DSP系統(tǒng)與芯片的結(jié)構(gòu)特點

第1章：DSP技術(shù)概要數(shù)字信號處理器DSP（DigitalSignalProcessors）是一種用于數(shù)字信號處理的可編程微處理器。它的誕生與快速發(fā)展，使各種數(shù)字信號處理算法得以實時實現(xiàn)，為數(shù)字信號處理的研究和應(yīng)用打開了新局面，提供了低成本的實際工作環(huán)境和應(yīng)用平臺，推動了新的理論和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。第一頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要

目錄

1.1DSP系統(tǒng)和芯片的結(jié)構(gòu)特點 1.2DSP的發(fā)展概況及趨勢 1.3DSP芯片的分類、性能及其應(yīng)用第二頁，共六十頁。1.1DSP系統(tǒng)和芯片的結(jié)構(gòu)特點1.1.1DSP系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

數(shù)字信號處理DSP（DigitalSignalProcessing）：是研究如何對信號采樣、變換、濾波、估計、增強(qiáng)、混合、比較、壓縮及識別等處理算法的一門學(xué)科。第1章：DSP技術(shù)概要第三頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要實時處理（Real-Time）：數(shù)字信號處理與信號的輸入和輸出保持同步非實時處理（NonReal-Time）：先對信號進(jìn)行采樣并存儲，然后再對其進(jìn)行處理第四頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要☆

DSP系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示

第五頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要在通用計算機(jī)上用軟件實現(xiàn)用單片機(jī)實現(xiàn)用可編程DSP實現(xiàn)用專用DSP實現(xiàn)用可編程陣列FPGA等實現(xiàn)DSP+單片機(jī)+FLASH+CPLDDSP+FPGADSP+ARM+操作系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)總線的DSP系統(tǒng)☆

數(shù)字信號處理的實現(xiàn)第六頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.1.2DSP芯片的結(jié)構(gòu)特點

☆經(jīng)典的DSP算法舉例求兩序列信號h(n)、x(n)的卷積：求兩序列信號y(n)、x(n)的相關(guān)函數(shù)：數(shù)字濾波器的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：對信號進(jìn)行快速傅立葉變換FFT：☆數(shù)字信號處理的突出特點：ΣAi×Xi、高速實時第七頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要☆DSP特別適合于數(shù)字信號處理的結(jié)構(gòu)１.采用改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu) 計算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)分為： 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)

第八頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要馮·諾依曼結(jié)構(gòu)特點：程序和數(shù)據(jù)共用同一套總線，對程序和數(shù)據(jù)需要分時讀寫，執(zhí)行速度慢，數(shù)據(jù)吞吐量低，計算機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，不適于進(jìn)行高速度的數(shù)字信號處理第九頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要多數(shù)微處理器和單片機(jī)采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，如圖所示

第十頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要哈佛結(jié)構(gòu)特點：程序、數(shù)據(jù)具有獨(dú)立的存儲空間，有獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可同時對程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址和讀寫訪問，執(zhí)行速度高，數(shù)據(jù)吞吐量大，計算機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非常適于進(jìn)行高速的數(shù)字信號處理。

(a)哈佛結(jié)構(gòu)(b)改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)

第十一頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要(a)哈佛結(jié)構(gòu)(b)改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)第十二頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要DSP采用的是改進(jìn)型哈佛總線結(jié)構(gòu)，如上圖(b)所示

改進(jìn)之處主要體現(xiàn)在下列3點：1）片內(nèi)RAM可映像至數(shù)據(jù)空間，也可映像至程序空間2）片內(nèi)ROM可映像至程序空間，也可映像至數(shù)據(jù)空間3）具有根裝載(Bootloader)功能第十三頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要

ROM/

FlashSARAMB0

DARAMB1,B2

DARAMMemory-

Mapped

Registers外部地址總線外部數(shù)據(jù)總線 ControlBusPABDRABDWABPRDBDRDBDWEBExternal

SignalsCPUOn-Chip

Peripherals/

RegistersTMS320C2000系列DSP的總線結(jié)構(gòu)圖

第十四頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要2.流水線操作☆指令的執(zhí)行通常分為以下4個階段：取指Fetch譯碼Decode取操作數(shù)Operand執(zhí)行Execute第十五頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要

