【文章內(nèi)容簡介】 降低功耗和提高抗核輻射能力的 3． 1 TMS320C54x 的主要 特性 CPU C54x 的 CPU結(jié)構(gòu)包括： ? 40比特的 ALU，其輸入來自 16比特立即數(shù)、 16 比特來自數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)、暫時(shí)存儲器、 T中的 16 比特?cái)?shù)、數(shù)據(jù)存儲器中兩個(gè) 16比特字、數(shù)據(jù)存儲器中 32 比特字、累加器中 40 比特字。 ? 2個(gè) 40比特的累加器，分為三個(gè)部分，保護(hù)位（ 39－ 32 比特）、高位字（ 31－ 16 比特）、低位字（ 15－ 0比特）。 ? 桶型移位器，可產(chǎn)生 0 到 31 比特的左移或 0到 16 比特的右移。 ? 17 17比特的乘法器 ? 40比特的加法器 ? 比較選擇和存儲單元 CSSU ? 數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器 DAGEN ? 程序地址 產(chǎn)生器 PAGEN 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 10 存儲器 一般而言， C54x 的存儲空間可達(dá) 192K16 比特字， 64K程序空間， 64K 數(shù)據(jù)空間，64KI/O 空間。依賴其并行的工藝特性和片上 RAM 雙向訪問的性能，在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)， C54x 可以執(zhí)行 4 條并行并行存儲器操作：取指令，兩操作數(shù)讀，一操作數(shù)寫。 使用片內(nèi)存儲器有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：高速執(zhí)行（不需要等待），低開銷，低功耗。 復(fù)位后，中斷矢量表位于程序區(qū) FF80H 位置，可重新定位于程序空間任何一個(gè)128 字的頁面（其地址高 9 比特即頁號由 PMST 中 IPTR 確定）。 C54x 有片 內(nèi) ROM、 DARAM、 SARAM，這些區(qū)域可以通過軟件配置到程序空間。當(dāng)?shù)刂仿湓谶@些區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)對這些區(qū)域進(jìn)行訪問；當(dāng)?shù)刂仿湓谶@些區(qū)域以外，自動(dòng)產(chǎn)生對外部存儲器的訪問。 ROM 片內(nèi) ROM（ 4K， 16K， 24K， 28K 或 48K 字）可能包括的內(nèi)容有： ? 引導(dǎo)程序，可以從串口、外部存儲器、 I/O 口或 HPI 口引導(dǎo) ? 256 字的μ率擴(kuò)展表 ? 256 字的 A率擴(kuò)展表 ? 256 字的正弦表 ? 中斷矢量表 ‘ 54 ’ 54 ’ 54 ’ 5420 采用分頁擴(kuò)展的方式使可尋址程序空間達(dá)到 8192K字。這一功 能的實(shí)現(xiàn)有賴于： ? 23條地址線 ? 擴(kuò)展程序計(jì)數(shù)器 XPC ? 6條訪問外部程序空間的指令 當(dāng)程序空間可以使用片內(nèi) RAM 時(shí)，程序空間的每一頁分為以下兩部分：最大 32K字的通用塊和 32K 字的專有塊。通用塊為所有頁共享。 XPC 寄存器指示選定頁，復(fù)位后，初始化為 0。影響 XPC 的 6條指令是： ? FB[D]－長跳轉(zhuǎn)指令 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 11 ? FBACC[D]－長跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)地址由 A或 B中內(nèi)容確定 ? FCALA[D]－長調(diào)用指令，子程序地址由 A 或 B 中內(nèi)容確定 ? FCALL[D]－長調(diào)用指令 ? FRET[D]－長返回指令 ? FRETE[D]－長中斷返回指令 其它的指令不修改 XPC 寄存器，而在當(dāng)前頁中做內(nèi)部訪問。 （以‘ 549 為例） 0 IMR 中斷屏蔽寄存器 1 IFR 中斷標(biāo)志寄存器 25 測試保留 6 ST0 狀態(tài)寄存器 0 7 ST1 狀態(tài)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 保護(hù)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 保護(hù)位（ 39－ 32比特） E T 乘法 寄存器 F TRN 傳送寄存器 1017 AR0AR7 輔助寄存器 ARn n＝ 0～ 7 18 SP 堆棧指針 19 BK 循環(huán)緩存區(qū)大小寄存器 1A BRC 塊重復(fù)計(jì)數(shù)器 1B RSA 塊重復(fù)開始地址 1C REA 塊重復(fù)結(jié)束地址 1D PMST 狀態(tài)寄存器 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 12 1E XPC PC擴(kuò)展寄存器 1E－ 1F － 保留 20 BDRR0 