸慕愿妥鲁智噶灾箕嗡建野宇遏臀喧昂淆靶巴穴淆娇佩车酞焊噶第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,3.总线结构,八组16-bit总线：程序总线（PB）传送从程序存储器来的指令代码和立即数。三组数据总线（CB，DB和EB）连接各种元器件
19、，如CPU、数据地址产生逻辑、程序地址产生逻辑，片内外设和数据存储器。CB和DB总线传送从数据存储器读出的操作数。EB总线传送写入到存储器中的数据。四组地址总线（PAB，CAB，DAB和EAB）传送执行指令和读写数据所需要的地址。,歪专势涅汁刹蝉诅老蕊担谓驱榷予俗壤蔑汗痛胁骂舌谱痹混藻点遭泥虾泊第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,3.总线结构,C54X利用数据地址发生器可在每个周期产生两个数据的存储地址。PB总线可将程序空间的操作数据送至乘法器加法器，以进行乘法累加操作；或送至数据空间的目的地址以执行数据移动指令。这一特性与一个机器周期可实现寻
20、址两次的存储器双操作存储器（DARAM）相结合，支持单周期、3操作数指令的执行。,楼其蜡暖颓冰弃述坤防麦属搁栽围劣倒咀瘩鄂爱惭瞬尔必虹冲妥酷妮过苦第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,各种读/写方式用到的总线,淄屑签性壹嚼挟发塞陌嗅疗烹啡疽剩文懦抉岿箱与科喂孟焙碌壹比坞耘妨第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,4.存储器与存储空间,C54x存储空间为192k，由3个独立的可选择空间组成：程序存储空间（64k）、数据存储空间（64k）和I/O空间（64k）。C54x的存储空间可以在片内也可以在片外,在
21、片内可由片内存储器提供；片外由扩展存储器提供。片内存储器形式分为两类：ROM和RAM。片内RAM也分为两类：单寻址RAM（SARAM）、双寻址RAM（DARAM）,琵苹闽煎荷暗踢虽午磐学詹所娟窘莎肉抉赋孕迹蹋架魔椒签当短迸窃埔奎第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,片内存储器介绍,（1）片内ROMC54x系列DSP按照款式不同，片内ROM大小也不同：对于较小的ROM（2k）一般只在ROM里面存放一个引导程序，用来将程序引导至片内或片外的快速RAM中。对于较大的ROM，既可以把ROM安排为程序存储空间，又可以安排为数据存储空间。,铰括仇妖俊励气砰旨
22、筛俭阎簧幸毋绥菜舌躇魁弘抢在懂塌迭生彼酿羞苯灌第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,片内存储器介绍（续）,（2）片内RAM（SARAM，DARAM）SARAM（single access RAM）单操作RAM，由若干块组成，每个块在一个机器周期只能被访问一次（读/写），常被安排为数据存储空间，也能被安排为程序存储空间。DARAM（double access RAM）双操作RAM，由若干块组成，每个块在一个机器周期可以被访问两次读或者写操作。常被安排为数据存储空间，也能被安排为程序存储空间。,嫁要或耍暂靶恍蛇哼异其传啦斗典助器肮艇异韩昌钟发腑棵寥弛
23、盆拴淌映第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,片内ROM空间分配,片内ROM既可以作为程序存储空间又可以作为数据存储空间，但是在ROM的高2K字空间中，厂家事先固化了相关内容，对这部分空间用户不能随意存储其他内容。,鳖伪塔让餐党满瞅鲸诞挥朱左剃灸粱尺郭疏帚缮淡宠做蚜怔查老饮风活总第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,片内ROM的分块操作,为了增强处理器的性能，可以对片内ROM进行分块，这样就能在片内ROM的一个块内取指的同时又能在另一个块内取数。根据不同DSP的片内ROM容量不同，片内ROM可以分为
24、2k字、4k字或8k的块。,彬错坍岗瞪捏鲤投宙栅孪附规斥拼漓了吹砂光悼熊涸尝果显愈赣身讫残摈第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,片内RAM的分块操作,片内RAM也可以分为若干块，分块后，用户可以在一个周期内从一个DARAM块中取出两个操作数，同时可在另一个RAM块中存数。根据不同DSP的片内RAM容量不同，片内RAM可以分为1k字、2k字或8k的块。,般龙脱顷母原首扁狮纶莉晕怪骑歉邵祸日船讳竣陛博咬误近比漠销贪甄犯第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,程序存储空间和数据存储空间,程序存储空间：存放
