【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)數(shù)與無符號(hào)數(shù)的乘法運(yùn)算 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 根據(jù)操作數(shù)的不同情況需 進(jìn)行以下處理： ? 若是兩個(gè)有符號(hào)數(shù)相乘 ， 則在進(jìn)行乘法運(yùn)算之前 ， 先對(duì)兩個(gè) 16位乘數(shù)進(jìn)行符號(hào)位擴(kuò)展 ， 形成 17位有符號(hào)數(shù)后再進(jìn)行相乘 。 擴(kuò)展的方法：在每個(gè)乘數(shù)的最高位前增加一個(gè)符號(hào)位 ， 其值由乘數(shù)的最高位決定 ， 即 正數(shù)為 0， 負(fù)數(shù)為 1。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) ? 若是兩個(gè)無符號(hào)數(shù)相乘 ， 則在兩個(gè) 16位乘數(shù)的最高位前面添加 “ 0”， 擴(kuò)展為 17位乘數(shù)后再進(jìn)行乘運(yùn)算 。 ? 若是有符號(hào)數(shù)與無符號(hào)數(shù)相乘 ， 則有符號(hào)數(shù)在最高位前添加 1個(gè)符號(hào)位 ， 其值由最高位決定 ， 而無符號(hào)數(shù)在最高位前面添加 “ 0”， 然后兩個(gè)操作數(shù)相乘 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 由于乘法器在進(jìn)行兩個(gè) 16位二進(jìn)制補(bǔ)碼相乘時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)符號(hào)位 ， 為提高運(yùn)算精度 ， 在狀態(tài)寄存器ST1中設(shè)置了小數(shù)方式控制位 FRCT。 當(dāng) FRCT=1時(shí) ， 乘 法 結(jié)果左移一位 ， 消去多余的符號(hào)位 ， 相應(yīng)的定標(biāo)值加 1。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 2. 專用加法器 在 MAC單元 中 ， 專用加法器用來完成乘積項(xiàng)的累加運(yùn)算 。 專用加法器 加法器 零檢測(cè)器 舍入器 溢出 /飽和邏輯電路 舍入器： 用來對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行舍入處理 ， 即將目標(biāo)累加器中的內(nèi)容加上 215， 然后將累加器的低 16位清零 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) （ 1） 加法器的輸入 XA輸入：來自乘法器的輸出 。 YA輸入： ① 來自累加器 A的操作數(shù)； ② 來自累加器 B的操作數(shù) 。 （ 2） 加法器的輸出 輸出經(jīng)零檢測(cè)器 、 舍入器和溢出 /飽和邏輯電路后 ， 將產(chǎn)生的狀態(tài)標(biāo)志送入狀態(tài)寄存器 ， 并將運(yùn)算結(jié)果送入累加器 A或 B。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 比較 、 選擇和存儲(chǔ)單元 CSSU ’C54x的比較 、 選擇和存儲(chǔ)單元 （ CSSU） 是一個(gè)特殊用途的硬件電路 ， 專門用來完成 Viterbi算法中的加法 /比較 /選擇 （ ACS） 操作 。 CSSU單元主要完成累加器的高階位與低階位之間最大值的比較 ， 即選擇累加器中較大的字 ， 并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 比較電路 COMP 狀態(tài)轉(zhuǎn)移寄存器 TRN 狀態(tài)比較寄存器 TC MUX COMP TRN TC CCSU A B MSW/LSW 選擇 EB15~EB0 來自桶形移位器 多路選擇器 MUX 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) ① 比較電路 COMP將累加器 A或 B的高 階 位與低階位進(jìn)行比較； ② 比較結(jié)果分別送入 TRN和 TC中，記錄比較結(jié)果以便程序調(diào)試 ； ③ 比較結(jié)果 輸出至 寫選擇電路，選擇較大的數(shù)據(jù)； ④ 將選擇的數(shù)據(jù)通過總線 EB存入指定的存儲(chǔ)單元。 工作過程： 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 指數(shù)編碼器 EXP 指數(shù)編碼器 是一個(gè)用于支持指數(shù)運(yùn)算指令的專用硬件 ， 可以在單周期內(nèi)執(zhí)行 EXP指令 ， 求累加器中數(shù)的指數(shù)值 。 