DS系統(tǒng)與芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第1章：DSP技術(shù)概要數(shù)字信號(hào)處理器DSP（DigitalSignalProcessors）是一種用于數(shù)字信號(hào)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(hào)處理算法得以實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，為數(shù)字信號(hào)處理的研究和應(yīng)用打開了新局面，提供了低成本的實(shí)際工作環(huán)境和應(yīng)用平臺(tái)，推動(dòng)了新的理論和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。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(diǎn) 1.2DSP的發(fā)展概況及趨勢(shì) 1.3DSP芯片的分類、性能及其應(yīng)用1.1DSP系統(tǒng)和芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1.1DSP系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

數(shù)字信號(hào)處理DSP（DigitalSignalProcessing）：是研究如何對(duì)信號(hào)采樣、變換、濾波、估計(jì)、增強(qiáng)、混合、比較、壓縮及識(shí)別等處理算法的一門學(xué)科。第1章：DSP技術(shù)概要第1章：DSP技術(shù)概要實(shí)時(shí)處理（Real-Time）：數(shù)字信號(hào)處理與信號(hào)的輸入和輸出保持同步非實(shí)時(shí)處理（NonReal-Time）：先對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣并存儲(chǔ)，然后再對(duì)其進(jìn)行處理第1章：DSP技術(shù)概要☆

DSP系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示

第1章：DSP技術(shù)概要在通用計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)用可編程DSP實(shí)現(xiàn)用專用DSP實(shí)現(xiàn)用可編程陣列FPGA等實(shí)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(hào)處理的實(shí)現(xiàn)第1章：DSP技術(shù)概要1.1.2DSP芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

☆經(jīng)典的DSP算法舉例求兩序列信號(hào)h(n)、x(n)的卷積：求兩序列信號(hào)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(duì)信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換FFT：☆數(shù)字信號(hào)處理的突出特點(diǎn)：ΣAi×Xi、高速實(shí)時(shí)第1章：DSP技術(shù)概要☆DSP特別適合于數(shù)字信號(hào)處理的結(jié)構(gòu)１.采用改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu) 計(jì)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1章：DSP技術(shù)概要馮·諾依曼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：程序和數(shù)據(jù)共用同一套總線，對(duì)程序和數(shù)據(jù)需要分時(shí)讀寫，執(zhí)行速度慢，數(shù)據(jù)吞吐量低，計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不適于進(jìn)行高速度的數(shù)字信號(hào)處理第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1章：：DSP技術(shù)概概要哈佛結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)：程程序、數(shù)數(shù)據(jù)具有有獨(dú)立的的存儲(chǔ)空空間，有有獨(dú)立的程序總總線和數(shù)數(shù)據(jù)總線線，可同同時(shí)對(duì)程程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行行尋址和和讀寫訪訪問，執(zhí)執(zhí)行速度度高，數(shù)據(jù)吞吐吐量大，，計(jì)算機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜，非非常適于進(jìn)行高高速的數(shù)數(shù)字信號(hào)號(hào)處理。。