東北大學(xué)數(shù)字信號(hào)處理課件-TMSCx數(shù)字信號(hào)處理器硬件結(jié)構(gòu)

1、第第2章章 TMS320C54x數(shù)字信號(hào)處理器硬數(shù)字信號(hào)處理器硬件結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)l2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖l2.2 TMS320C54x的總線結(jié)構(gòu)的總線結(jié)構(gòu)l2.3 TMS320C54x的存儲(chǔ)器分配的存儲(chǔ)器分配l2.4 中央處理單元（中央處理單元（CPU）l2.5 TMS320C54x片內(nèi)外設(shè)簡(jiǎn)介片內(nèi)外設(shè)簡(jiǎn)介l2.6 硬件復(fù)位操作硬件復(fù)位操作l2.7 TMS320VC5402引腳及說(shuō)明引腳及說(shuō)明本章內(nèi)容特點(diǎn)本章內(nèi)容特點(diǎn)l和和MCU（MCS51）相比，硬件結(jié)構(gòu)（）相比，硬件結(jié)構(gòu)（CPU、存儲(chǔ)器、內(nèi)部總、存儲(chǔ)器、內(nèi)部總線）復(fù)雜得多，不易理解線）復(fù)雜得多，不易

2、理解l硬件結(jié)構(gòu)和尋址方式、指令系統(tǒng)聯(lián)系密切硬件結(jié)構(gòu)和尋址方式、指令系統(tǒng)聯(lián)系密切通過(guò)后續(xù)學(xué)習(xí)尋址方式、指令系統(tǒng)以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)通過(guò)后續(xù)學(xué)習(xí)尋址方式、指令系統(tǒng)以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)一步加深對(duì)硬件結(jié)構(gòu)的理解一步加深對(duì)硬件結(jié)構(gòu)的理解2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖TMS320C54x的主要特性：的主要特性：CPUl增強(qiáng)型的哈佛結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型的哈佛結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu)1個(gè)程序（存儲(chǔ)器）總線，個(gè)程序（存儲(chǔ)器）總線，3個(gè)數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)器）總線個(gè)數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)器）總線（PB， DB，CB，EB）4個(gè)地址總線個(gè)地址總線（PAB，DAB，CAB，EAB）8

3、組組16位總線位總線l40位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU），），40位桶型移位寄存器和位桶型移位寄存器和2個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的40位累加位累加器器A、Bl17位位17位并行乘法器與位并行乘法器與40位專(zhuān)用加法器位專(zhuān)用加法器單周期乘法單周期乘法/累加（累加（MAC）運(yùn)算）運(yùn)算16位定點(diǎn)位定點(diǎn)DSP2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖CPU（續(xù)）（續(xù)）l比較、選擇、存儲(chǔ)單元（比較、選擇、存儲(chǔ)單元（CSSU）Viterbi操作的加法操作的加法/比較選擇比較選擇糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼l指數(shù)編碼器指數(shù)編碼器在單周期內(nèi)計(jì)算在單周期內(nèi)計(jì)算40位累加器中數(shù)值的指數(shù)位累加器中數(shù)

4、值的指數(shù)l雙地址生成器雙地址生成器PAGEN、DAGEN8個(gè)輔助寄存器個(gè)輔助寄存器AR0AR72個(gè)輔助寄存器算術(shù)運(yùn)算單元（個(gè)輔助寄存器算術(shù)運(yùn)算單元（ARAU0,ARAU1）CSSU: Compare Select Store UnitPAGEN: Program Address GENerationDAGEN: Data Address GENerationARx: Auxiliary Register xARAUx: Auxiliary Register Arithmetic Unit x存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器l64 K字程序存儲(chǔ)器字程序存儲(chǔ)器l64 K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器l64 K字字I/O空間

5、空間l在在C5402等器件中程序存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展等器件中程序存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展字：字：16位（位（bit)2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)l單指令重復(fù)和塊指令重復(fù)操作單指令重復(fù)和塊指令重復(fù)操作l塊存儲(chǔ)器傳送指令塊存儲(chǔ)器傳送指令l32位長(zhǎng)操作數(shù)指令位長(zhǎng)操作數(shù)指令l同時(shí)讀入兩個(gè)或同時(shí)讀入兩個(gè)或3個(gè)操作數(shù)的指令個(gè)操作數(shù)的指令l并行存儲(chǔ)和并行加載的算術(shù)指令并行存儲(chǔ)和并行加載的算術(shù)指令l條件存儲(chǔ)指令條件存儲(chǔ)指令l從中斷快速返回指令從中斷快速返回指令2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖在片外圍電路在片外圍電路l軟件可編程等待狀態(tài)