指 數(shù) 編 碼 器 EXP 累加器 A 累加器 B T寄存器 指數(shù)值 =冗余符號(hào)位 8 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) CPU狀態(tài)和控制寄存器 ’C54x提供三個(gè) 16位寄存器來作為 CPU狀態(tài)和控制寄存器 ， 它們分別為： 狀態(tài)寄存器 0（ ST0） 狀態(tài)寄存器 1（ ST1） 工作方式狀態(tài)寄存器 （ PMST） ST0和 ST1主要包含各種工作條件和工作方式的狀態(tài)； PMST包含存儲(chǔ)器的設(shè)置狀態(tài)和其他控制信息 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 由于這些寄存器都是存儲(chǔ)器映像寄存器 ， 因此可以很方便地對(duì)它們進(jìn)行如下數(shù)據(jù)操作： ● 將它們快速地存放到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； ● 由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器對(duì)它們進(jìn)行加載； ● 用子程序或中斷服務(wù)程序保存和恢復(fù) 處理器的狀態(tài) 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 1． 狀態(tài)寄存器 0（ ST0） 主要反映處理器的尋址要求和計(jì)算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 。 ST0的結(jié)構(gòu)： 15 — 13 12 11 10 9 8 —— 0 ST0： ARP TC C OVA OVB DP ARP： 輔助寄存器指針 。 用來選擇使用單操作數(shù)間接尋址時(shí)的 輔助寄存器 AR0~AR7。 TC： 測(cè)試 /控制標(biāo)志 。 用來保存 ALU測(cè)試操作的結(jié)果。 C： 進(jìn)位標(biāo)志位 。 用來保存 ALU加減運(yùn)算時(shí)所產(chǎn)生的進(jìn) /借位。 OVB VA OVA/B： 累加器 A/B的溢出標(biāo)志。 用來反映 A/B是否產(chǎn)生溢出。 DP： 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器頁指針。 用來與指令中提供的 7位地址結(jié)合形成 1個(gè) 16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 2． 狀態(tài)寄存器 1 (ST1) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4~0 BRAF CPL XF HM INTM 0 OVM SXM C16 FRCT CMPT ASM CPL IN OVM SXM C16 FRCT CMPT BRAF： 塊重復(fù)操作標(biāo)志位 。 用來指示當(dāng)前是否在執(zhí)行塊重復(fù)操作 。 BRAF=0 表示當(dāng)前不進(jìn)行重復(fù)塊操作； BRAF=1 表示當(dāng)前正在進(jìn)行塊重復(fù)操作 。 CPL： 直接尋址編輯方式標(biāo)志位； 用來指示直接尋址選用何種指針 。 CPL=0 選用數(shù)據(jù)頁指針 DP的直接尋址； CPL=1 選用堆棧指針 SP的直接尋址 。 XF： 外部 XF引腳狀態(tài)控制位 。 用來控制 XF通用外部輸出引腳的狀態(tài) 。 執(zhí)行 SSBX XF=1 XF通用輸出引腳為 1； 執(zhí)行 RSBX XF=0 XF通用輸出引腳為 0。 HM： 保持方式位；響應(yīng) HOLD信號(hào)時(shí) ， 指示 CPU是否繼續(xù)執(zhí)行內(nèi)部操作 。 HM=0 CPU從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器取指 ， 繼續(xù)執(zhí)行內(nèi)部操作 。 HM=1 CPU停止內(nèi)部操作 。 INTM： 中斷方式控制位； 用于屏蔽或開放所有可屏蔽中斷 。 INTN=0 開放全部可屏蔽中斷； INTN=1 禁止所有可屏蔽中斷 。 0： 保留位 ， 未被使用 ， 總是讀為 0。 OV ： 溢出方式控制位； 用來確定累加器溢出時(shí) ， 對(duì)累加器的加載方式 。 OVM=0 將運(yùn)算的溢出結(jié)果直接加載到累加器中； OVM=1 當(dāng)正溢出時(shí) ， 將 007FFFFFFFH加載累加器； 當(dāng)負(fù)溢出時(shí) ， 將 FF80000000H加載累加器 。 SX ： 符號(hào)位擴(kuò)展方式控制位；用來確定數(shù)據(jù) 在 運(yùn)算之前是否需要符號(hào)位擴(kuò)展 。 SX 數(shù)據(jù)進(jìn)入 ALU之前禁止符號(hào)位擴(kuò)展； SXM=1 數(shù)據(jù)進(jìn)入 ALU之前進(jìn)行符號(hào)位擴(kuò)展 。 C16： 雙 16位 /雙精度算術(shù)運(yùn)算方式控制位； 用來決定 ALU的算術(shù)運(yùn)算方式 。 C16=0 ALU工作在雙精度算術(shù)運(yùn)算方式； C16=1 ALU工作在雙 16位算術(shù)運(yùn)算方式 。 FRCT： 小數(shù)方式控制位； 用 來確定乘法器的運(yùn)算方式 。 FRCT=1 乘法器的輸出左移一位 ， 消除多余的符號(hào)位 。 C P ： 間接尋址輔助寄存器修正方式控制位； 用來決定 ARP是否進(jìn)行修正 。 CMPT= 在進(jìn)行間接尋址單操作數(shù)時(shí) ， 不修正 ARP；CMPT= 在進(jìn)行間接尋址單操作數(shù)時(shí) ， 修正 ARP。 ASM： 累加器移位方式控制位 。 