(a)哈佛結(jié)結(jié)構(gòu)(b)改改進(jìn)型型哈佛佛結(jié)構(gòu)構(gòu)第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要(a)哈佛結(jié)結(jié)構(gòu)(b)改改進(jìn)型型哈佛佛結(jié)構(gòu)構(gòu)第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要DSP采用的的是改改進(jìn)型型哈佛佛總線線結(jié)構(gòu)構(gòu)，如如上圖圖(b)所示改進(jìn)之之處主主要體體現(xiàn)在在下列列3點(diǎn)：1）片內(nèi)內(nèi)RAM可映像像至數(shù)數(shù)據(jù)空空間，，也可可映像像至程程序空空間2）片內(nèi)內(nèi)ROM可映像像至程程序空空間，，也可可映像像至數(shù)數(shù)據(jù)空空間3）具有有根裝裝載(Bootloader)功能第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要ROM/FlashSARAMB0DARAMB1,B2DARAMMemory-MappedRegisters外部地地址總總線外部數(shù)數(shù)據(jù)總總線ControlBusPABDRABDWABPRDBDRDBDWEBExternalSignalsCPUOn-ChipPeripherals/RegistersTMS320C2000系列DSP的總線結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要2.流流水線線操作作☆指令的的執(zhí)行行通常常分為為以下下4個(gè)個(gè)階段段：取指Fetch譯碼Decode取操作作數(shù)Operand執(zhí)行Execute第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要取指.譯碼碼.取取操作作數(shù).執(zhí)行行指令n-2取指.譯碼碼.取取操作作數(shù).執(zhí)行行指令n-1取指.譯碼碼.取取操作作數(shù).執(zhí)行行指令n☆采用馮馮·諾依曼曼結(jié)構(gòu)構(gòu)的微微處理理器指指令流流如下下圖CPU是在完完成一一條指指令的的全部部4個(gè)操作作階段段后再再去執(zhí)執(zhí)行另另一條條指令令的，，從時(shí)時(shí)間上上看是是一種種串行行執(zhí)行行的過過程，，因此此需要要花費(fèi)費(fèi)較多多的CPU時(shí)鐘周周期。。第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要☆DSP采用用多級(jí)級(jí)流水水線結(jié)結(jié)構(gòu)所謂流流水線線操作作就是是將一一條指指令的的不同同階段段分配配在連連續(xù)的的幾個(gè)個(gè)周期期上，，通過過不同同的硬硬件去去完成成指令令的不不同執(zhí)執(zhí)行階階段(稱為級(jí)級(jí))。第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要一個(gè)4級(jí)流水水線的的示意意圖如如圖1-6所示。。雖然然就一一條指指令而而言，，似乎乎要用用4個(gè)時(shí)鐘鐘周期期才能能完成成全部部操作作，但但從多多條指指令的的角度度看，，則可可認(rèn)為為每條條指令令的運(yùn)運(yùn)行時(shí)時(shí)間是是單周周期。。這樣樣，就就使指指令的的運(yùn)行行速度度得到到了很很大提提高。。第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要TMS320C6000系列定定點(diǎn)DSP采用用的多多級(jí)流流水線線如圖圖所示示第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要3.片內(nèi)集集成有有硬件件乘法法器和和乘加加單元元DSP內(nèi)集集成了了硬件件乘法法器，，可在在單周周期內(nèi)內(nèi)完成成16×16位位、32××32位等等的乘乘法運(yùn)運(yùn)算。。DSP內(nèi)集成了乘乘加單元，，從硬件結(jié)結(jié)構(gòu)上為高高速完成卷卷積、相關(guān)關(guān)、FFT及數(shù)字濾波波等信號(hào)處處理算法提提供了基礎(chǔ)礎(chǔ)。第1章：DSP技術(shù)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)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)術(shù)概要TMS320C6000系列列片內(nèi)有2個(gè)硬件乘乘法器，支支持在單周周期內(nèi)完成成下列乘法法運(yùn)算。16位×16位16位×32位雙16位××16位4個(gè)8位××8位C64xCPUDataPath2DataPath1RegisterFileAD2S2L2A31-A16InstructionDecodeInstructionDispatchInstructionFetchControlRegistersInterruptControlS1L1TMS320C64x-CPUA15-A0+++++++++++++++M1xD1++RegisterFileBB31-B16B15-B0++M2AdvancedInstructionPacking+xxxxxxxxxxxAdvancedEmulation第1章：DSP技術(shù)術(shù)概要4.