《DSP系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用》第二章

1、DSP系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用胡景春1第二章 DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)和特征22.1 DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)（1）哈佛結(jié)構(gòu)；程序和數(shù)據(jù)存儲器在兩個分開的空間中，因此取指和執(zhí)行能完全重疊運行 （2）流水線操作；TMS320系列處理器的流水線深度從26級不等。三級流水線操作的例子：3（3）專用的硬件乘法器乘法是DSP的重要組成部分。對每個濾波器抽頭，必須做一次乘法和一次加法。乘法速度越快，DSP處理器的性能就越高。 DSP芯片的特征就是有一個專用的硬件乘法器。 （4）特殊的DSP指令（5）快速的指令周期哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、專用的硬件乘法器、特殊的DSP指令再加上集成電路的優(yōu)化設(shè)計，可使DSP芯片的指令周期在20

2、0ns 以下。TMS320系列處理器的指令周期已經(jīng)從第一代的200ns降低至現(xiàn)在的10ns左右 。42.2.1 TMS320C2XX簡介 2.2 TI定點DSP芯片52.2.2 TMS320C54X 62.2.3 TMS320C62X 主要特點有：(1) 運行速度快。指令周期為5ns，運算能力為1600MIPS；(2) 內(nèi)部同時集成了2個乘法器和6個算術(shù)運算單元，使得在一個指令周期內(nèi)最大能支持8條32bit的指令；(3) 指令集不同。為充分發(fā)揮其內(nèi)部集成的各執(zhí)行單元的獨立運行能力，使用了VelociTT 超長指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)。它在一條指令中組合了幾個執(zhí)行單元，結(jié)合其獨特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可在一

3、個時鐘周期內(nèi)并行執(zhí)行幾個指令；(4) 片內(nèi)集成了512K字程序存儲器和512K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲器，并擁有32bit的外部存儲器界面；(5) 智能外設(shè)。內(nèi)部集成了 4個DMA接口，2個多通道緩存串口，2個32bit 計時器；(6) 低廉的使用成本。在一個無線基站的應(yīng)用中，每片TMS320C62X能同時完成30路的語音編解碼，每路成本為3美元，而以前的DSP系列最大只能完成5路，每路的成本為7美元。72.4.1 TMS320C3X 2.4 TI浮點DSP芯片 82.4.2 TMS320C4X 1CPUTMS320C40有一個基于寄存器的CPU，其組成 ：浮點/整數(shù)乘法器 、算術(shù)邏輯單元（ALU） 、輔助

4、寄存器運算單元（ARAU）、CPU主寄存器組 、CPU擴展寄存器組。2存儲器組織:總的存儲器空間可達4G32位字 3CPU寄存器、存儲器和高速緩沖存儲器4數(shù)據(jù)格式與浮點操作數(shù)據(jù)有3種基本類型：整型、無符號整型和浮點型 5尋址。5種尋址類型 :寄存器尋址、直接尋址、間接尋址、立即尋址、 PC相對尋址 。 92.4.3 TMS320C67X 這是TI公司繼定點DSP芯片TMS320C62X系列后開發(fā)的一種新型浮點DSP芯片。該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在TMS320C62X的基礎(chǔ)上加以改進，內(nèi)部同樣集成了多個功能單元，可同時執(zhí)行8條指令，其運算能力可達1G FLOPS。除了具有TMS320C62X系列的特點外，其主要特點還有： (1) 運行速度快。指令周期為6ns，峰值運算能力為1336 MIPS，對于單精度運算可達1G FLOPS，對于雙精度運算可達250M FLOPS； (2) 硬件支持IEEE格式的32 比特 單精度與64比特雙精度浮點操作； (3) 集成了3232 比特的乘法器，其結(jié)果可為32或64比特；(4) TMS320C67X的指令集在TMS320C62X的指令集基礎(chǔ)上增加了浮點執(zhí)行能力，可以看作是TMS320C62