帶緩存串口 0數(shù)據(jù)接收寄存器 21 BDXR0 帶緩存串口 0數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 22 BSPC0 帶緩存串口 0 控制寄存器 23 BSPCE0 帶緩存串口 0控制 擴(kuò)展寄存器 24 TIM 定時(shí)器計(jì)數(shù)器 25 PRD 定時(shí)器周期寄存器 26 TCR 定時(shí)器控制寄存器 27 － 保留 28 SWWSR 等待狀態(tài)產(chǎn)生寄存器 29 BSCR Bankswitching 控制寄存器 2A － 保留 2B XSWR 擴(kuò)展等待狀態(tài)寄存器 2C HPIC 主機(jī)接口控制寄存器 2D－ 2F － 保留 30 TRCN TDM 串口數(shù)據(jù)接收寄存器 31 TDXR TDM 串口數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 32 TSPC TDM 串口控制寄存器 33 TCSR TDM 串口通道選擇寄存 器 34 TRTA TDM 串口接收發(fā)送寄存器 35 TRAD TDM 串口接收地址寄存器 36－ 37 － 保留 38 AXR0 ABU0 發(fā)送地址寄存器 39 BKX0 ABU0 發(fā)送緩沖大小寄存器 3A ARR0 ABU0 接收地址寄存器 3B BKR0 ABU0 接收緩沖大小寄存器 3C AXR1 ABU1 發(fā)送地址寄存器 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 13 3D BKX1 ABU1 發(fā)送緩沖大小寄存器 3E ARR1 ABU1 接收地址寄存器 3F BKR1 ABU1 接收緩沖大小寄存器 40 BDRR1 帶緩存串口 1數(shù)據(jù)接收寄存 器 41 BDXR1 帶緩存串口 1數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 42 BSPC1 帶緩存串口 1 控制寄存器 43 BSPCE1 帶緩存串口 1控制擴(kuò)展寄存器 44－ 57 － 保留 58 CLKMD 時(shí)鐘方式寄存器 59－ 5F － 保留 三個(gè)狀態(tài)寄存器簡要說明。 寄存器 ST0 結(jié)構(gòu)為： ? ARP－輔助寄存器指針 ? TC－測試 /控制位，存儲了 ALU 測試位操作的結(jié)果，受 BIT， BITF， CMPM， CMPR，CMPS， SFTC 指令的影響 ? C－如果加法產(chǎn)生進(jìn)位 C 為 1，減法產(chǎn)生借位 C 為 0。 ADD 指令只能置位 C，而 SUB 指令只能清 C ? OVA－累加器 A溢出標(biāo)志 ? OVB－累加器 B溢出標(biāo)志 ? DP－數(shù)據(jù)存儲空間頁標(biāo)志，由 DP 指定頁，在此頁中采用直接尋址指令。其絕對地址為 DP 指示的高 9位加上直接尋址指令中的地址為其低 7位構(gòu)成。 寄存器 ST1 結(jié)構(gòu)為： 15－ 13 12 11 10 9 8－ 0 ARP TC C OVA OVB DP 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 14 ? BRAF－塊重復(fù)指 示。 BRAF＝ 1，塊重復(fù)操作。 ? CPL－編譯器模式，指示相關(guān)直接尋址選用指針。 CPL＝ 0，使用 DP 指針； CPL＝ 1，使用 SP 指針。 ? XF－指示外部引腳 XF狀態(tài)。 ? HM－掛起方式。指示 CPU 響應(yīng) HOLD 信號的方式。 HM＝ 0，外部接口呈高阻；HM＝ 1， CPU 停機(jī)。 ? INTM－全局中斷控制位。 INTM＝ 0，開中斷； INTM＝ 1，屏蔽可屏蔽中斷。 ? 0－讀出值總為 0。 ? OVM－溢出處理方式。指示發(fā)生溢出時(shí)，對累加器中數(shù)值的處理。 OVM＝ 0，溢出值不變； OVM＝ 1，載入正向 最大值 007FFFFFFFH 或負(fù)向最大值0080000000H。 ? SXM－符號擴(kuò)展方式。 SXM＝ 0，符號不擴(kuò)展； SXM＝ 1，數(shù)據(jù)被 ALU 使用前先行符號擴(kuò)展。 ? C16－ C16＝ 0， ALU 操作采用雙精度方式（全 32 位方式）， C16＝ 1， ALU 操作采用雙 16 位方式。 ? FRCT－小數(shù)模式。 FRCT＝ 1，乘法器輸出左移一位補(bǔ)償多余的符號位。 ? CMPT－兼容模式。 CMPT＝ 0， ARP 在只有單數(shù)據(jù)存儲器操作數(shù)的間接尋址方式中不更新，在這種方式下， ARP 必須總置 0； CMPT＝ 1， ARP 在上述條件下更新，除非使用 AR0。 ? ASM－累加器移位數(shù)。規(guī)定了移位范圍 16－ 15，用于并行存儲指令 STH、 STL、ADD、 SUB 和 LD。 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 40 BRAF CPL XF HM INTM 0 OVM SXM C16 FRCT CMPT ASM 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 15 寄存器 ST1 結(jié)構(gòu)為： 15－ 7 6 5 4 3 2 1 0 IPTR MP/MC OVLY AVIS DROM CLKOFF SMUL SST ? IPTR－中斷矢量指針。