6、發(fā)生器（軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器（SWWSR）l可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換控制邏輯電路（可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換控制邏輯電路（BSCR）l帶有內(nèi)部振蕩器或外部時(shí)鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)（帶有內(nèi)部振蕩器或外部時(shí)鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘發(fā)生器）時(shí)鐘發(fā)生器l l l外部總線關(guān)斷控制，斷開(kāi)外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)外部總線關(guān)斷控制，斷開(kāi)外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)外部總線關(guān)斷控制，斷開(kāi)外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)外部總線關(guān)斷控制，斷開(kāi)外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)外部總線關(guān)斷控制，斷開(kāi)外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)外部總線關(guān)斷控制，斷開(kāi)外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)l l l數(shù)據(jù)總線具有總線保

7、持器特性數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性l可編程定時(shí)器可編程定時(shí)器l時(shí)分多路串口（時(shí)分多路串口（TDM）、緩沖串口（）、緩沖串口（BSP）、多通道緩沖串口）、多通道緩沖串口（McBSP）l并行主機(jī)接口（并行主機(jī)接口（HPl） 2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖SWWSR: SoftWare Wait Status RegisterBSCR: Bank Switch Control RegisterMcBSP: MultiChannel Buffered Seria

8、l PortHPI: Host Port Interface電源電源l可用可用IDLEl、IDLE2和和IDLE3指令控制功指令控制功耗，以工作在省電方式耗，以工作在省電方式l可以控制關(guān)斷可以控制關(guān)斷CLKOUT輸出信號(hào)輸出信號(hào)2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖在片仿真接口在片仿真接口l具有符合具有符合IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的在片仿真接口（標(biāo)準(zhǔn)的在片仿真接口（JTAG）JTAG: Joint Test Action Group速度速度l單周期定點(diǎn)指令的執(zhí)行時(shí)間為單周期定點(diǎn)指令的執(zhí)行時(shí)間為25/20/15/12.5/10-ns40 MIPS/50 MIPS/6

9、6 MIPS/80 MIPS/100 MIPS2.1 TMS320C54x的特點(diǎn)和硬件組成框圖的特點(diǎn)和硬件組成框圖TMS320C54x DSP的內(nèi)部硬件組成框圖的內(nèi)部硬件組成框圖TMS320C54x DSPFunctional OverviewLiterature Number: SPRU307ASeptember 1998 Revised May 2000P82.2 TMS320C54x的總線結(jié)構(gòu)的總線結(jié)構(gòu)l采用先進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有八組總線采用先進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有八組總線1個(gè)程序總線個(gè)程序總線PB：傳送從程序存儲(chǔ)器來(lái)的指令代碼和立即數(shù)、表格、系數(shù)等傳送從程序存儲(chǔ)器來(lái)的指令代碼和立即數(shù)、表格、

10、系數(shù)等 3個(gè)數(shù)據(jù)總線（個(gè)數(shù)據(jù)總線（DB，CB，EB）：CB，DB總線傳送從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出的操作數(shù)總線傳送從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出的操作數(shù)EB總線傳送寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)總線傳送寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)4個(gè)地址總線（個(gè)地址總線（ PAB，DAB，CAB，EAB ）：傳送執(zhí)行指令所需的地址傳送執(zhí)行指令所需的地址2.2 TMS320C54x的總線結(jié)構(gòu)的總線結(jié)構(gòu)l獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線允許同時(shí)讀取指令和操作數(shù)獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線允許同時(shí)讀取指令和操作數(shù)l獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線分別用于讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線分別用于讀數(shù)據(jù)和寫(xiě)數(shù)據(jù)l在單周期內(nèi)，允許在單周期內(nèi)，允許CPU利用利用PAB/PB取指取指,取立即數(shù)取立即