功能強(qiáng)大的的CPU結(jié)構(gòu)DSP的CPU一般包括：：算術(shù)邏輯輯運(yùn)算單元元ALU、累加器、、硬件乘法法器、乘加加單元、加加法器、桶桶型移位器器、程序地地址產(chǎn)生和和數(shù)據(jù)地址址產(chǎn)生等部部分。例如：TMS320C6000采用雙雙數(shù)據(jù)通道道和8個(gè)功功能單元的的結(jié)構(gòu)。具具有超長(zhǎng)指指令字(VLIW)操作能力力。TMS320C64xCPU內(nèi)核第1章：DSP技術(shù)術(shù)概要5.硬硬件件循循環(huán)環(huán)重重復(fù)復(fù)機(jī)機(jī)制制許多多DSP芯芯片片具具有有指指令令重重復(fù)復(fù)循循環(huán)環(huán)的的專專用用硬硬件件及及重重復(fù)復(fù)操操作作指指令令，，能能夠夠自自動(dòng)動(dòng)重重復(fù)復(fù)執(zhí)執(zhí)行行單單條條或或一一段段指指令令。。TMS320C5000中中有有重重復(fù)復(fù)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器RPTC。當(dāng)當(dāng)執(zhí)執(zhí)行行一一條條重重復(fù)復(fù)指指令令RPT#N時(shí)，，會(huì)會(huì)將將重重復(fù)復(fù)值值N送入入RPTC，則則緊緊接接RPT后面面的的那那條條指指令令將將被被重重復(fù)復(fù)執(zhí)執(zhí)行行N+1次。。每每重重復(fù)復(fù)執(zhí)執(zhí)行行一一次次，，RPTC的內(nèi)內(nèi)容容自自動(dòng)動(dòng)減減1，直直至至減減至至零零為為止止。。這這樣樣可可通通過過硬硬件件自自動(dòng)動(dòng)完完成成循循環(huán)環(huán)操操作作過過程程。。假設(shè)設(shè)：：塊塊ai存放放于于程程序序存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器塊塊中中（（起起始始地地址址2000h）塊bi存放放于于數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器中中（（起起始始地地址址1000h）塊長(zhǎng)長(zhǎng)N=100MAR*，AR1；指指定定當(dāng)當(dāng)前前輔輔助助寄寄存存器器AR為AR1LARAR1，#1000h；1000h→→AR1LACC#0；ACC清0RPT#99；后后面面一一條條指指令令重重復(fù)復(fù)執(zhí)執(zhí)行行100次MAC2000H，*+,0≤≤k≤≤N––1本例例若若假假設(shè)設(shè)代代碼碼、、程程存存塊塊和和數(shù)存存塊塊操操作作數(shù)數(shù)均均在在片片內(nèi)內(nèi)存存儲(chǔ)儲(chǔ)器中中，，則則執(zhí)執(zhí)行行本本段段程程序序的的周周期最最短短為為：：1+2+1+1+99+2=106在重重復(fù)復(fù)執(zhí)執(zhí)行行100次MAC2000HAR1指令令時(shí)時(shí)，，由由于于有有了了硬硬件件重重復(fù)機(jī)機(jī)制制的的支支持持，，取取指指僅僅使使用用了了2Pcode，大大大大縮縮短短了了執(zhí)執(zhí)行行時(shí)時(shí)間間。。若取取CPUCLK=50ns，則則本本段段程序序的的全全速速運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)間間為為5.3μsMAC算算法法舉舉例例第1章章：：DSP技技術(shù)術(shù)概概要要6.復(fù)合合操操作作指指令令所謂謂復(fù)復(fù)合合操操作作是是指指在在一一條條單單字字單單周周期期指指令令中中可可分分別別完完成成多多個(gè)個(gè)操操作作任任務(wù)務(wù)。。以MPYA（乘乘且且累累加加前前次次乘乘積積））指指令令為為例例。。MPYA*+，AR3；設(shè)AR為AR1，執(zhí)執(zhí)行行后后會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生下下列列事事件件：：（PC）+1→→PC（ACC）+移位位后后的的（（PREG）→ACC（TREG）×（數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器））→PREG（AR1）+1→→AR1令A(yù)R3為ARARP=011B，ARB=001B第1章：：DSP技術(shù)概概要7.嵌入入式功能能DSP片片內(nèi)集成成有大量量片內(nèi)外外設(shè)，不不用外擴(kuò)擴(kuò)很多器器件，既既可組成成獨(dú)立的的應(yīng)用系系統(tǒng)。DSP芯芯片具有有強(qiáng)大的的擴(kuò)展接接口能力力，可有有效連接接一系列列外擴(kuò)器器件。