取指.譯碼.取操作數(shù).執(zhí)行指令n-2取指.譯碼.取操作數(shù).執(zhí)行指令n-1取指.譯碼.取操作數(shù).執(zhí)行指令n☆采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的微處理器指令流如下圖CPU是在完成一條指令的全部4個操作階段后再去執(zhí)行另一條指令的，從時間上看是一種串行執(zhí)行的過程，因此需要花費(fèi)較多的CPU時鐘周期。

第十六頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要☆DSP采用多級流水線結(jié)構(gòu)

所謂流水線操作就是將一條指令的不同階段分配在連續(xù)的幾個周期上，通過不同的硬件去完成指令的不同執(zhí)行階段(稱為級)。

第十七頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要一個4級流水線的示意圖如圖1-6所示。雖然就一條指令而言，似乎要用4個時鐘周期才能完成全部操作，但從多條指令的角度看，則可認(rèn)為每條指令的運(yùn)行時間是單周期。這樣，就使指令的運(yùn)行速度得到了很大提高。

第十八頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要

TMS320C6000系列定點DSP采用的多級流水線如圖所示

第十九頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要3.片內(nèi)集成有硬件乘法器和乘加單元

DSP內(nèi)集成了硬件乘法器，可在單周期內(nèi)完成16×16位、32×32位等的乘法運(yùn)算。DSP內(nèi)集成了乘加單元，從硬件結(jié)構(gòu)上為高速完成卷積、相關(guān)、FFT及數(shù)字濾波等信號處理算法提供了基礎(chǔ)。

第二十頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要D(15-0)

CAN

SPI

SCIA/DConverter10-Bits,16Channels

WDTimer2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2StatusRegisters32-BitAccumulatorShiftL(0-7)8AuxiliaryRegisters8LevelHardwareStack32-BitALUShiftL(0,1,4,-6)32-BitPRegister16-BitTRegister16x16Multiply16-BitBarrelShifter(L)RepeatCountProgram/Data/I/OBusesProgramFLASH32KwordsC2xxDSPCoreDataRAM2.5KwordsPeripheralBusBootROM256wordsA(15-0)LF2407ShownC2000系列DSPLF240x內(nèi)部結(jié)構(gòu)第二十一頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要TMS320C6000系列片內(nèi)有2個硬件乘法器，支持在單周期內(nèi)完成下列乘法運(yùn)算。16位×16位16位×32位雙16位×16位4個8位×8位C64xCPUDataPath2DataPath1RegisterFileAD2S2L2A31-A16InstructionDecodeInstructionDispatchInstructionFetchControlRegistersInterruptControlS1L1TMS320C64x-CPUA15-A0+++++++++++++++M1xD1++RegisterFileBB31-B16B15-B0++M2AdvancedInstructionPacking+xxxxxxxxxxxAdvancedEmulation第二十二頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要4.功能強(qiáng)大的CPU結(jié)構(gòu)DSP的CPU一般包括：算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器、硬件乘法器、乘加單元、加法器、桶型移位器、程序地址產(chǎn)生和數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生等部分。例如：TMS320C6000采用雙數(shù)據(jù)通道和8個功能單元的結(jié)構(gòu)。具有超長指令字(VLIW)操作能力。

TMS320C64xCPU內(nèi)核第二十三頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要5.硬件循環(huán)重復(fù)機(jī)制許多DSP芯片具有指令重復(fù)循環(huán)的專用硬件及重復(fù)操作指令，能夠自動重復(fù)執(zhí)行單條或一段指令。TMS320C5000中有重復(fù)計數(shù)器RPTC。當(dāng)執(zhí)行一條重復(fù)指令RPT#N時，會將重復(fù)值N送入RPTC，則緊接RPT后面的那條指令將被重復(fù)執(zhí)行N+1次。每重復(fù)執(zhí)行一次，RPTC的內(nèi)容自動減1，直至減至零為止。這樣可通過硬件自動完成循環(huán)操作過程。第二十四頁，共六十頁。假設(shè)：塊ai存放于程序存儲器塊中（起始地址2000h）塊bi存放于數(shù)據(jù)存儲器中（起始地址1000h）塊長N=100MAR*，AR1；指定當(dāng)前輔助寄存器AR為AR1LARAR1，#1000h；1000h→AR1LACC#0；ACC清0RPT#99；后面一條指令重復(fù)執(zhí)行100次MAC2000H，*+,0≤k≤N–1本例若假設(shè)代碼、程存塊和數(shù)存塊操作數(shù)均在片內(nèi)存儲器中，則執(zhí)行本段程序的周期最短為：1+2+1+1+99+2=106在重復(fù)執(zhí)行100次MAC2000HAR1指令時，由于有了硬件重復(fù)機(jī)制的支持，取指僅使用了2Pcode，大大縮短了執(zhí)行時間。若取CPUCLK=50ns，則本段程序的全速運(yùn)行時間為5.3μs