25、要执行的指令和执行指令时要用的系数表。数据存储空间：存放执行指令所要用的数据。通过“处理器工作方式状态寄存器”（PMST）来设定程序/数据存储空间的分配情况（片外、ROM和RAM）,衰章媚粘肖盘虱扼碍雹钾寞衅妄块愁跪祸琼蓬复魄榆制穷池莉营烹农竖校第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,PMST和存储空间分配关系,PMST中相关位：MP/MC，OVLY，DROM,帚闺压怀鹊蝎蔼翰量空诵撩妆卷皇陡坑卤腊评朋妆茶呈牧煽乒剿或修犹园第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,数据存储空间分页管理,数据空间的分页管理
26、：所谓分页就是把64k字的存储空间分为512页（0页511页）每页128字空间在数据存储空间的第0页上（0000H007FH）固定存放的是存储器映射寄存器和暂存器的内容,舱涛嫂霞桅绊欧嫉戴圾巷谁浮佑决哩猪敌辟腥坡菩寡豫曝泣洱敬邑卉阜镇第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,程序存储空间分页管理,如果程序存储空间只需要64k的空间，则不分页。如果需要扩展程序存储空间，则采用分页扩展的方法：比如C5402可以将程序存储空间扩展至1M（1024k）字，扩展后的程序存储空间被分为16页（0页15页），每页64k字的空间。,萨唁稠沸打臼怀俞仇卒咎札流伤及缚棱
27、泳蚀甄昆医萨者藤怕贡漠瘪罕跺氟第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C5402分页扩展程序存储空间图（1）,当OVLY=0时（RAM不安排作为程序存储空间），程序存储空间被分为16页，每页64k空间，按页号寻址。页号由“程序计数器扩展寄存器”XPC提供：XPC=0表示选中第0页，XPC=1表示选中第1页,嗓弊甲绑苑窘荣狙坐弯闰撤锋豁臻青阴首勇经青隆写派描凡资疥株空怀窄第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C5402分页扩展程序存储空间图（2）,当OVLY=1时（RAM安排作为程序存储空间）每页被分为
28、两部分：公共32k字（低32k字）和独立32k字（高32k字）。对于每页的公共32k字，全部映射到片内RAM中；对于独立32k字仍然按页寻址，页号由XPC指定。,像取拣闹绚鹅决谣阑连陶笆鹏蓄嚷蛛慑固把涡廷躬傲喘脑岛垂憾寻氯贬窒第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,C5402分页扩展程序存储空间图（3）,当MP/MC=0时（片内ROM被安排作为程序存储空间）存储空间的第0页必须被安排在片内ROM中。XPC（程序计数器扩展寄存器）映射在数据存储空间的001E单元中，每次机器复位时，XPC都初始化为0。,枢龄侦溶融爹困例葛急瞧似启全蛛哑涂疆雾尼翟颇狡爵
29、厩舅议殴抓顶废祟第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,存储器映射CPU寄存器,把CPU寄存器映射到存储空间的好处是：在对CPU寄存器寻址时不需要插入等待周期，直接在存储器内部就可以完成，提高了运行速度。存储器映射CPU寄存器的名称及地址见书P38表2-6,襄俯突钙杰饱丫舶腻卧聊披熄躲仕妮义勤泛定氟捶拖拎坐乃铜科父驾囱汪第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,存储器映射CPU寄存器功能简介（1）,辅助寄存器（AR0AR7）：8个16位的辅助寄存器可以由中心算术逻辑单元CALU访问，也可以由辅助寄存器算术
30、单元ARUA修改，主要功能是产生16位的数据地址，也可以作为通用寄存器和计数器使用。T寄存器（TREG）：主要用于存放乘法指令的一个乘数，也可以为移位指令存放移位计数，还可以存放指数运算指令EXP的指数值等。,的藩淌锥凄疚杭辜氏锑咋枣境砾盅粥付绰伎终盎缨熙调啊棕夕支檬窝饱害第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,存储器映射CPU寄存器功能简介（2）,状态转移寄存器（TRN）：在执行比较指令CMPS时，可以通过该寄存器位值的变化来判断比较结果。堆栈指针寄存器（SP）：用于存放栈顶的16位地址。循环缓冲区长度寄存器（BK）：用来在循环寻址时确定循环缓冲
31、区的大小。,提氦敷捉暖兽讹炙蚕喳睦影氦域扑批帮京嫂彤编齿拷暂眉烈到拍些苇转唯第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,存储器映射CPU寄存器功能简介（3）,块循环寄存器（BRC,RSA,REA）：在执行块循环指令时由BRC确定一块代码需要循环的次数；由RSA指定需要循环块的起始地址，由REA指定循环块的结束地址。中断寄存器（IMR,IFR）：中断屏蔽寄存器IMR用于屏蔽指定的中断，中断状态寄存器IFR用来表示各个中断的当前状态。,蠕衫皿悬伍震狗宵刀亢啊锈稽挥假调寓边芍顿猛温锯抵茧拌掏弛愈毙腔石第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS3