11、數(shù)1次次DAB/DB讀取第讀取第1個(gè)操作數(shù)個(gè)操作數(shù)CAB/CB讀取第讀取第2個(gè)操作數(shù)個(gè)操作數(shù)EAB/EB將操作數(shù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器將操作數(shù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器即即3次讀操作和次讀操作和1次寫(xiě)操作次寫(xiě)操作哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)各行其道各行其道CPU程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器PABPBDABDBCABCBEABEB哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu), ,多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)2.3 TMS320C54x的存儲(chǔ)器分配的存儲(chǔ)器分配l2.3.1 存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間l2.3.2 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器l2.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器l2.3.4 I/O2.3.1 存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間l存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)器由3個(gè)獨(dú)立的可選擇空間組成：個(gè)獨(dú)立的可選擇空間組成：程

12、序空間、數(shù)據(jù)空間和程序空間、數(shù)據(jù)空間和I/O空間空間l程序存儲(chǔ)器空間（程序存儲(chǔ)器空間（PS）存儲(chǔ)程序指令，立即數(shù)、程序中所需的常數(shù)表格存儲(chǔ)程序指令，立即數(shù)、程序中所需的常數(shù)表格l數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間（DS）存儲(chǔ)需要程序處理的數(shù)據(jù)或程序處理后的結(jié)果存儲(chǔ)需要程序處理的數(shù)據(jù)或程序處理后的結(jié)果lI/O空間（空間（IS）用于外設(shè)接口用于外設(shè)接口用于擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間用于擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間邏輯空間邏輯空間2.3.1 存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間片內(nèi)（物理）存儲(chǔ)器：片內(nèi)（物理）存儲(chǔ)器：lROMlRAM單訪問(wèn)單訪問(wèn)RAM（SARAM）：?jiǎn)蝹€(gè)機(jī)器周期內(nèi)只能讀一次或?qū)懸淮危簡(jiǎn)蝹€(gè)機(jī)器周期內(nèi)只能讀一次或?qū)懸淮?/p>

13、雙訪問(wèn)雙訪問(wèn)RAM（DARAM）：?jiǎn)蝹€(gè)機(jī)器周期內(nèi)讀兩次或讀一次寫(xiě)一次）：?jiǎn)蝹€(gè)機(jī)器周期內(nèi)讀兩次或讀一次寫(xiě)一次lROM，RAM可映象在程序存儲(chǔ)器空間或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間可映象在程序存儲(chǔ)器空間或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間TMS320VC5402 4K ROM,16K DARAMTMS320VC5402A16K ROM,16K DARAMDARAMDPRAMSARAM: Single Access RAMDARAM: Dual Access RAMDPRAM：Dual Port RAMDARAM 16KROM 16KTMS320VC5402A物理存儲(chǔ)器lMP/MC位：位：0，片內(nèi)，片內(nèi)ROM映象在程序存儲(chǔ)器空間映象在

14、程序存儲(chǔ)器空間1，片內(nèi)，片內(nèi)ROM不映象在程序存儲(chǔ)器空間不映象在程序存儲(chǔ)器空間lOVLY（OVerLaY）位：）位： 0，片內(nèi)，片內(nèi)RAM只映象在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間只映象在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間1，片內(nèi)，片內(nèi)RAM分別映象在程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分別映象在程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間lDROM（Data ROM）位：）位： 0，片內(nèi)，片內(nèi)ROM的使用取決的使用取決MP/MC位位1，片內(nèi)，片內(nèi)ROM的一部分映象在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的一部分映象在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間2.3.1 存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間微計(jì)算機(jī)模式引導(dǎo)微處理器模式MCUIPTR157MP/MC6OVLY5AVIS4DROM3CLKOFF2SMUL+

15、1SST+0處理器方式狀態(tài)寄存器（PMST）(片內(nèi)、片外片內(nèi)、片外)物理存儲(chǔ)器物理存儲(chǔ)器邏輯空間邏輯空間映射映射對(duì)比對(duì)比8051 EA引腳引腳TMS320VC5402存儲(chǔ)器分配圖存儲(chǔ)器分配圖4K ROM,16K DARAM4K16KROM外部存儲(chǔ)器MP/MC4KDROM1MP/MC3.75K/PSOVLY=1Page 064KPage1:低16K外部Page1:高48K外部1 0000H1 3FFFH1 4000H0 0000H0 FFFFH1 FFFFHPage2:低16K外部Page2:高48K外部2 0000H2 3FFFH2 4000H2 FFFFH.Page15:低16K外部Page