MAC算法舉例第二十五頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要6.復(fù)合操作指令所謂復(fù)合操作是指在一條單字單周期指令中可分別完成多個操作任務(wù)。以MPYA（乘且累加前次乘積）指令為例。

MPYA*+，AR3；設(shè)AR為AR1，執(zhí)行后會發(fā)生下列事件：

（PC）+1→PC （ACC）+移位后的（PREG）→ACC （TREG）×（數(shù)據(jù)存儲器）→PREG （AR1）+1→AR1 令A(yù)R3為AR ARP=011B，ARB=001B第二十六頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要7.嵌入式功能DSP片內(nèi)集成有大量片內(nèi)外設(shè)，不用外擴(kuò)很多器件，既可組成獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)。DSP芯片具有強(qiáng)大的擴(kuò)展接口能力，可有效連接一系列外擴(kuò)器件。DSP=數(shù)字信號處理能力+嵌入式功能通用DSP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DSP內(nèi)核測試和開發(fā)接口(JTAG)主機(jī)接口系統(tǒng)時鐘Bootloader電源控制程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器通信端口模擬I/O編解碼器ADC第二十七頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要XD(15-0)CAN2.0BSPI2SCIA/DConverter12-Bits,16ChannelsWDTimer2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2StatusRegisters32-BitAccumulator332-BitTimers8AuxiliaryRegistersStackPoint（SP）32-BitALUShiftL(0,1,4,-6)32-BitPRegister32-BitTRegister32x32Multiply32-BitBarrelShifter(L)RepeatCountProgram/Data/I/OBusesProgramFLASH128Kwords150-MIPSC28x32位DSPCoreDataRAM18KwordsPeripheralBusBootROM4KwordsXA(18-0)

C2000系列DSPF28x內(nèi)部結(jié)構(gòu)McBSP第二十八頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要

時鐘：CPU時鐘EMIF時鐘外設(shè)時鐘VcoreVI/O電源：電源供電電源監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視手動復(fù)位看門狗電路存儲器：異步存儲接口

SRAM、Flash、NvRAM……同步存儲器

同步靜態(tài)RAM：SBSRAM、ZBTSRAM同步動態(tài)RAM：SDRAM同步FIFO模擬I/O：通用A/D、D/A音頻Codec視頻Decoder、Encoder……數(shù)字I/O：開入／開出串行通信接口UART（RS232、RS422/RS485）CAN總線USB……多處理器接口：雙口RAM（DPRAM）HPI接口PCI接口總線擴(kuò)展存儲總線外設(shè)總線系統(tǒng)總線：復(fù)位、時鐘、中斷……DSP外部接口CLKCPUCLKEMIFCLKI/O數(shù)據(jù)地址控制片上外設(shè)RESETDSP應(yīng)用系統(tǒng)功能框圖DSP第二十九頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.2DSP的發(fā)展概況和趨勢 1.2.1DSP的發(fā)展概況1978年，AMI公司宣布第一個DSPS2811問世1980年，日本NEC公司推出的D7720是第一片具有硬件乘法器的商用DSP

1982年，美國TI公司推出首枚低成本高性能的DSP-TMS32010芯片90年代以來，數(shù)字信號處理器技術(shù)獲得了驚人的發(fā)展進(jìn)入21世紀(jì)，ADI公司推出主頻600MHz的TS201浮點DSP，TI公司推出主頻1GHz的TMS320C6416定點DSP近年來，DSP在國內(nèi)外應(yīng)用市場上取得了長足進(jìn)展，特別是在無線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)以及由此而拓展的流媒體應(yīng)用領(lǐng)域都取得了重大突破。

