第2章 TMS320C6000系列CPU、指令系統(tǒng)、偽指令

1、第第2章章 TMS320C6000系列系列CPU、指令系統(tǒng)、偽指令、指令系統(tǒng)、偽指令2.1 TMS320C6000系列系列CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)2.2 TMS320C6000系列系列CPU的數(shù)據(jù)通路和控制的數(shù)據(jù)通路和控制2.3 TMS320C6000系列系列DSP的存儲器的存儲器2.4 TMS320C6000系列系列DSP指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)2.1 TMS320C6000系列系列CPU的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) TMS320C62x/C64x/C67xDSP的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。 2.2 TMS320C6000系列系列CPU的數(shù)據(jù)通路和控制的數(shù)據(jù)通路和控制1. 通用寄存器組通用寄存器組2. 數(shù)據(jù)通路的功能單元數(shù)

2、據(jù)通路的功能單元3. 寄存器組交叉通路寄存器組交叉通路4. 存儲器存取通路存儲器存取通路5. 數(shù)據(jù)地址通路數(shù)據(jù)地址通路6. TMS320C6000控制寄存器組控制寄存器組7. TMS320C67x控制寄存器擴展控制寄存器擴展8. TMS320 C64x控制寄存器擴展控制寄存器擴展2.3 TMS320C6000系列系列DSP的存儲器的存儲器|2.3.1 程序存儲器程序存儲器1. 片內(nèi)程序存儲器控制器片內(nèi)程序存儲器控制器程序存儲控制器在TMS320C62x/C67xDSP結(jié)構(gòu)中的位置見圖2-16。主要完成以下功能：對CPU或者DMA提交的訪問內(nèi)部程序存儲器的請求進行仲裁；對CPU提交的通過外部存儲

3、器接口訪問外部存儲器的請求進行處理；當內(nèi)部程序存儲器設(shè)置為cache時進行維護。2.3.1 程序存儲器程序存儲器2. 片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)程序存儲器TMS320C6201/C6204/C6205/C6701的內(nèi)部程序存儲器可以由用戶配置為Cache或存儲器映射的程序空間。如圖2-17所示。2.3.1 程序存儲器程序存儲器允許對一個存儲區(qū)進行程序取指的同時在另一個存儲區(qū)進行DMA訪問，如圖2-18所示。2.3.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器1. 數(shù)據(jù)存儲器控制器數(shù)據(jù)存儲器控制器數(shù)據(jù)存儲器控制器在TMS320C62x/C67x DSP結(jié)構(gòu)中的位置見圖2-16。具有如下功能 ：對CPU和DMA控制器

4、訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的申請進行仲裁；對CPU訪問EMIF的申請進行處理；作為CPU通過外設(shè)總線控制器訪問內(nèi)部集成外設(shè)的橋梁；CPU請求數(shù)據(jù)讀并寫到內(nèi)部程序存儲器；或者通過外圍設(shè)備總線控制器的內(nèi)部集成外設(shè)以及EMIF；DMA控制器請求對內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫；CPU不能通過數(shù)據(jù)存儲控制器訪問內(nèi)部程序存儲器。2.3.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（1） TMS320C6201/C6204/C6205內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)（2） TMS320C6701內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)（3）內(nèi)部存儲器的雙CPU訪問（4） 內(nèi)部存儲器的DMA訪問2.3.3 二級內(nèi)部存儲器二級內(nèi)部存儲

5、器1. 一級程序一級程序Cache(L1P)CPU中32位地址中剩下的位將作為申請數(shù)據(jù)的唯一的標記，如圖2-27所示。2.3.3 二級內(nèi)部存儲器二級內(nèi)部存儲器命中時將在單周期內(nèi)向CPU返回相應的數(shù)據(jù)。如圖2-28所示為TMS320C62x直接映射緩存框圖。2.3.3 二級內(nèi)部存儲器二級內(nèi)部存儲器2. 一級數(shù)據(jù)一級數(shù)據(jù)Cache（L1D）一級數(shù)據(jù)Cache（L1D）是含有64個集的4KB的雙路聯(lián)合集緩存，每行大小為32B，由于存取的最小單位為字，所以每一個申請?zhí)峤坏牡刂返淖畹?位都將被L1D忽略，位2作為字地址，位3和位4作為4個8字節(jié)子行的選擇子，其后的6bit選擇緩存中相應的組，地址中剩余的

6、其他位作為申請數(shù)據(jù)的唯一標示，如圖2-29所示。2.3.3 二級內(nèi)部存儲器二級內(nèi)部存儲器L1D只能作為緩存，不能作為映射的存儲器。同時也沒有凍結(jié)和直通的模式，L1D的結(jié)構(gòu)框圖見圖2-30。2.3.3 二級內(nèi)部存儲器二級內(nèi)部存儲器3. 二級二級cache（L2）L2有5種操作模式，取決于CCFG寄存器的設(shè)置，圖2-31是TMS320C62x的CCFG控制寄存器。2.3.3 二級內(nèi)部存儲器二級內(nèi)部存儲器表2-14是TMS320C62x CCFG控制寄存器字段的詳細描述。字 段描 述L2MODEL2操作模式L2MODE000b：無L2 Cache/全SRAM模式L2MODE001b：1路 Cache

7、/3/4映射SRAM L2MODE010b：2路 Cache/1/2映射SRAML2MODE011b：3路 Cache/1/4映射SRAML2MODE111b：4路 CacheL2MODE其他值，保留IP使L1P無效IP0：普通L1P操作IP1：所有L1P行無效ID使L1D無效ID0：普通L1D操作ID1：所有無效的L1D行使L1P無效2.4 TMS320C6000系列系列DSP指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)|2.4.1 TMS320C6000系列系列DSP指令集指令集1. 指令和功能單元之間的映射指令和功能單元之間的映射2. 延遲時隙延遲時隙3. 并行操作并行操作4條件操作條件操作5 資源限制資源限制6常

8、用指令描述常用指令描述2.4.2流水線流水線1流水線操作的概述流水線操作的概述1）取指階段）取指階段2）譯碼階段）譯碼階段3）執(zhí)行階段）執(zhí)行階段2. 各類指令的執(zhí)行流水各類指令的執(zhí)行流水1）單周期指令）單周期指令2）雙周期指令和）雙周期指令和TMS320C64x非乘法非乘法.M單元操作單元操作3）存儲指令）存儲指令4）擴展乘法指令）擴展乘法指令5）加載指令）加載指令6）跳轉(zhuǎn)指令）跳轉(zhuǎn)指令3性能考慮性能考慮1）一個取指包（）一個取指包（FP）包含多個（）包含多個（EP）的流水操作）的流水操作2）多時鐘）多時鐘NOP3）存儲器的考慮）存儲器的考慮2.4.3 匯編偽指令匯編偽指令1定義段偽指令定義段偽指令2初始化常數(shù)偽指令初