16、15:高48K外部F 0000HF 3FFFHF 4000HF FFFFHXPC=0XPC=1XPC=2XPC=15VC5402擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器圖擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器圖OVLY0，外部OVLY1，片內(nèi) RAMXPC：擴(kuò)展程序計(jì)數(shù)器寄存器（001EH）決定擴(kuò)展存儲(chǔ)器頁(yè)號(hào)6條可對(duì)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器空間尋址指令20根地址線，程序存儲(chǔ)空間為1M，分成16頁(yè)，每頁(yè)64K2.3.2 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器l復(fù)位時(shí)，復(fù)位時(shí)，MP/MC引腳上的邏輯電平被采樣并存儲(chǔ)到引腳上的邏輯電平被采樣并存儲(chǔ)到PMST的的MP/MC位位 lMP/MC0，微計(jì)算機(jī)模式，從片內(nèi)，微計(jì)算機(jī)模式，從片內(nèi)ROM 0FF80H開(kāi)始執(zhí)行開(kāi)始執(zhí)行1，微處

17、理器模式，外部存儲(chǔ)器，微處理器模式，外部存儲(chǔ)器0FF80H開(kāi)始執(zhí)行開(kāi)始執(zhí)行l(wèi)器件復(fù)位時(shí)，中斷向量表映象在地址器件復(fù)位時(shí)，中斷向量表映象在地址FF80H開(kāi)始的程序存儲(chǔ)器空間開(kāi)始的程序存儲(chǔ)器空間l復(fù)位后中斷向量表可以重新映象在程序存儲(chǔ)器空間任何復(fù)位后中斷向量表可以重新映象在程序存儲(chǔ)器空間任何128字頁(yè)的開(kāi)始。這字頁(yè)的開(kāi)始。這樣，可以把向量表移出引導(dǎo)樣，可以把向量表移出引導(dǎo)ROM，并重新配置其地址并重新配置其地址l高高2K ROM分布分布:0F800H0FBFFH:引導(dǎo)程序引導(dǎo)程序(BootLoader)0FF80H0FFFFH:中斷向量表。中斷向量表。0FF80H是復(fù)位向量是復(fù)位向量想想PC，BI

18、OS想想MCU修改IPTR中斷向量表128保留，128Sine，256A率，256u率，256引導(dǎo)程序，1ROM2KFF80FFFFF800FBFF復(fù)位向量BootLoaderBootLoaderMP/MC=0引導(dǎo)過(guò)程引導(dǎo)過(guò)程？MP/MC=1IPTR157MP/MC6OVLY5AVIS4DROM3CLKOFF2SMUL+1SST+0處理器方式狀態(tài)寄存器（PMST）TMS320VC5402APGE144 pin LQFP復(fù)位時(shí)采樣復(fù)位時(shí)采樣11111111100000000FF80H復(fù)位時(shí)復(fù)位時(shí)2.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器l64K字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映象寄存器字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間包

19、括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映象寄存器(MMR）0000H001FH：常用的：常用的CPU寄存器地址寄存器地址0020H005FH：片內(nèi)外設(shè)寄存器的地址：片內(nèi)外設(shè)寄存器的地址 IPTR157MP/MC6OVLY5AVIS4DROM3CLKOFF2SMUL+1SST+0處理器方式狀態(tài)寄存器（PMST）0復(fù)位時(shí)復(fù)位時(shí)存儲(chǔ)器映象寄存器（MMR）名稱(chēng)地址說(shuō)明IMR0中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器IFR1中斷標(biāo)志寄存器中斷標(biāo)志寄存器ST06狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器0STl7狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器1名稱(chēng)地址說(shuō)明AL8累加器累加器A低低16位位AH9累加器累加器A高高16位位AGAH累加器累加器A最高最高8位位BLBH累加器累加器