為某些具有移位操作的指令設(shè)定一個(gè)從 16~15范圍內(nèi)的移位值 。 SM 主要反映處理器的尋址要求 、 計(jì)算初始狀態(tài)的設(shè)置 、 I/O及中斷的控制等 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 3． 工作方式狀態(tài)寄存器 PMST SST SMUL CLKOFF DROM AVIS OVLY MP/MC IPTR 0 1 2 3 4 5 6 15~7 主要設(shè)定和控制處理器的工作方式和存儲(chǔ)器的配置 ， 反映處理器的工作狀態(tài) 。 中 斷 向 量 指 針 CPU 工 作 方 式 選 擇 位 RAM 重 復(fù) 占 位 標(biāo) 志 地 址 可 見 控 制 位 數(shù) 據(jù) ROM 映 射 選 擇 位 時(shí) 鐘 輸 出 選 擇 位 乘 法 飽 和 方 式 位 存 儲(chǔ) 飽 和 位 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) IPTR： 用來指示中斷向量所駐留的 128字程序存儲(chǔ)器的位置； MP/MC： 用來確定是否允許使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM OVLY： 用來決定片內(nèi)雙尋址數(shù)據(jù) RAM是否映射到程序空間 。 AVIS： 用來決定是否可以從器件地址引腳線看到內(nèi)部程序空間地址線； DROM： 用來決定片內(nèi) ROM是否可以映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 ； CLKOFF： 用來決定時(shí)鐘輸出引腳 CLKOUT是否有信號(hào)輸出； SMUL： 用來決定乘法結(jié)果是否需要進(jìn)行飽和處理； SST： 用來決定累加器中的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器之前 ， 是否需要飽和處理 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) ’C54x的存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu) ’C54x共有 192K字的存儲(chǔ)空間， 分成 3個(gè)相互獨(dú)立可選擇的存儲(chǔ)空間： ? 64K字（ 16位）的程序存儲(chǔ)空間； ? 64K字（ 16位）的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； ? 64K字（ 16位）的 I/O空間。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 程序存儲(chǔ)空間： 用來存放要執(zhí)行的指令和 指令執(zhí)行中所需要的系 數(shù)表 (數(shù)學(xué)用表 )； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間： 用來存放執(zhí)行指令所需要的數(shù)據(jù)； I/O存儲(chǔ)空間： 用來提供與外部存儲(chǔ)器映射的接口 ，可以作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間使用 。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 所有 ’C54x芯片都含有片內(nèi) RAM和 ROM。 片內(nèi) RAM SARAM DARAM —— 單尋址 RAM —— 雙尋址 RAM DARAM： 由存儲(chǔ)器內(nèi)的一些分塊組成。 每個(gè) DARAM塊在單周期內(nèi)能被訪問 2次 SARAM： 由存儲(chǔ)器分塊組成。 每個(gè) SARAM塊在單周期內(nèi)只能被訪問 1次 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 片內(nèi) ROM： 主要存放固化程序 和系數(shù)表 。 一般構(gòu)成程序存儲(chǔ)空間，也可以部分地映射在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 DARAM和 SARAM既可以 被映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也可以映射到程序空間用來存儲(chǔ)程序代碼。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) 片內(nèi)存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)： ● 不需要插入等待狀態(tài)； ● 與外部存儲(chǔ)器相比 ， 成本低； ● 比外部存儲(chǔ)器功耗小。 第 2章 TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu) ’C54x片內(nèi)存儲(chǔ)器資源配置 DSP 存儲(chǔ)器 ’C541 ’C542 ’C543 ’C545 ’C546 ’C548 ’C549 ’C5402 ’C5410 ’C5416 ’C5420 ROM 程 序 程序 /數(shù)據(jù) DARAM SARAM 28K 20K 8K 5K 0 2K 2K 0 10K 0 2K 2k 0 10K 0 48K 32K 16K 6K 0 48K 32K 16K 6K 0 2K 2K