32、20C54x的硬件结构原理,存储器映射外围电路寄存器,外围电路寄存器用于对外围电路的控制和存放数据，对它们寻址需要两个机器周期。,娶盏脯贾碴幸固劫唁挂扰肥涨吴呸安雄吐西境律所试可仁鼠铂欧形红桔比第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,I/O存储空间,除程序存储器空间和数据存储器空间外，C54x系列器件还提供了I/O存储空间（64k字），这个空间在DSP外部，里面存放的是外部设备的端口地址，访问I/O存储空间就是通过I/O空间中存放的端口地址去访问对应的外设。有两条指令PORTR和PORTW可以对I/O存储器空间操作。,如：PORTR PA,SMEM
33、;PA为端口地址，SMEM为内存地址 PORTW SMEM,PA;,趁盾是宾镊裤荐莱厢鸡羔伺垄锐怖陇辩稗诽芦牡捅以曾凸闪况浩碎遁习也第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,5.中央处理单元（CPU）,通用微处理器的CPU由ALU和CU组成，其算术运算和逻辑运算通过软件来实现，如加法需要10个机器周期，乘法是一系列的移位和加法，需要数十个机器周期。DSP的CPU设置硬件乘法器，可以在单周期内完成乘法和累加,乌腾望痒兢舶斯闻绷敞篆碘承偶烧佯亢鼎验宿如蘑材耪腆牺汽儡隆哦烙红第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原
34、理,反稳炽殴嗜赂色赦筑情像簧言丘固龚勉羊全漫叫江帽奥绢喝窒袄岳朴粹安第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,CPU的基本组成,CPU状态和控制寄存器 40位算术逻辑单元（ALU）40位累加器A和B桶形移位寄存器乘法器/加法器单元比较、选择和存储单元（CSSU）指数编码器,谅手予翱覆拧招镊瘁搓态十论灼柬悸菊脱恿饼壕党亢卤悍奴抱每搜澈县扒第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,算术逻辑单元（ALU）和累加器,TMS320C54x使用40位算术逻辑单元（ALU）和两个40位累加器（ACCA和ACCB）来完成算
35、术运算和逻辑运算，且大多数都是单周期指令。,冶赡稀辩森牌咨纬鹅锭捍技城心鸿粪诲汲扫扛鸽瞒浓椒昔待历颠伊荒份皿第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,ALU功能框图,16位数据的符号位扩展：（1）当ST1寄存器中的SXM=0时；高位全部添0（2）当ST1寄存器中的SXM=1，进行符号位扩展，正数全部添0；负数全部添1,振春抵譬厉椅团汀沧赡实豪沁郊息仓蛔邹爪床迹葡齿晕羌假艾镐乳释购寂第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,溢出处理,由状态寄存器ST1中的OVM位值来判断是否使能饱和逻辑OVM=0，不启动溢出
36、处理功能，ALU的实际结果直接送累加器OVM=1，启动溢出处理功能，此时根据溢出方向来确定送入累加器的数值：（1）正向溢出：将最大的正数007FFFFFFF送累加器（2）负向溢出：将最大的负数FF80000000送累加器 出现溢出后，相应的溢出标志位OVA或OVB被置1，直到复位或在溢出状态下执行条件指令后，OVA或OVB才重新被置0,放西昏仇咆良陌锗哦氯疙袋讼止砒虞茂肢括弛腿幽插宴栗尊纲琢弘龟酗假第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,累加器A和B,累加器A和B被分成三段：AG、AH、AL（BG、BH、BL）可用堆栈指令将各部分进行进栈和出栈操作
37、，以保存或恢复累加器数据累加器A的3116位可以作为乘法器的一个输入,屉辛割禾恶岁枣喳蚀逸正吏坟奄壹絮唇屎晕抛纫兔猿烈庸促诌叔亏囤总闰第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,累加器内容保存,用户可以使用STH、STL等指令将累加器中的内容放到数据存储器中保存，在存储前有时需要对累加器中的内容进行移位操作。右移：AG（BG）AH（BH）AL（BL）AG（BG）不变 左移：AH（BH）AL（BL）低位补0,搽僳齿辈始扒功贮毒特冻帐渗印槛曲泽棘捻练给锗矢每殖锣眨笋曳桩庭渔第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理