20、B低低16位位BHCH累加器累加器B高高16位位BGDH累加器累加器B最高最高8位位TREGEH暫存器TRNFH狀態(tài)轉(zhuǎn)移寄存器AR0710H17H輔助寄存器輔助寄存器 SP18H堆棧指針堆棧指針BK19H循環(huán)緩沖大小BRC1AH塊重復(fù)計(jì)數(shù)器 Block Repeat CounterRSA1BH塊重復(fù)起始地址寄存器Repeat Start AddressAB用于循環(huán)尋址RPTB名稱(chēng)名稱(chēng)地址地址說(shuō)明說(shuō)明REA1CH塊重復(fù)終止地址寄存器 Repeat End AddressPMST1DH處理器方式狀態(tài)寄存器處理器方式狀態(tài)寄存器XPC1EH擴(kuò)展程序計(jì)數(shù)器TIM24H定時(shí)器0寄存器PRD25H定時(shí)器0周

21、期寄存器TCR26H定時(shí)器0控制寄存器 SWWSR28H軟件等待狀態(tài)寄存器軟件等待狀態(tài)寄存器BSCR29H分區(qū)轉(zhuǎn)換控制寄存器分區(qū)轉(zhuǎn)換控制寄存器SWCR2BH軟件等待狀態(tài)控制寄存器HPIC2CH主機(jī)接口控制寄存器TIM130H定時(shí)器1寄存器PRD131H定時(shí)器1周期寄存器TCR132H定時(shí)器1控制寄存器GPIOCR3CH通用I/O控制寄存器，控制主機(jī)接口和TOUTlGPIOSR3DH通用I/O狀態(tài)寄存器，主機(jī)接口作通用I/O時(shí)有用2.3.4 I/Ol利用利用I/O空間可以擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器和外設(shè)空間可以擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器和外設(shè)l I/O存儲(chǔ)器空間為存儲(chǔ)器空間為64K字（字（0000FFFF）lPORTR

22、和和PORTW可以對(duì)可以對(duì)I/O存儲(chǔ)器空間操作存儲(chǔ)器空間操作l讀寫(xiě)時(shí)序與程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間有很大不同讀寫(xiě)時(shí)序與程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間有很大不同 片內(nèi)存儲(chǔ)器無(wú)等待狀態(tài)，速度快，空間小片內(nèi)存儲(chǔ)器無(wú)等待狀態(tài)，速度快，空間小片外存儲(chǔ)器空間大，速度慢片外存儲(chǔ)器空間大，速度慢2.4 中央處理單元（中央處理單元（CPU）l2.4.1 算術(shù)邏輯單元（算術(shù)邏輯單元（ALU）和累加器和累加器l2.4.2 桶形移位寄存器桶形移位寄存器l2.4.3 乘法器乘法器/加法器單元加法器單元l2.4.4 比較、選擇和存儲(chǔ)單元（比較、選擇和存儲(chǔ)單元（CSSU）l 2.4.5 指數(shù)編碼器指數(shù)編碼器l2.4.6

23、 CPU狀態(tài)和控制寄存器狀態(tài)和控制寄存器C54x系列器件系列器件 CPU相同相同同一顆同一顆“芯芯”2.4.1 算術(shù)邏輯單元（算術(shù)邏輯單元（ALU）和累加器和累加器l40位算術(shù)邏輯單元（位算術(shù)邏輯單元（ALU）l兩個(gè)兩個(gè)40位累加器（位累加器（A、B）l算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算l大多數(shù)都是單周期指令大多數(shù)都是單周期指令A(yù)LU功能框圖ARP1513TC12C11OVA10OVB9DP80BRAF15CPL14XF13HM12INTM11010OVM9SXM8C167FRCT6CMPT5ASM40ST0ST1累加器累加器A A和和B BAG3932AH3116AL150累加器ABG39

24、32BH3116BL150累加器B保護(hù)位高階位低階位保護(hù)位高階位低階位數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)的數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)的數(shù)據(jù)位余量，防止溢出余量，防止溢出A的的3216位可以作為位可以作為乘法器的一個(gè)輸入乘法器的一個(gè)輸入MMRMMR2.4.2 桶形移位寄存器桶形移位寄存器l031位左移（），位左移（），016位右移（）位右移（）立即數(shù)立即數(shù)ST1中的移位數(shù)域中的移位數(shù)域ASM指定作為移位寄存器的暫存器指定作為移位寄存器的暫存器Tl數(shù)字定標(biāo)、位提取、對(duì)累加器進(jìn)行歸一化處理數(shù)字定標(biāo)、位提取、對(duì)累加器進(jìn)行歸一化處理 桶形移位器的功能框圖桶形移位器的功能框圖最高有效字/最低有效字寫(xiě)選擇桶形移位寄存器暫存器，MMR（EH）