此 9 位指向內(nèi)存空間中以 128 字為單位的頁首址。即中斷矢量必須位于頁的起始部分。復(fù)位后 IPTR 為 1FFH，指向 FF80H 的位置，可重新定義到任何頁。 ? MCMP/ －微機(jī) /微處理器 模式。 MCMP/ ＝ 0，微機(jī)模式，片內(nèi) ROM 可訪問；MCMP/ ＝ 1，微處理器模式，片內(nèi) ROM不可訪問。 ? OVLY－片內(nèi) RAM 是否配置入程序空間。 OVLY＝ 0，片內(nèi) RAM 不配置入程序空間； OVLY＝ 1，除 00－ 7FH外，片內(nèi) RAM配置入程序空間。 ? AVIS－地址顯示模式?？刂茖?nèi)部程序訪問時(shí)，地址數(shù)據(jù)是否顯示在地址線上。 AVIS＝ 0，不顯示； AVIS＝ 1，顯示。 ? DROM－數(shù)據(jù) ROM 配置。 DROM＝ 0，片內(nèi) ROM 不配置在數(shù)據(jù) 空間； DROM＝ 1，部分片內(nèi) ROM 配置在數(shù)據(jù)空間。 ? CLKOFF－ CLKOUT 關(guān)閉。 CLKOFF＝ 1， CLKOUT 輸出禁止，保持高電平。 ? SMUL－乘法溢出處理。當(dāng) SMUL＝ 1，且 OVM＝ 1， FRCT＝ 1 時(shí)，對 MAC（乘累加）和 MAS（乘累減）指令的操作基于 ETSI GSM 規(guī)范。體現(xiàn)在在小數(shù)模式下，在進(jìn)行后續(xù)加 /減之前， 8000H 8000H 的結(jié)果被調(diào)整為 7FFFFFFH。這等同于在 OVM＝ 1下 MPY＋ ADD 指令。如果只有 OVM＝ 1，而 SMUL 不為 1，只在加 /減結(jié)果后作溢出調(diào)整。 ? SST－存儲溢出處理。當(dāng) SST＝ 1，累加器中數(shù)據(jù)在存儲到數(shù)據(jù)空間之前進(jìn)行溢出調(diào)整。影響指令有： STH， STL， STLM， DST， ST||ADD， ST||LD， ST||MACR[R]，ST||MAS[R]， ST||MPY 和 ST||： 1） 依據(jù)指令，累加器中數(shù)據(jù)完成左移或右移。 2） 40 比特值根據(jù) SXM 位調(diào)整為 32位。 SXM＝ 0（不符號擴(kuò)展），若值大于 7FFFFFFFH，取 7FFFFFFFH；若 SXM＝ 1（符號擴(kuò)展），若值大于湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 16 7FFFFFFFH，取 7FFFFFFFH，若值小于 80000000H，取 80000000H。 3） 調(diào)整后數(shù)據(jù)存 入數(shù)據(jù)空間。 4） 在調(diào)整過程中，累加器中數(shù)據(jù)不改變。 累加器中數(shù)據(jù)存儲， AH 和 AL部分比較好辦，采用 STH， STL 和 STLM 即可完成。要存儲 AG中的內(nèi)容，則需要采用間接方式，如累加器 A中內(nèi)容為 0FF 4321 1234H，要存儲 AG部分內(nèi)容至 TEMP 存儲器中，可用“ STH A，－ 8， TEMP”指令來完成， TEMP＝ FF43H。 在片外圍電路 1) 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器 . 2) 可編程分區(qū)轉(zhuǎn)化邏輯電路 . 3) 帶有內(nèi)部振蕩器或用外部時(shí)鐘的片內(nèi)鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器 . 4) 全雙工串行口 ,支持 8 位或 16位 傳送 . 5) 時(shí)分多路串行口 . 6) 緩沖串行口 7) 16 位可編程定時(shí)器 . 8) 8 位并行主機(jī)接口 . 9) 外部總線關(guān)斷控制 ,以斷開外部的數(shù)據(jù)總線 ,地址總線和控制信號 . 10)數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性 . C54x 提供的幾類尋址方式 C54X 提供了下面 5種尋址方式：立即數(shù)尋址， 寄存器尋址 ，累加器尋址，直接尋址，間 接尋址 尋址 湖南人文科技學(xué)院（畢業(yè)論文） 17 操作數(shù)作為指令的一部分而直接寫在指令中，這種操作數(shù)稱為立即數(shù)，這種尋址方式也就稱為立即數(shù)尋址方式。立即數(shù)可以是 8 位、 16 位或 32 位，該數(shù)值緊跟在操作碼之后。如果立即數(shù)為 16 位或 32 位，那么，它 將按 “高高低低 ”的原則進(jìn)行存儲。例如： MOV AH, 80H ADD AX, 1234H MOV ECX, 123456H MOV B1, 12H MOV W1, 3456H ADD D1, 32123456H 立即數(shù)尋址方式通常用于對通用寄存器或內(nèi)存單元賦初值 指令所要的操作數(shù)已存儲在某寄存器中，或把目標(biāo)操作數(shù)存入寄存器。把在指令中指出所使用寄存器 (即：寄存器的助憶符 )的尋址方式稱為寄存器尋址方式