[計算機硬件及網(wǎng)絡]第二章tms320c54x的硬件結構(已修改)
2024-12-20 02:18 本頁面
【正文】 DSP技術及應用 2 TMS320C54x硬件結構框圖 總 線 結 構 中央處理單元 (CPU) 存儲器和 I/O空間 中 斷 系 統(tǒng) 第 2章 TMS320C54x的硬件結構 DSP技術及應用 3 TMS320C54x內部結構 TMS320C54x主要特性 TMS320C54x硬件結構框圖 DSP技術及應用 4 TMS320C54x內部結構 （ 3大塊 ） (1)CPU 包括算術邏輯運算單元 (ALU, Arithmetic Logic Unit)、 乘法器 、 累加器 、 移位寄存器 、 各種專門用途的寄存器 、 地址生成器及內部總線 。 (2)存儲器系統(tǒng) 包括片內程序 ROM、 片內單訪問的數(shù)據(jù) RAM和雙訪問的數(shù)據(jù) RAM、 外接存儲器接口 。 (3)片內外設與專用硬件電路 包括片內定時器 、 各種類型的串口 、 主機接口 、 片內鎖相環(huán) (PLL)、 時鐘發(fā)生器及各種控制電路 。 TMS320C54x硬件結構框圖 DSP技術及應用 5 圖 C54x DSP的內部硬件組成框圖 DSP技術及應用 6 2. TMS320C54x主要特性 C54x是一款低功耗 、 高性能的定點 DSP芯片 （ 1） CPU部分 ? 先進的 多總線結構 (1條程序總線 、 3條數(shù)據(jù)總線和 4條地址總線 )。 ? 40位算術邏輯運算單元 (ALU)， 包括 1個 40位桶形移位寄存器和 2個獨立的 40位累加器 。 ? 17位并行 乘法器 ， 與 40位專用加法器相連 ， 用于非流水線式單周期乘法 /累加 (MAC)運算 。 ? 比較 、 選擇 、 存儲單元 (CSSU)： 用于加法 /比較選擇 。 ? 指數(shù)編碼器： 可以在單個周期內計算 40位累加器中數(shù)值的指數(shù) 。 ? 雙地址生成器： 包括 8個輔助寄存器和 2個輔助寄存器算術運算單元 (ARAU)。 TMS320C54x硬件結構框圖 DSP技術及應用 7 （ 2） 存儲器系統(tǒng) ? 192 K字可尋址存儲空間： 64 K字程序存儲空間 、 64 K字數(shù)據(jù)存儲空間及 64 K字 I/O空間 ， 對于 C54 C54C540 C5410和 C5416等可將其程序空間擴展至 8M。 ? 片內雙尋址 RAM(DARAM)。 C54x中的 DARAM被分成若干塊 。 在每個機器周期內 ， CPU可以對同一個 DARAM塊尋址 (訪問 )2次 ， 即 CPU可以在一個機器周期內對同一個DARAM塊讀出 1次和寫入 1次 。 DARAM可以映射到程序空間和數(shù)據(jù)空間 。 但一般情況下 ， DARAM總是映射到數(shù)據(jù)空間 ， 用于存放數(shù)據(jù) 。 ? 片內單尋址 RAM(SARAM)。 如 C54 C540 C5416等 。 TMS320C54x硬件結構框圖 DSP技術及應用 8 （ 3） 片內外設 ? 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器 。 ? 可編程分區(qū)轉換邏輯電路 。 ? 片內鎖相環(huán) (PLL)和時鐘發(fā)生器 。 ? 可編程串行接口 （ 4種 ） ? 可編程定時器 16位 （ 1~2個 ） ? 8位或 16位主機接口 (HPI)。 ? 多種節(jié)電模式：軟件控制片外總線 、 CLKOUT、 器件電壓等 。 TMS320C54x硬件結構框圖 DSP技術及應用 9 （ 4） 指令系統(tǒng) ? 單指令重復和塊指令重復操作。 ? 用于程序和數(shù)據(jù)管理的塊存儲器傳送指令。 ? 32位長操作數(shù)指令。 ? 同時讀入 2或 3個操作數(shù)的指令。 ? 可以并行存儲和并行加載的算術指令。 ? 條件存儲指令。 ? 從中斷快速返回的指令。 TMS320C54x硬件結構框圖 DSP技術及應用 10 TMS320C54X總線結構是圍繞 8組 16比特總線建立的 。 ☉ 一組程序總線 PB： 傳送從程序存儲器來的指令代碼和立即操作數(shù) ； ☉ 三組數(shù)據(jù)總線 （ CB、 DB 、 EB ） ： （ CB、 DB） 傳送從數(shù)據(jù)存儲器讀出的操作數(shù)； （ EB） ：傳送寫入到數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)； ☉ 四組地址總線 （ PAB、 CAB、 DAB、 EAB） ： 傳送執(zhí)行指令所需的地址； 總 線 結 構 DSP技術及應用 11 C54X的 CPU由 運算部件 、 控制部件和各種寄存器 組成 。 1 . CPU狀態(tài)和控制寄存器 C54x DSP有三個狀態(tài)和控制寄存器： (1) 狀態(tài)寄存器 0(ST0)； (2) 狀態(tài)寄存器 1(ST1)； (3) 處理器工作模式狀態(tài)寄存器 (PMST)。 ST0和 ST1中包含各種工作條件和工作方式的狀態(tài)，PMST中包含存儲器的設置狀態(tài)及其他控制信息。 中央處理單元 （ CPU） DSP技術及應用 12 （ 1） 狀態(tài)寄存器 （ ST0） 功能： 反映尋址要求和計算中的狀態(tài)； ST0的結構圖： 含義： ARP—— 輔助寄存器指針 TC—— 測試 /控制標志位 C—— 進位位。 OVA /OVB —— 累加器 A/B的溢出標志位 DP—— 數(shù)據(jù)存儲器頁指針 中央處理單元 （ CPU） DSP技術及應用 13 （ 2） 狀態(tài)寄存器 （ ST1） 功能： 反映尋址要求 、 計算初始狀態(tài) 、 I/O終端控制 含義： BRAF —— 塊重復操作標志位。 CPL —— 直接尋址編輯方式位 XF —— XF引腳狀態(tài)位。 HM —— 保持方式位 INTM —— 中斷方式位 。 OVM —— 溢出方式位 SXM —— 符號位擴展方式位。 C16 —— 雙 16位 /雙精度算術運算方式位 FRCT —— 小數(shù)方式位。 CMPT—— 修正方式位 ASM —— 累加器移位方式位 中央處理單元 （ CPU） DSP技術及應用 14 15 ～ 7 6 5 4 3
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