tms320c54x是ti公司为实现低功耗、高速实时信号处理而专门设计的16位定点数字信号处理器,采用改进的哈佛结构,具有高度的操作灵活性和运行速度,适应于远程通信等实时嵌入式应用的需要,现已广泛地应用于无线电通信系统中。
c54x硬件结构基本上可分为3大块:
1)cpu 包括算术逻辑运算单元(alu)、乘法器、累加器、移位寄存器、各种专用寄存器、地址生成器及内部总线。
2)存储器系统 rom、saram、daram、外接存储器接口。
3)片内外设与专用硬件电路包括片内的定时器、各种类型的串口、主机接口、片内锁相环(pll)时钟发生器及控制电路。
c54x硬件结构如下图:
tms320c54x主要特性
部分。1)先进的多总线结构(1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线)。
2)40位的alu,包括1个40位的桶形移位寄存器和2个独立的40位累加器。
3)17×17位并行乘法器。
4)比较、选择、存储单元(cssu),用于加法/比较选择。
5)指数编码器。
6)双地址生成器,8个辅助寄存器和2个arau(辅助寄存器运算单元)。
2.存储器系统。
1)具有192k字可寻址存储空间:64k字程序存储器空间、64k
字数据存储空间及64k字i/o空间。
2)片内双寻址ram(daram)。
cpu可以在一个机器周期内对同一daram块读出1次和写入。
1次。3)片内单寻址ram(saram)
3.片内外设。
1)软件可编程等待状态发生器。
2)可编程分区转换逻辑电路。
3)片内锁相环(pll)时钟发生器。
4)串口。c54x系列dsp串口分4种:标准同步串口(sp)、带缓冲的串。
行口(bsp)、时分复用(tdm)串行口和多通道带缓冲串行口。
mcbsp)。
5)8位或16位主机接口(hpi)
6)外部总线关断控制,以断开外部的数据总线、地址总线和。
控制信号。7)数据总线具有总线保持特性。
8)可编程的定时器。
4.指令系统。
1)单指令重复和块指令重复操作。
2)用于程序和数据管理的块存储器传送指令。
3)32位长操作数指令。
4)同时读入2或3个操作数的指令。
5)可以并行存储和并行加载的算术指令。
6)条件存储指令。
7)从中断快速返回的指令。
总线结构 :
tms320c55x dsp的基本结构。
c55x主要性能和优点为:
12条独立总线:并行地对不同操作单元同时提供处理指令和操作数。
一个32*16bit指令缓冲队列:缓冲可变长度指令和实现快重复操作。
两个17bit*17bitmac:在单周期内实现双mac操作。
一个40bitalu:执行高精度算术和逻辑运算。
一个40bit桶形移位寄存器:可以把40bit结果左移31位或右移32位。
一个16bitalu:和主alu并行执行简单算术运算。
四个40bit累加器:保持计算结果和减少所需存储器数量。
用户配置的idle区域:改善低活动性时的电源管理。
tms320c55x在c54x的基础上发展起来的新一代低功耗、高性能数字信号处理器。
1)软件具有c54兼容模式。
2)工作时钟大大超过了c54x系列处理器,3)cpu内部通过增加功能单元增强了dsp的运算能力,具有更高的性能和更低的功耗。在无线通信、便携式个人数字系统及高效率的多通道数字压缩语音**系统中得到广泛应用。
c55x与c54x相比,c55x在硬件方面做了许多扩展,具体如下表所示。
c55x通过以上结构的改进,提高了并行性并降低了每个任务所需要的周期数。它采用的手段主要包括:
两个乘法累加单元mac
两个算术逻辑单元alu
三组读总线。
两组写总线。
采取这些措施后,c55x可以处理两个数据流。对于给定的任务,减少存储器的访问。可以改善功耗和性能。
c55x的指令结构允许在一个周期内执行两条指令。处理器内的两条写总线可以在一个周期里作两次写或一个写两个字,从而降低每个任务所需要的周期数。这也就意味着更多的时间是位于节电模式(idle)
c55x的一系列特征使它具有处理效率高、低功耗和使用方便的等优点,具体如下表:
c54x和c55x称为c5000系列,主要用于功耗低、便于携带的通信终端。
c6000系列的dsp是一种高性能dsp芯片。定点dsp包括c62xx和c64xx系列,浮点dsp包括c67xx系列。这三种dsp系列都采用高性能、先进的超长指令字结构(vliw),这种结构使得8个功能单元并行执行,在单个时钟周期内可以同时执行8条指令。
c62xx的所有定点指令都对c64xx和c67xx有效,同时c64xx 和c67xx都有自己的一些特殊的指令。
c62xx和c67xx的cpu核中包含32个32bit通用寄存器和8个功能单元,而c64xx的cpu核中具有64个32bit通用寄存器额8个功能单元。
c6000dsp的共同特点如下:
具有8个功能单元的vliw结构,这8个功能单元包括2个乘法器和6个alu单元。
8条32bit指令组成一个指令包,这8条指令可以并行执行、串行执行或部分串行执行。
所有指令都可以并行执行。
提供8/16/32bit数据的存储器支持。
支持40bit扩展精度定点算术运算。
对主要的算术操作提供饱和和归一化支持。
支持位操作。
具有片内程序和数据程序存储器,容量从512kb到7mb不等。
具有多种外设资源,包括:dma、主机口、扩展总线、串口、定时器、jtag**口等。
c62xx的处理速度达到1600 mips,c64xx的处理速度可以达到9000 mips,c67xx的浮点运算速度可以达到1gflops
由于c6000系列具有出色的运算能力、高效的指令集、智能化的外设、大容量的片内存储器和大范围的寻址能力,这个系列的芯片适合于对运算能力和存储量有更高要求的应用场合,因此可以广泛的应用于通信等领域。主要应用场合包括数字移动通信、个人通信系统、个人数字助理、数字无绳通信、无线数据通信、计算机**集成、分组话音通信、便携式因特网音频和调制解调器等。
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