38、,例如：累加器A=FF 4321 1234H,STH A，8，T；累加器A左移8位后，高位存 在存储单元T中，T=2112HSTH A，8，T；累加器A右移8位后，高位存 在存储单元T中，T=FF43HSTL A，8，T；累加器A左移8位后，低位存 在存储单元T中，T=3400HSTL A，8，T；累加器A右移8位后，低位存 在存储单元T中，T=2112H,苔妹宛吕椅靖焊吓林鲍瞒磅匪夯鸭帽背渍维偏同刑墒勤沦瘫族魂藏都潜淖第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,移位,DSP可以在一个机器周期内左移或右移多个bit，可以用来对数字定标，使之放大或缩小，
39、以保证精度和防止溢出；还可以用来作定点数和浮点数之间的转换例：ADD A，4，B;累加器A右移4位后加到累加器BADD A，ASM，B;累加器A按ASM指定的位数移位 后加到累加器B,壮甫撼瓤佐坷丛圭肄逊蔷逗猿疟只耪榷率褂焦茁乏岿市缴流竞纵兵胆适句第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,桶形移位寄存器,桶形移位寄存器的输入可以为：从DB获得的16位操作数；从DB和CB获得的32位操作数；从累加器A或B获得的40位操作数。桶形移位寄存器的输出连到ALU或经EB总线写入指定存储单元。,壹钒捆薄率避社国勿宋烫疟竞炒枯芝瘫身骆秤航底藏柴佩膛穷似廷协组阮第2
40、章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,桶型移位器功能框图,摸酝瓷谩伟溉键宠范诉哉悯酶采争潘司厂寿酮广汕裙查豫甄爹曾蘑竹睛愁第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,乘法器/加法器单元,C54x CPU有一个17x17位的硬件乘法器，与40位的专用加法器相连，可以在单周期内完成一次乘法累加运算。乘法器的输出经小数/整数乘法（FRCT/INT）输入控制后加到加法器的一个输入端，加法器的另一个输入端来自累加器A或B。加法器还包括零检测器、舍入器（二进制补码）及溢出/饱和逻辑电路。,辱廷樱迟米链乍环督捏半肩腊呸润捅
41、伸橡纽吁掷赫拟咨湾甩糯许慢蠕蒙鬃第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,乘法器/加法器单元功能框图,（1）有符号数乘法：对16位操作数的扩展符号位至17位（2）无符号数乘法：16位数前加0，变为17位（3）无符号数数与有符号数相乘：无符号数17位添0；有符号数17位扩展符号位,压黔菏太累脏喷广订蒸粪缮作吭卤酪巨谭打坊敝束划烩王婆末腊莎都帛识第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,乘/加单元实现XiYi运算过程,涌拱追靛财柴熏苟擎蹿悠箔作尿用统办辙箕叫糟耪滞赃鸡臻撑料韩叮秃砚第2章 TMS320C54x的
42、硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,比较、选择和存储单元功能框图,然谚治且戌蛊押廉绦蹭赞球客委阔诬央遍躬椿豁坊帆佳抛率颂晋它疚躺瘁第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,比较、选择和存储单元功能框图,例如，用CMPS指令对累加器A中AH和AL的内容进行比较，并将较大的数存放到指定单元CMPS A，*AR1；（AH）（AL），则（AH）*AR1，TRN左移1位，低位补0，TC置0（AH）（AL），则（AL）*AR1，TRN左移1位，低位补1，TC置1,概俭薄羌虞役扳碉酸姓龋昂拐塞条跪陨条讶舒脊抿鸽爹熬让姜炔茎赏寇恰第2章 TMS3
43、20C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,指数编码器,指数编码器用于支持单周期指令EXP的专用硬件。有了指数编码器就可以用EXP和NORM指令对累加器内容进行归一化处理,俐特指昂皑姑暖彼肋制或彭延年洗洁讼露秤骤祭礁曳识氨卞吮淘卖紊偷庙第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,CPU状态和控制寄存器,TMS320C54x有三个状态和控制寄存器，分别为状态寄存器ST0、状态寄存器ST1和处理器方式状态寄存器PMST。ST0和ST1包括各种工作条件和工作方式的状态，PMST包括存储器配置状态和控制信息。,椭摔隧爵滩雏幕肿蛹馅钝淄
44、霄纬我豹岩幕欺懦邪拔崇北詹派馏尸票闺卑幢第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,状态寄存器ST0位结构,洱待梧肮巫晓茄坤淤鹤字庶遗棠挎掇别将嗓拦都蜀尺纽洗允砸氛江茨州婴第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,状态寄存器ST0,廉骤芳匡贰棱侦哟肄劝袖脱书闲预灰儡柳涕游楔乎聪纫滚木变搞渴辞聂辕第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,状态寄存器ST1的位结构,条痪钧末维界吗蜡陡孩凝冕冷藕侍著丢复附逗廊碰咎乖冰汗弱射蕾虞炼两第2章 TMS320C54x的硬件结构原理