第三十頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要☆目前全球DSP市場中的主要廠商TI公司位居榜首，在全球DSP市場的占有率為44%左右Motorola公司的占有率為13.2%左右ADI公司的占有率為10.2%左右其他一部分由Hitachi、NEC、Zilog和STMicroelectoncs等公司占據(jù)

第三十一頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要☆目前TI公司和ADI公司的主流DSP的一些特性如表第三十二頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.2.2DSP的發(fā)展趨勢

1.單片DSP的發(fā)展

將圍繞性能、價格和功耗這三大要素進(jìn)行進(jìn)一步的改善2.DSP與其它可編程處理器技術(shù)相結(jié)合 將FPGA與DSP技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)寬帶信號處理，大大提高信號處理速度

3.DSP與SoC技術(shù)相結(jié)合 利用DSP核嵌入技術(shù)將一個系統(tǒng)集成在一塊芯片上，提高設(shè)計速度，降低開發(fā)成本，可直接使用DSP系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)來開發(fā)內(nèi)部嵌有DSP內(nèi)核的SoC

第三十三頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.1.3

DSP芯片的分類、性能及其應(yīng)用1.3.1DSP芯片的分類

1.按照數(shù)據(jù)格式分類： 定點DSP芯片 浮點DSP芯片 2.按照芯片的用途分類 通用型DSP 專用型DSP 3.按照芯片結(jié)構(gòu)分類： 靜態(tài)DSP 為某種應(yīng)用目的而專門設(shè)計的ASIC系統(tǒng) 硬連線邏輯電路

第三十四頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.3.2DSP芯片的性能

1.MIPS:百萬條指令/每秒

如TMS320C6416在時鐘為1GHz時的峰值性能可達(dá)8000MIPS2.MOPS：百萬次操作/每秒

如TMS320C6201在時鐘為200MHz時的峰值性能可達(dá)2400MOPS3.MFLOPS：百萬次浮點操作/每秒

如ADSP-TS201S的峰值性能可達(dá)14.4GFLOPS

第三十五頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.3.2DSP芯片的性能4.MBPS：百萬位/每秒

如TMS320C6000的總線時鐘為200MHz時，其總線數(shù)據(jù)吞吐率為800M字節(jié)/秒5.MAC執(zhí)行時間：完成一次乘-累加運(yùn)算所需時間

大部分DSP可在單周期內(nèi)完成一次MAC6.FFT執(zhí)行時間完成一個N點FFT運(yùn)算所需時間第三十六頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要1.3.3DSP芯片的應(yīng)用

第三十七頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要TMS320C5000?低功耗

手機(jī)電信數(shù)碼相機(jī)便攜式媒體播放器最佳測控

電機(jī)控制家用電器變頻電源控制工業(yè)自動化TMS320C2000?高性能無線基站視頻流、視頻會議視頻安防/監(jiān)控制醫(yī)療成像TMS320C6000?☆TI公司主推的三大DSP平臺第三十八頁，共六十頁。OpticalNetworkingControloflaserdiodeTVscreenDeflectionofelectronbeamforsmallangleandsharpcornerTVscreenAutomotive-EPSBatteryoperatedprecisionforsteeringPrinterPrintheadcontrolPaperpathmotorcontrolDigitalPowerSupplyProvidescontrol,sensing,PFC,andotherfunctions“Segway”ManynewcoolApplicationtocomeTirePressureLowcostpressuresensingbasedontirerotationspeedmeasurementC2000系列DSP應(yīng)用領(lǐng)域第1章：DSP技術(shù)概要第三十九頁，共六十頁。☆

C2000系列DSP子系列C2xx子系列：16位定點DSP、20MIPS代表器件：TMS320F206PZC24x子系列：16位定點DSP、20MIPS代表器件：TMS320F240LF240x子系列：16位定點DSP、40MIPS代表器件：TMS320LF2407F28x子系列：32位定點DSP、150MIPS代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810第1章：DSP技術(shù)概要第四十頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要UpTo40MIPSControlPerformanceHigh-PrecisionControlC242F241LC2404ALF2401ALC2402AMulti-Function,Appliance&ConsumerControlF240F243LC2406ALF2402ALF2403ALF2406ALF2407AF2810128-LQFPF2812176-LQFPF2812179-u*BGA150MIPS!SoftwareCompatibleHigh-endDerivativesApplicationspecificversionsScaledDownversionsRoadmap第四十一頁，共六十頁。TMS320LF240x內(nèi)部結(jié)構(gòu)D(15-0)