25、ST0ST12.4.3 乘法器乘法器/加法器單元加法器單元l1717位硬件乘法器位硬件乘法器l40位的專(zhuān)用加法器位的專(zhuān)用加法器l單周期內(nèi)完成一次乘法累加運(yùn)算單周期內(nèi)完成一次乘法累加運(yùn)算乘法器乘法器/加法器單元功能框圖加法器單元功能框圖零檢測(cè)器舍入器溢出/飽和A的3216位（17位）ST1ST1ST0l專(zhuān)門(mén)為專(zhuān)門(mén)為Viterbi算法設(shè)計(jì)的加法算法設(shè)計(jì)的加法/比較比較/選擇（選擇（ACS）操作操作,利用片內(nèi)硬利用片內(nèi)硬件加速件加速Viterbi運(yùn)算運(yùn)算l加法加法Viterbi算法兩次加法運(yùn)算由算法兩次加法運(yùn)算由ALU完成完成ST1中的中的C16位置位置1，ALU設(shè)為雙設(shè)為雙16位運(yùn)算位運(yùn)算一個(gè)機(jī)器

26、周期一個(gè)機(jī)器周期l比較、選擇比較、選擇CSSU通過(guò)通過(guò)CMPS指令完成比較、選擇操作指令完成比較、選擇操作CMPSB，*AR3；選擇較大的字存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；選擇較大的字存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中; if Z1Z0 0-TRN,TC else 1-TRN, TC2.4.4 比較、選擇和存儲(chǔ)單元（比較、選擇和存儲(chǔ)單元（CSSU）X1X0Y1Y0+Z1Z016位16位Z1Z0A or B無(wú)進(jìn)位雙字（雙16位） /雙精度比較、選擇和存儲(chǔ)單元（比較、選擇和存儲(chǔ)單元（CSSU）功能框圖功能框圖ST0的TC位狀態(tài)轉(zhuǎn)移寄存器MMR,000FHViterbi算法示意圖算法示意圖2.4.5 指數(shù)編碼器指數(shù)編碼器l支持單周期指

27、令支持單周期指令EXP的專(zhuān)用硬件的專(zhuān)用硬件lEXP指令（指令（Mnemonic Instruction Set，P4-52）將累加器中的指數(shù)值以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式（將累加器中的指數(shù)值以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式（-831）存儲(chǔ)在）存儲(chǔ)在T寄寄存器中存器中指數(shù)值定義為累加器前面的冗余位數(shù)減指數(shù)值定義為累加器前面的冗余位數(shù)減8的差值，即累加器中為的差值，即累加器中為消除非有效符號(hào)位所需移動(dòng)的位數(shù)消除非有效符號(hào)位所需移動(dòng)的位數(shù)當(dāng)累加器中的值超過(guò)當(dāng)累加器中的值超過(guò)32位時(shí)，指數(shù)為負(fù)值位時(shí)，指數(shù)為負(fù)值EXPEXP2.4.6 CPU狀態(tài)和控制寄存器狀態(tài)和控制寄存器l三個(gè)狀態(tài)和控制寄存器三個(gè)狀態(tài)和控制寄存器狀態(tài)寄存器狀

28、態(tài)寄存器ST0狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器ST1處理器方式狀態(tài)寄存器處理器方式狀態(tài)寄存器PMSTlST0和和ST1包括各種工作條件和工作方式的狀態(tài)包括各種工作條件和工作方式的狀態(tài)lPMST包括存儲(chǔ)器配置狀態(tài)和控制信息包括存儲(chǔ)器配置狀態(tài)和控制信息IPTR157MP/MC6OVLY5AVIS4DROM3CLKOFF2SMUL+1SST+0處理器方式狀態(tài)寄存器處理器方式狀態(tài)寄存器PMST的位結(jié)構(gòu)的位結(jié)構(gòu)狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器ST1的位結(jié)構(gòu)的位結(jié)構(gòu)BRAF15CPL14XF13HM12INTM11010OVM9SXM8C167FRCT6CMPT5ASM40ARP1513TC12C11OVA10OVB9DP80狀