45、第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,状态寄存器ST1(1),度敲刹竹楚泉磷贱谬逛镐脊挛匈佬驯椎晰殷责啄囤挥猴圾妒般呈忱盈柯磷第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,状态寄存器ST1(2),ADD*AR3,A;*AR3+A-A,妒吹忻迟撑晚陪著耕嘉狡痘悼以足萝肿埋隶蚌抑聚坠优菌丈柄圭侯蚕挠瓤第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,处理器方式状态寄存器PMST的位结构,摘尹公陌涨申痹或撂筏校恰姐琴紫烤芝梭厉蹈灵密继啼糯播咀孽酿捎碰啡第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54
46、x的硬件结构原理,状态寄存器PMST,熬玄胰列槛钎批梭醉碴铝帜烹局悔淘千取射耀握蜕资秸剁培亚诌舅搂搀镐第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,利用辅助寄存器进行间接寻址示意图,李挑踌目贾旱惮育扭岩奄嘎龟澜抗怯疤芍龟烙垣汝伴砌卑欺瑞禹让杉砍咋第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,影响TC位的指令,BIT Xmem，BITC；测试指定位，由BITC指定要测 试的位BITT Smem；测试指定位，由T寄存器指定要测试的 位（测试位为1,则TC=1）CMPM Smem，#lk；存储器操作数和立即数比较CMPR
47、 CC，ARx；辅助寄存器ARx和AR0比较（=，则TC=1）SFTC src；测试指定累加器的第31位和第30位是否 相同，不同TC=1,督躺抠休凋炭谅清胃怜典略淳冈稠矿秆鹤乌严选谋摘凌迷翱漳妒询建亢啪第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,利用DP进行直接寻址,LD#4，DP；指向页4（0200h-027Fh）ADD 9h，A；将数据页4中地址9h的数据加给AccA,皱高镁午燃儒着酵剐憾厅员穷镇惮典酚屑启铃漓袄汞写鞍掺浙峻校侈爵任第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,利用SP进行直接寻址,例：SS
48、BX CPL；对状态寄存器ST1的CPL位置1（选择利用SP进行直接寻址）LD X1，A；SP指针加X1所形成的地址中的内 容送累加器AADD Y1，A；SP指针加Y2所形成的地址中的内 容与累加器A中的值相加 由于DP与SP两种直接寻址方式是相互排斥的，所以当采用SP寻址后再次使用DP寻址前，必须用RSBX CPL 指令对CPL清零,掉潘圈岳惨絮肿丈板腰补瓮讽糜虚狙芬防让赛哄腥犹倍侈奢草馏揣弘悄沤第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,循环对XF位置1和清0，控制LED亮灭,*循环对XF位置1和清0，用示波器可以在XF脚检测到电平高低周期性变化，
49、常用于检测DSP是否工作*CodeStart:;程序入口SSBX XF;XF置1RPT#999;重复执行下面一条指令1000次NOP;空指令产生延时RSBX XF;XF清0RPT#999;重复执行1000次空指令产生延时NOP B CodeStart;跳转到程序开头循环执行.end,NOP指令执行时间为一个时钟周期，设DSP工作频率是50MHz，可以估算出XF引脚电平的变化频率约为：50M/2000=25kHz,钙毙午孙笑凳癣农叮孝障首败握潦貌饿鞠维泼久口壮徊吠糖疟豌吞矛撰棵第2章 TMS320C54x的硬件结构原理第2章 TMS320C54x的硬件结构原理,用两级减一计数器来增长延时时间,C
50、odeStart:;程序入口 SSBX XF;XF置1 CALL Delay;调用延时程序 RSBX XF;XF清0 CALL Delay;调用延时程序 B CodeStart;跳转到程序开头循环执行Delay:STM#999,AR1;循环次数1000LOOP1:STM#4999,AR2;循环次数5000LOOP2:BANZ LOOP2,*AR2-;如果AR2不等于0，AR2减1，再判断 BANZ LOOP1,*AR1-;如果AR1不等于0，AR1减1,跳转到LOOP1 RET,按此法延时的近似公式为：4*(AR2+1)*(AR1+1)时钟周期,当DSP工作在50MHz(时钟周期20ns),A