CAN

SPI

SCIA/DConverter10-Bits,16Channels

WDTimer2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2StatusRegisters32-BitAccumulatorShiftL(0-7)8AuxiliaryRegisters8LevelHardwareStack32-BitALUShiftL(0,1,4,-6)32-BitPRegister16-BitTRegister16x16Multiply16-BitBarrelShifter(L)RepeatCountProgram/Data/I/OBusesProgramFLASH32KwordsC2xxDSPCoreDataRAM2.5KwordsPeripheralBusBootROM256wordsA(15-0)LF2407Shown第1章：DSP技術(shù)概要第四十二頁，共六十頁。XD(15-0)

CAN2.0B

SPI2SCIA/DConverter12-Bits,16Channels

WDTimer2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2Timers

5Compares8PWMOutputsDeadBandLogic3InputCaptures2QEPchannelsEventManager2StatusRegisters32-BitAccumulator332-BitTimers8AuxiliaryRegistersStackPoint（SP）32-BitALUShiftL(0,1,4,-6)32-BitPRegister32-BitTRegister32x32Multiply32-BitBarrelShifter(L)RepeatCountProgram/Data/I/OBusesProgramFLASH128Kwords150-MIPSC28x32位DSPCoreDataRAM18KwordsPeripheralBusBootROM4KwordsXA(18-0)LF2407Shown第1章：DSP技術(shù)概要

McBSPTMS320F28x內(nèi)部結(jié)構(gòu)第四十三頁，共六十頁。TIDSP占手機(jī)市場的60%

TIDSP被前10位因特網(wǎng)消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商中的8個所選中TIDSP被前8位數(shù)碼相機(jī)制造商中的7個所選中TIDSP占IP電話設(shè)計的80%TIDSP占VOIP網(wǎng)關(guān)市場的80%TIDSP被前10位無線基站制造商中的8個所采用TMS320C5000C5000系列DSP的應(yīng)用第1章：DSP技術(shù)概要第四十四頁，共六十頁?！?/p>

C5000系列DSP子系列C54x子系列：16位定點DSP、100～160MIPS代表器件：TMS320VC5402、VC5409、VC5416C55x子系列：16位定點DSP、400MIPS代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54x＋ARM7子系列：代表器件：TMS320VC5470、VC5471、DSC21C55x＋ARM9子系列： 即OMAP平臺：OpenMultimediaApplicationsPlatform代表器件：OMAP5910第1章：DSP技術(shù)概要第四十五頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要Application

EnhancedC5502400MIPSC5509288-400

MIPSC5510320-400

MIPSC55xTMDSPDSP+RISCPowerEfficiency/SystemDensityC5000系列DSPC5470C54xTM+ARM7C5471C54xTM+ARM7OMAPTM

OMAP5910MulticoreC5420

200MIPSC5421

200MIPSC5441532MIPSC55xTMMulticoreSoftwareCompatibleC5407120MIPSC540150MIPSC5402100-160MIPSC540980-160

MIPSC5410100-160MIPSC5416120-160MIPSOver500MillionShippedC54xTMDSPWorld’sMostPopularDSP$5BillioninDesign-insC55xTMDSPBestDSP

MicroprocessorReportDSPProductoftheYear

InternetTelephonyEDN2000DSPC5404120

MIPSRoadmap第四十六頁，共六十頁。HighPerformance160-MIPS performance16KwordsSRAM3McBSPs6-channelDMA8/16-bitHPI1.2-Vand1.8-VcoreoptionsLowPower<72mWactivepower(100MIPS)SmallSize144-pinLQFPUltra-small144microStar?BGA(12mmx12mm)D(15-0)A(22-0)26MuxedGPI/OProgram/DataBuses8/16-bitHostPort

Interface(HPI)Program/DataRAM16KWordsCh0Ch1Ch2Ch3Ch4Ch5DMATimerProgram/DataROM16KWordsPeripheralBusRND,SAT17x17MPY40-BitAdderMACShifter40-BitBarrel

