【正文】 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. 楊詞慧 DSP原理及應(yīng)用 —— 定點(diǎn) DSP芯片 TMS320F2812 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. 第 2 章 定點(diǎn) DSP芯片 TMS320F2812 TMS320F2812的性能指標(biāo) TMS320F2812的硬件結(jié)構(gòu) TMS320F2812指令系統(tǒng) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) 1) TMS320F2812芯片簡介 ? 內(nèi)核 CPU： C28x ? 兩個(gè)事件管理模塊 (EVA和 EVB) ：用于產(chǎn)生 PWM的輸出 ? 一個(gè)正交編碼脈沖 (QEP)電路：用于捕獲旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置和速度信息 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) 1) TMS320F2812芯片簡介（續(xù)） ? 采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu) ? 允許程序存儲(chǔ)在 Cache中 ? 允許數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中，并被算術(shù)指令直接使用 ? 雙口 RAM（ SARAM）， 8級(jí)流水線 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) 2) F2812的主要特點(diǎn) ? 采用高性能的靜態(tài) CMOS技術(shù)，時(shí)鐘頻率可達(dá) 150MHz；核心電壓： ； I/O口電壓和 Flash編程電壓： ? 32位 CPU，可實(shí)現(xiàn) 16 16位和 32 32位乘法操作，哈佛總線結(jié)構(gòu)，尋址程序空間可達(dá) 4MB，尋址數(shù)據(jù)空間可達(dá) 4GB Datasheet Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) 2) F2812的主要特點(diǎn)（續(xù)） ? 閃存 128K字， SARAM 18K字。 ? 引導(dǎo) (BOOT) ROM 4K字 ? 可向下兼容 TMS320F24X/LF240X代碼 ? 采用 PLL來控制系統(tǒng)各模塊所需頻率 ? 具有 3個(gè)外部中斷和外圍中斷擴(kuò)展模塊 ? 128位的代碼安全模塊（ CSM） Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) 2) F2812的主要特點(diǎn)（續(xù)） ? 3個(gè) 32位的 CPU定時(shí)器和適合電機(jī)控制的事件管理模塊 EVA和 EVB ? 很強(qiáng)的外圍通信功能，包括同步串行口SPI，通用異步串行口 SCI，增強(qiáng)的 eCAN和多通道緩存串行口 MCBSP ? 16個(gè)通道、 12位精度的 A/D轉(zhuǎn)換器 ? 56個(gè)多路通用輸入 /輸出 (GPIO)引腳 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) 特 征 F2810 F2812 指令周期（ 150MHz） SRAM（ 16位 /字） 18K 18K Flash（ 16位 /字） 64K 128K 片內(nèi) Flash/SRAM的密鑰 有 有 Boot ROM 有 有 掩膜 ROM 有 有 外部存儲(chǔ)器接口 無 有 事件管理器 A和 B（ EVA和 EVB） EVA、 EVB EVA、 EVB *通用定時(shí)器 4 4 *比較寄存器 /脈寬調(diào)制 16 16 *捕獲 /正交解碼脈沖電路 6/2 6/2 看門狗定時(shí)器 有 有 12位的 ADC 有 有 *通道數(shù) 16 16 F2810和 F2812的 硬件特征（ 1） Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的性能指標(biāo) F2810和 F2812的 硬件特征（ 2） 特 征 F2810 F2812 32位的 CPU定時(shí)器 3 3 串行外圍接口 有 有 串行通信接口（ SCI） A和 B SCIA、 SCIB SCIA、 SCIB 控制器局域網(wǎng)絡(luò) 有 有 多通道緩沖串行接口 有 有 數(shù)字輸入 /輸出引腳（共享） 有 有 外部中斷源 3 3 供電電壓 核心電壓 I/O電壓 核心電壓 I/O電壓 封裝 128針 PBK 179針 GHH， 176針 PGF 溫度選擇： A： 40℃ ~ +85℃ S： 40℃ ~ +125℃ PBK 僅適用于 TMS PGF和 GHH 僅適用于 TMS Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的硬件結(jié)構(gòu) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的硬件結(jié)構(gòu) (1) F2812的地址和數(shù)據(jù)總線 (2) F2812的引腳 (3) 中央處理單元 (4) 存儲(chǔ)器及擴(kuò)展接口 (5) F2812的時(shí)鐘及系統(tǒng)控制 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的硬件結(jié)構(gòu) (6) F2812的中斷系統(tǒng) (7) 串行通信接口（ SCI） (8) 串行外設(shè)接口（ SPI） (9) 事件管理器 (10)eCAN總線模塊 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) TMS320F2812的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（上半圖） Datasheet Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) TMS320F2812的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（下半圖） Datasheet Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 