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TMS320C54X芯片介绍

2019-07-13 14:38发布

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TMS320C54X芯片介绍 1． 概述 TI公司在原来已被人们熟知的TMS320C1X、TMS320C25、TMS320C3X/4X、TMS320C5X、TMS320C8X的基础上发展了三种新的DSP系列，它们是：TMS320C2000、TMS320C5000、TMS320C6000系列，成为当前和未来相当长时期内TI DSP的主流产品，前面提到的那些老型号产品均将被这三种新系列产品替代。 三种新型TMS320 DSP系列的特点 1.TMS320C2000——作控制用的最佳DSP，可以替代老的’C1X和’C2X。现在有趋势集中在以下两个方向上： （1）’C20X 16位定点DSP，速度为20MIPS，主要用途是电话、数字相机、售货机等，其中：’F206带有闪速存储器。 （2）’C24X 16位定点DSP，速度为20MIPS，用作数字马达控制、工业自动化、电力转换系统、空调等。 2.TMS320C5000——低功耗高性能DSP，16位定点，速度40～200MIPS。主要用途是有线和无线通信、IP、便携式信息系统、寻呼机、助听器等。 目前’C5000系列中又有三种新成员，一种是’C5402，这是廉价型的DSP，目标价格是每片5美元（50K批量），速度保持100MIPS，片内存储空间稍小一些，RAM为16K、ROM为4K。主要应用对象是无线Modem、新一代PDA、网络电话和其它电话系统以及消费类电子产品。 第二种是’C5420，它拥有两个DSP核，速度达到200MIPS，200K片内RAM，功耗0.32mA/MIPS，200MIPS全速工作时不超过120mW，为业内功耗最低的DSP。’C5420是当今集成度最高的定点DSP，适合于做多通道基站、服务器、Modem和电话系统等要求高性能、低功耗、小尺寸的场合。     第三种是’C5416，它是TI公司0.15μm器件中的第一款，速度为160MIPS，有三个多通道缓冲串行口（McBSPs），能够直接与T1或E1线路联接，不需要外部逻辑电路，有128K片内RAM。应用对象是VoIP、通信服务器、PBX（专用小交换机）和计算机电话系统等。  3.TMS320C6000——这是TI公司1997年2月推向市场的高性能DSP，综合了目前DSP的所有优点，具有最佳的性价比和低功耗。’C6000系列中又分成定点和浮点两类。 （1）C62XX 16位定点DSP，速度为1200～2000MIPS，用于无线基站、ADSL Modem、网络系统、中心局交换机、数字音频广播设备等。 （2）C67XX 32位浮点DSP，速度为1Gflops，用于基站数字波束形成、医学图像处理、语音识别、3-D图形等。   上面所介绍的TI公司的新一代DSP已经替代80年代和90年代初的老一代产品，在电子信息产业方面获得了广泛的应用。’C2000系列已用于数字马达控制、数字照相机、PC照相机；’C5000系列用于蜂窝网手机、程控交换；’C6000系列用于基站、ADSL、V.90 56K Modem。     本设计所采用的芯片是’C5000系列重的一款TMS320C54X芯片。下面着重介绍。 2． TMS320C54x芯片综述 2.1 总线结构 C54x 包括8 条16 比特宽度的总线，其中： l 一条程序总线（PB） l三条数据总线（CB、DB、EB） l 四条地址总线（PAB CAB DAB EAB） 2.2 C P U C54x 的CPU 结构包括： l 40 比特的ALU ，其输入来自16 比特立即数、16 比特来自数据存储器的数据、暂时存储器、T 中的16 比特数、数据存储器中两个16 比特字、数据存储器中32 比特字、累加器中40 比特字。 l 2 个40 比特的累加器，分为三个部分，保护位（39－ 32 比特）、高位字（31－16 比特）、低位字（15－0 比特）。 l桶型移位器，可产生0 到31 比特的左移或0 到16 比特的右移。 l 17x17 比特的乘法器 l 40 比特的加法器 l比较选择和存储单元CSSU l数据地址产生器DAGEN l程序地址产生器PAGEN 2.3 外设 C54x 包括 l通用I/O 引脚，XF 和BIO l定时器 l PLL 时钟产生器 l HPI 口8 比特或16 比特 l同步串口 l带缓存串口BSP l多路带缓存串口McBSP l时分复用串口TDM l可编程等待状态产生器 l可编程bank switching 模块 l 外部总线接口 l IEEE1149.1 标准JTAG 口     3．存储器 一般而言，C54x 的存储空间可达192K16 比特字，64K 程序空间，64K 数据空间，64KI/O 空间。 依赖其并行的工艺特性和片上RAM 双向访问的性能，在一个机器周期内，C54x 可以执行4 条行并行存储器操作：取指令，两操作数读，一操作数写。 使用片内存储器有三个优点:高速执行（不需要等待）,低开销,低功耗。   3.1 存储空间分配图(以C 5 4 9 为例)                          图2－1 ’C54x存储空间分配图   复位后，中断矢量表位于程序区FF80H 位置，可重新定位于程序空间任何一个128 字的页面（其地址高9 比特即页号由PMST 中IPTR确定）。   3.2 程序存储区 C54x 有片内ROM 、DARAM、 SARAM ，这些区域可以通过软件配置到程序空间。当地址落在这些区域内，自动对这些区域进行访问，当地址落在这些区域以外，自动产生对外部存储器的访问。 3.2 .1 片内 R O M 片内ROM（ 4K 16K 24K 28K 或48K 字）可能包括的内容有： l引导程序，可以从串口、外部存储器、I/O 口或HPI 口引导 l256 字的率扩展表 l256 字的A 率扩展表 l 256 字的正弦表 l中断矢量表 3.2.2 扩展程序存储器 ‘548 、’549 ’、5410 、’5420 采用分页扩展的方式使可寻址程序空 间达到8192K 字，这一功能的实现有赖于： l 23 条地址线 l扩展程序计数器XPC l6 条访问外部程序空间的指令 当程序空间可以使用片内RAM 时，程序空间的每一页分为以下两部分：最大32K 字的通用块和32K 字的专有块，通用块为所有页共享。 XPC 寄存器指示选定页，复位后，初始化为0， 影响XPC 的6 条指令是： l FB[D] 长跳转指令 l FBACC[D] 长跳转指令，跳转地址由A 或B 中内容确定 l FCALA[D] 长调用指令，子程序地址由A 或B 中内容确定 l FCALL[D] 长调用指令 l FRET[D] 长返回指令 l FRETE[D] 长中断返回指令 其它的指令不修改XPC 寄存器，而在当前页中做内部访问。   3.3 内存映象寄存器（以5 4 9 为例） 0 IMR 中断屏蔽寄存器 1 IFR 中断标志寄存器 2 - 5 - 测试保留 6 ST0 状态寄存器0 7 ST1 状态寄存器1 8 AL 累加器A 低字（15－0 ）比特 9 AH 累加器A 高字（31－16）比特 A AG 累加器A 保护位（39－32 比特） B BL 累加器B 低字（15－0 比特） C BH 累加器B 高字（31－16 比特） D BG 累加器B 保护位（39－32 比特） E T 乘法寄存器 F TRN 传送寄存器 1 0-1 7 AR0-AR7 辅助寄存器ARn n=0～7 1 8 SP 堆栈指针 1 9 BK 循环缓存区大小寄存器 1 A BRC 块重复计数器 1 B RSA 块重复开始地址 1 C REA 块重复结束地址 1 D PMST

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