(-16,31)EXPEncoder40-BitALUCMPSOperator

(VITERBI)ALUAccumulators40-BitACCA40-BitACCB8AuxiliaryRegisters2AddressingUnitsAddressingUnitMultichannelBuffered

SerialPort(McBSPMultichannelBuffered

SerialPort(McBSP)JTAGTest/

Emulation

ControlMultichannelBuffered

SerialPort(McBSP)PLLClock

GeneratorS/WWaitstate

GeneratorPowerManagementTMS320C54x內(nèi)部結(jié)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)概要第四十七頁，共六十頁。C54xC55xHigherperformanceCPU2-40bitaccumulators1-40-bitALU1-40bitbarrelshifterL31,R161-17x17-bitMACunprotectedpipeline1-16bitprogrambus3-16bitdatabuses4-16bitaddressbusesseparateprogram,datamemory4-40bitaccumulators1-40-bitALU-dualmode+116-bitALU1-40bitbarrelshifterL32,R312-17x17-bitMACsprotectedpipeline1-32bitprogrambus5-16bitdatabuses6-24bitaddressbusesunifiedmemoryspaceExtendedhardwareresources16bitinstructionsdefinedparallelinstructionsSupersetof54xMnemonic8,16,24,32,40,48bitinstructionsdefinedparallelinstructionsuserdefinedparallelinstructionsC54xMnemonicC55xMnemonicC54x與C55x內(nèi)含的差別第1章：DSP技術(shù)概要第四十八頁，共六十頁。VC5510DeviceSpecificInformation3Multi-channelBuffered

SerialPorts128ChannelsEach240Ball,15x15u*BGAPackageSix-channelDMA24KByteCacheI-CacheConnectPeripheralsdirectlytotheDSP8GPI/OLinesEasierDebugAdvancedEmulationSupportsCheaper

&FasterMemoriesExternalMemoryInterface(EMIF)EnhancedHPI16-bit160KWSRAM16KWROMOn-ChipMemoryPeripheralsClock

Generator2Timers6channelDMA3McBSPsEnhancedHPICOREC55xTMCPUDataRead(3-16bit)DataWrite(2-16bit)I-CacheAdvancedPowerManagementInstructBufferUnitIdle

Domain

RegisterProgram32bitsDualMacAccumulatorsALUBarrel

Shifter40-bit

CMPSOperator(Viterbi)

EXPEncoder40-bit

(-32,31)17x17MPY

40-bitADDR

RND,SAT17x17MPY

40-bitADDR

RND,SAT40-bit

AccC40-bit

AccB40-bit

AccA40-bit

AccB40-bit

AccD8Aux.

Reg3Addr.

Units4Data

Reg16-bit

ALUAdvancedEmulation32bit-EMIFPeripheralsBusTMS320C55xTM16KWROM160KWSRAMTMS320C5510內(nèi)部結(jié)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)概要第四十九頁，共六十頁。128Kon-chipmemory:32KWDARAM,96KwSARAM32KWROM64-bituniquedeviceID,secureROM,JTAGw/disconnectoptionforsecurity16-bitEMIF16-bitHPImuxedw/addressbusUSB1.1port3McBSPsI2Cmulti-masterandslaveinterface10-bit500usADCforkeypad,buttonandbatterymonitoringfunctionsReal-TimeClockw/32KHzcrystalinput,separatepower3timers:2generalpurpose,1watchdog36/35GPIO,8/7Dedicated(u*BGA/LQFP)16bit-EMIFC55xTM

