[計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)]第二章 tms320c54x的硬件結(jié)構(gòu)-全文預(yù)覽
【正文】 （ 具有兩個 16位的 ALU） 組成： ALU組成框圖見下圖 中央處理單元 （ CPU） DSP技術(shù)及應(yīng)用 16 ALU組成框圖 圖 ALU的結(jié)構(gòu) DSP技術(shù)及應(yīng)用 17 （ 2） 累加器 功能 ： 存放參加運算的數(shù)據(jù)或存放運算的結(jié)果 （ ALU或 MAC） 組成： 三個部分 （ 保護位作用：數(shù)據(jù)位余量 ， 防止溢出 ， 迭代運算 ） 累加器 A ： 3 9 ～ 3 2 3 1 ～ 1 6 1 5 ～ 0 AG( 保護位 ) A H ( 高階位 ) A L ( 低階位 ) 累加器 B ： 3 9 ～ 3 2 3 1 ～ 1 6 1 5 ～ 0 B G ( 保護位 ) B H ( 高階位 ) B L ( 低階位 ) 累加器 A和 B的差別僅在于 累加器 A的 31～ 16位 可以作為乘法器的一個輸入。 C16 —— 雙 16位 /雙精度算術(shù)運算方式位 FRCT —— 小數(shù)方式位。 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(shù)及應(yīng)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(fù)操作標志位。 ☉ 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(jié) 構(gòu) DSP技術(shù)及應(yīng)用 11 C54X的 CPU由 運算部件 、 控制部件和各種寄存器 組成 。 ? 可以并行存儲和并行加載的算術(shù)指令。 TMS320C54x硬件結(jié)構(gòu)框圖 DSP技術(shù)及應(yīng)用 9 （ 4） 指令系統(tǒng) ? 單指令重復(fù)和塊指令重復(fù)操作。 ? 可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路 。 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(nèi)雙尋址 RAM(DARAM)。 ? 比較 、 選擇 、 存儲單元 (CSSU)： 用于加法 /比較選擇 。 (3)片內(nèi)外設(shè)與專用硬件電路 包括片內(nèi)定時器 、 各種類型的串口 、 主機接口 、 片內(nèi)鎖相環(huán) (PLL)、 時鐘發(fā)生器及各種控制電路 。 (2)存儲器系統(tǒng) 包括片內(nèi)程序 ROM、 片內(nèi)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 。 ? 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 。 TMS320C54x硬件結(jié)構(gòu)框圖 DSP技術(shù)及應(yīng)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。 DARAM可以映射到程序空間和數(shù)據(jù)空間 。 TMS320C54x硬件結(jié)構(gòu)框圖 DSP技術(shù)及應(yīng)用 8 （ 3） 片內(nèi)外設(shè) ? 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器 。 ? 多種節(jié)電模式：軟件控制片外總線 、 CLKOUT、 器件電壓等 。 ? 同時讀入 2或 3個操作數(shù)的指令。 TMS320C54x硬件結(jié)構(gòu)框圖 DSP技術(shù)及應(yīng)用 10 TMS320C54X總線結(jié)構(gòu)是圍繞 8組 16比特總線建立的 。 中央處理單元 （ CPU） DSP技術(shù)及應(yīng)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(jié)構(gòu)圖： 含義： ARP—— 輔助寄存器指針 TC—— 測試 /控制標志位 C—— 進位位。 OVM —— 溢出方式位 SXM —— 符號位擴展方式位。 —— 微處理器 /微型計算機工作方式位 OVLY —— RAM重復(fù)占位位。 ? 用 T寄存器中最低 6位的數(shù)值 (移位數(shù)為 16～ 31)表示。 中央處理單元 （ CPU） DSP技術(shù)及應(yīng)用 23 圖 CSSU的結(jié)構(gòu)圖 DSP技術(shù)及應(yīng)用 24 （ 6） 指數(shù)編碼器 組成： 完成 EXP單周期指令的專用硬件 ； 功能： 將累加器中的 指數(shù)值 能以二進制補碼的形式存儲在 T中 ； 指數(shù)值含義： 累加器中為消除非有效符號位所需移動的位數(shù) ； 計算： 累加器的冗余位數(shù) 8； 范圍： 8～ 13， 超過 32位 ， 該操作產(chǎn)生負值； 用途： 累加器內(nèi)容歸一化； 中央處理單元 （ CPU） DSP技術(shù)及應(yīng)用 25 （ P41） (補充 ) （ 1） 第一類 (26個 ) 功能： 主要用于程序的運算處理和尋址方式的選擇及設(shè)定 含義： ☉ 輔助寄存器 AR0AR7：產(chǎn)生 16bit數(shù)據(jù)空間 ， 通用 R； ☉ 暫存器 TREG：乘 （ 加 ） 法指令存放一乘數(shù) 、 EXP指令結(jié)果； ☉ 過渡寄存器 TRN（ 狀態(tài)轉(zhuǎn)移寄存器 ） ：用來得到新的度量值存放中間結(jié)果 → Viterbi（ 用于在 Viterbi算法中記錄轉(zhuǎn)移路徑 ） ； ☉ 堆棧指針寄存器 SP：指示棧頂在數(shù)據(jù) M位置 ， 向下生長； 中央處理單元 （ CPU） DSP技術(shù)及應(yīng)用 26 ☉ 緩沖區(qū)大小寄存器 BK：在循環(huán)尋址中確定緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的大??； ☉ 塊循環(huán)寄存器 BRC：確定一代碼循環(huán)的次數(shù)； 塊循環(huán)起始地址 RSA：循環(huán)的開始地址； 塊循環(huán) 結(jié)束地址 REA：循環(huán)的結(jié)束地址； ☉ 中斷標志寄存器 IFR：指明各中斷源的狀態(tài)； 中斷屏蔽寄存器 IMR：獨立的屏蔽特定的中斷； ☉ 其它：累加器 A、 B， 方式控制 R： PMST， 狀態(tài) R： ST0/ST1等 。：包括串口模式和狀態(tài)串口控制寄存器 1 1 1 X S RD X
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