1) F2812的地址和數(shù)據(jù)總線 ? PAB (Program Address Bus)： 22位程序地址總線 ? DRAB (DataRead Address Bus)：32位數(shù)據(jù)讀地址總線 ? DWAB (DataWrite Address Bus)：32位數(shù)據(jù)寫地址總線 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 程序空間 PAB 數(shù)據(jù)空間 DRAB DWAB PRDB DRDB DWDB Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 1) F2812的地址和數(shù)據(jù)總線（續(xù)） ? PRDB (ProgramRead Data Bus)： 32位程序讀數(shù)據(jù)總線（傳送指令或數(shù)據(jù)） ? DRDB (DataRead Data Bus)： 32位數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)總線 ? DWDB (Data/ProgramWrite Data Bus)： 32位數(shù)據(jù) /程序?qū)憯?shù)據(jù)總線，向數(shù)據(jù)空間 /程序空間寫相應(yīng)的數(shù)據(jù) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 F2812 179引腳 BGA封裝底視圖 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 BGA封裝 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 F2812 176引腳 LQPF封裝頂視圖 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 LQPF封裝 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 F2812 128引腳 PBK 封裝頂視圖 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 ? GPIO(General Purpose Input/Output pin)： 56個(gè)，既可作為一般的數(shù)字 I/O口，又可作為外設(shè)功能引腳，如 PWM、eCAN等 ? 外部中斷引腳 XINTF： 45個(gè) ? 電源和地： 38個(gè) ? A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)： 23個(gè) Datasheet Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 2) F2812的引腳 ? 與 JTAG接口有關(guān)： 7個(gè) ? 所有輸入引腳的電平均與 TTL兼容 ， 輸入不能承受 5V電壓 ， 輸出均為 CMOS電平 ? 上拉電流 /下拉電流均為 100μA ? 所有引腳的輸出緩沖器驅(qū)動(dòng)能力（有輸出功能的）典型值是 4mA Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元 中央處理單元（ CPU） 測(cè)試單元 存儲(chǔ)器及外設(shè)的接口單元 C28x 內(nèi)核 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元（續(xù)） 算術(shù)邏輯單元（ ALU） 乘法器： 32 32位乘法 移位器：最大可移 16位 尋址運(yùn)算單元（ ARAU） 獨(dú)立的寄存器空間 帶保護(hù)流水線 CPU單元 的結(jié)構(gòu) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元（續(xù)） CPU單元結(jié)構(gòu) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元（續(xù)） ? CPU的寄存器 ? 累加器 ACC： 32位，可使用 32/16/8位 ACC AH AL Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元（續(xù)） ? 數(shù)據(jù)頁指針寄存器 DP：在對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行直接尋址時(shí)，在 22位地址中作為高 16位，用于存儲(chǔ)頁選擇 ? 堆棧指針 SP： 16位，系統(tǒng)復(fù)位后， SP指向 0000_0400H，棧底為低地址單元， SP總是指向下一個(gè)空的單元 Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)頁面指針 (DP) 偏移地址 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 00 0000 0000 0000 00 ┆ 00 0000 0000 0000 00 00 0000 ┆ 11 1111 Page 0: 0000 0000~0000 003F 00 0000 0000 0000 01 ┆ 00 0000 0000 0000 01 00 0000 ┆ 11 1111 Page 1: 0000 0040~0000 007F 11 1111 1111 1111 11 ┆ 11 1111 1111 1111 11 00 0000 ┆ 11 1111 Page 65535: 003F FFC0~003F FFFF 數(shù)據(jù)頁存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元（續(xù)） ? 輔助寄存器 XAR0~XAR AR0~AR7：用于指令操作中 32位數(shù)運(yùn)算或 16位數(shù)運(yùn)算， AR0~AR7也可用于間接尋址 XARn(31:0) ARnH=XARn(31:16) ARn=XARn(15:0) Copyright 2022 楊詞慧 . All rights reserved. TMS320F2812的 硬件結(jié)構(gòu) 3) 中央處理單元（續(xù)） ? 狀態(tài)寄存器 ST0、 ST1 15 10 9 7 6 5 4 3 2 1 0 OVC/O