DSPCOREAdvanced

Power

Mgmt

Instruction

BufferUnit

Idle

Domain

RegisterBarrelShifter40-bit

ALUAdvancedEmulationDual

MacAccumulators16-bit

ALUReg.Addr

UnitsPeripheralsRTC6channelDMA3McBSPsI2C

InterfaceMMC/SDMemStickWatchdog10-bitADCDPLLX4PLLUSBEHPIPeripheralsBusPeripheralsBus2Timers8GPIOMultiMediaCard/SecureDigital(MMC/SD)SerialPortsMemoryStick(MS)SerialPortsProgram32bitsProgram32bits32KWROM96KWSARAM32KWDARAMDataRead(3-16bit)DataWrite(2-16bit)144-pinLQFP,179-pinu*BGATMS320C5509內(nèi)部結(jié)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)概要第五十頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要OMAP?ProcessorCoreARM925Subsystem175MHz16KBi-cache8KBd-cache55xDSPSubsystem200MHz12KW2x1-cache48KWSARAM32KWDARAM16KWROMVideoAcceleratorsDMATrafficController/MemoryI/F100MHzLCDCtrlTimer(3)WDTIntCtrlRTCI2CHostuWire/UARTMcBSPKeyboardTimer(x3)WDTIntCtrlMcBSP(x2)MCSI(x2)GPIOUART1UART/PWMsMailboxUARTUSBHost/ClientCameraI/FSD/MMCFrameBuffer(1.5Mb)FlashSRAMSDRAMPeripheralsOMAP?處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)第五十一頁，共六十頁。24KBCache160KBSRAM32KBROMHardwareAcceleratorsforvideoalgorithms24KBCacheDataandInstructionMMUs32-bitand16-bitinstructionsets192KBsharedSRAMTwo16-bitmemoryinterfacesforSDRAMandFlashNine-channelsystemDMAcontrollerLCDControllerUSB1.1.HostandClientMMC/SDCardinterfaceEightserialportsplusthreeUARTsEightTimersRealTimeClockKeyboardinterface18GPIOpinsTMS320C55xTM

DSPARM925MPUPeripheralsandon-chipResourcesFlash16OMAP5910CoreUSBHost/ClientMcBSPI2CμWire/HDQGPIO(13)Camera,KeyboardSD/MMCRTC,TimerPWT,PWL,LPGTrafficCtrl

75MHz3TimersInterruptHandlerPackaging:12mmx12mmPrice:$32.00@10Kquantities3232IMIFWatchdogTimer3232323232164Mailboxes2McBSP2MCSI3TimersWatchdogTimerInterruptHandler3UART18GPIOEMIFFEMIFSFlash16System

DMALCD

CtrlSRAM

1.5MbTMS320C55xTMCore

150MHzDSPTIEnhancedARM925Core

150MHzARMOMAP5910內(nèi)部結(jié)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)概要第五十二頁，共六十頁。DSLmodemsModems池基站收發(fā)器無線局域網(wǎng)

區(qū)域用戶交換機(jī)語音識別多媒體網(wǎng)關(guān)專業(yè)音頻設(shè)備網(wǎng)絡(luò)照相機(jī)機(jī)器視角安全認(rèn)證工業(yè)掃描儀高速打印機(jī)高級加密器BroadbandCommunicationsWireless3GBaseStationsMedicalImagingC6000系列DSP的應(yīng)用第1章：DSP技術(shù)概要第五十三頁，共六十頁?！?/p>

C6000系列DSP子系列C62x子系列：32位定點DSP、1200～2400MIPS

代表器件：TMS320C6205代表器件：TMS320C6211C67x子系列：32位浮點DSP、1200～1800MIPS，900～1350MFLOPS代表器件：TMS320C6701

代表器件：TMS320C6711、C6712、C6713C64x子系列：32位定點DSP，4000～5760MIPS代表器件：TMS320C6414、C6415、C6416數(shù)字媒體器件：TMS320DM640、DM641、DM642第1章：DSP技術(shù)概要第五十四頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要FixedPointSoftwareCompatiblePerformanceFloatingPoint

C67HPMulti-CoreC6000系列DSPC64x+RISCC67LCC64LCC6416C6415C6414C6411DM64xTMC6712CC6711CC6713C6203C6701C6711C6201C6204C6211C6712C6205C6202C64xTMDSPBestDSPof2001InStat/MicroDesignResources2001InnovationoftheYearEDNMagazine第五十五頁，共六十頁。第1章：DSP技術(shù)概要McBSP1OR225MHzC67xDSP內(nèi)核225MHz/1800MIPS/1350

MFLOPS32/64-bit處理TMS320C6713Floating-PointDSP16-通道EDMA32-bitEMIF272引腳BGA封裝16-bitHPI2個IIC總線C67xTMDSP

CoreLevel1ProgramCache

4KBytesORMcBSP02Timers完全的存儲器分層體系結(jié)構(gòu)4K字節(jié)1級程序Cache和4K字節(jié)1級數(shù)據(jù)Cache，256K字節(jié)2級存儲器Level2Cache/Memory256KBytesSRAMLevel1DataCache

4KBytesMcASP02個多通道音頻串口