29、態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器ST0位結(jié)構(gòu)位結(jié)構(gòu)狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器ST0CARP：Auxiliary Register PointerTC: Test ControlOVA: OVerflow AOVB: OVerflow BDP: Data page PointerDP: Data Memory 128word/page*512page=64kword直接尋址直接尋址CMPT0（標(biāo)準(zhǔn)方式），（標(biāo)準(zhǔn)方式），ARP=0CMPT1（兼容方式），（兼容方式），ARPx狀態(tài)寄存器ST1(1)RPTB指令狀態(tài)寄存器ST1(2)BRAF：Block Repeat Active FlagCPL:ComPiLeOVM:

30、OVerflow ModeSXM:Sign eXtend ModeFRCT:FRaCTionalCMPT:CoMPaTibilityASM:Accumulator Shift Mode狀態(tài)寄存器PMSTIPTR：Interrupt PointerMP/MC:MicroProcessor/MicroComputerIPTR: Program Memory 128word/page*512page=64kword2.5 TMS320C54x片內(nèi)外設(shè)簡(jiǎn)介片內(nèi)外設(shè)簡(jiǎn)介l通用通用I/O引腳：引腳：I/O空間，空間，BIO，XFl定時(shí)器定時(shí)器l時(shí)鐘發(fā)生器時(shí)鐘發(fā)生器l主機(jī)接口（主機(jī)接口（HPI）l串行口串行

31、口l軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器l可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯跳轉(zhuǎn)控制，輸入引腳BC 2000H，BIO外部標(biāo)志，輸出引腳SSBX XFRSBX XFTMS320VC5402On-Chip Peripherals2.6 硬件復(fù)位操作硬件復(fù)位操作l復(fù)位引腳復(fù)位引腳RS，5個(gè)時(shí)鐘低電平個(gè)時(shí)鐘低電平l復(fù)位期間，處理器進(jìn)行以下操作：復(fù)位期間，處理器進(jìn)行以下操作：lPMST中的中斷向量指針中的中斷向量指針I(yè)PTR設(shè)置成設(shè)置成1FFHlPMST中的中的MP/MC位設(shè)置成與位設(shè)置成與MP/MC引腳狀態(tài)相同的值引腳狀態(tài)相同的值lPC設(shè)置為設(shè)置為FF80Hl擴(kuò)展程序計(jì)數(shù)器擴(kuò)展程序計(jì)數(shù)

32、器XPC清清0l 無(wú)論無(wú)論MP/MC狀態(tài)如何，將狀態(tài)如何，將FF80H加到地址總線加到地址總線l l l數(shù)據(jù)線變?yōu)楦咦钁B(tài)，控制線處于無(wú)效狀態(tài)數(shù)據(jù)線變?yōu)楦咦钁B(tài)，控制線處于無(wú)效狀態(tài)數(shù)據(jù)線變?yōu)楦咦钁B(tài)，控制線處于無(wú)效狀態(tài)數(shù)據(jù)線變?yōu)楦咦钁B(tài)，控制線處于無(wú)效狀態(tài)數(shù)據(jù)線變?yōu)楦咦钁B(tài)，控制線處于無(wú)效狀態(tài)數(shù)據(jù)線變?yōu)楦咦钁B(tài)，控制線處于無(wú)效狀態(tài)l l l產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生IACKIACKIACK信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)lST1中的中斷方式位中的中斷方式位INTM置置1，關(guān)閉所有可屏蔽中斷，關(guān)閉所有可屏蔽中斷l(xiāng)中斷標(biāo)志寄存器中斷標(biāo)志寄存器IFR清清0l l l產(chǎn)生同步復(fù)位信號(hào)（產(chǎn)生同步復(fù)位信號(hào)（產(chǎn)生同步復(fù)位信號(hào)（產(chǎn)生同步復(fù)位信號(hào)（產(chǎn)生同步復(fù)位信號(hào)（產(chǎn)生同步復(fù)位信號(hào)（SRESETSRESETSRESET），初始化外圍電路），初始化外圍電路），初始化外圍電路），初始化外圍電路），初始化外圍電路），初始化外圍電