DSP=數(shù)字信信號(hào)處理理能力+嵌入式式功能通用DSP系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)DSP內(nèi)核測(cè)試和開開發(fā)接口(JTAG)主機(jī)接口系統(tǒng)時(shí)鐘鐘Bootloader電源控制制程序存儲(chǔ)儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)器通信端口口模擬I/O編解碼器器ADC第1章：：DSP技術(shù)概概要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系列列DSPF28x內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)McBSP第1章：：DSP技術(shù)概概要時(shí)鐘：CPU時(shí)時(shí)鐘EMIF時(shí)鐘外設(shè)時(shí)鐘鐘VcoreVI/O電源：電源供電電電源監(jiān)視視系統(tǒng)監(jiān)視視手動(dòng)復(fù)位位看門狗電電路存儲(chǔ)器：異步存儲(chǔ)接口

SRAM、Flash、NvRAM……同步存儲(chǔ)器

同步靜態(tài)RAM：SBSRAM、ZBTSRAM同步動(dòng)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……多處理器器接口：：雙口RAM（DPRAM）HPI接接口PCI接接口總線擴(kuò)展展存儲(chǔ)總線線外設(shè)總線線系統(tǒng)總線線：復(fù)位位、時(shí)鐘鐘、中斷斷……DSP外外部接口口CLKCPUCLKEMIFCLKI/O數(shù)據(jù)地址控制片上外設(shè)設(shè)RESETDSP應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)功能框框圖DSP第1章：：DSP技術(shù)概概要1.2DSP的發(fā)展概概況和趨趨勢(shì)1.2.1DSP的發(fā)展概概況1978年，AMI公公司宣布布第一個(gè)個(gè)DSPS2811問世1980年，日本本NEC公司推出出的D7720是第一片片具有硬硬件乘法法器的商商用DSP1982年，美美國TI公司推推出首枚枚低成本本高性能能的DSP-TMS32010芯片片90年代代以來，，數(shù)字信信號(hào)處理理器技術(shù)術(shù)獲得了了驚人的的發(fā)展進(jìn)入21世紀(jì)，，ADI公司推推出主頻頻600MHz的TS201浮點(diǎn)DSP，，TI公公司推出出主頻1GHz的TMS320C6416定點(diǎn)DSP近年來，，DSP在國內(nèi)外外應(yīng)用市市場(chǎng)上取取得了長(zhǎng)長(zhǎng)足進(jìn)展展，特別別是在無無線通信信、寬帶帶網(wǎng)絡(luò)以以及由此此而拓展展的流媒媒體應(yīng)用用領(lǐng)域都都取得了了重大突突破。第1章：：DSP技術(shù)概概要☆目前全球球DSP市場(chǎng)中中的主要要廠商TI公司司位居榜榜首，在在全球DSP市市場(chǎng)的占占有率為為44%左右Motorola公司司的占有有率為13.2%左右右ADI公公司的占占有率為為10.2%左左右其他一部部分由Hitachi、NEC、、Zilog和和STMicroelectoncs等等公司占占據(jù)第1章：：DSP技術(shù)概概要☆目前TI公司和ADI公司的主主流DSP的一些特特性如表表第1章：：DSP技術(shù)概概要1.2.2DSP的發(fā)展趨趨勢(shì)1.單片片DSP的發(fā)展將圍繞性性能、價(jià)價(jià)格和功功耗這三三大要素素進(jìn)行進(jìn)進(jìn)一步的的改善2.DSP與其它可可編程處處理器技技術(shù)相結(jié)結(jié)合將FPGA與DSP技技術(shù)相結(jié)結(jié)合，可可實(shí)現(xiàn)寬寬帶信號(hào)號(hào)處理，，大大提提高信號(hào)號(hào)處理速速度3.DSP與SoC技術(shù)相結(jié)結(jié)合利用DSP核嵌嵌入技術(shù)術(shù)將一個(gè)個(gè)系統(tǒng)集集成在一一塊芯片片上，提提高設(shè)計(jì)計(jì)速度，，降低開開發(fā)成本本，可直直接使用用DSP系統(tǒng)開開發(fā)技術(shù)術(shù)來開發(fā)發(fā)內(nèi)部嵌嵌有DSP內(nèi)核核的SoC第1章：：DSP技術(shù)概概要1.1.3DSP芯芯片的分分類、性性能及其其應(yīng)用1.3.1DSP芯芯片的的分類1.按按照數(shù)據(jù)據(jù)格式分分類：： 定點(diǎn)點(diǎn)DSP芯片浮點(diǎn)DSP芯片片2.按照照芯片的的用途分分類通通用用型DSP專用型DSP3.按照芯片片結(jié)構(gòu)分分類：靜靜態(tài)DSP為某種應(yīng)應(yīng)用目的的而專門門設(shè)計(jì)的的ASIC系統(tǒng)硬連線邏邏輯電路路第1章：：DSP技術(shù)概概要1.3.2DSP芯片的性性能1.MIPS:百萬條條指令/每秒如TMS320C6416在在時(shí)鐘為為1GHz時(shí)的的峰值性性能可達(dá)達(dá)8000MIPS2.MOPS：：百萬次次操作/每秒如TMS320C6201在在時(shí)鐘為為200MHz時(shí)的峰峰值性能能可達(dá)2400MOPS3.MFLOPS：百百萬次浮浮點(diǎn)操作作/每秒秒如ADSP-TS201S的的峰值性性能可達(dá)達(dá)14.4GFLOPS第1章：：DSP技術(shù)概概要1.3.2DSP芯片的性性能4.MBPS：：百萬位位/每秒秒如TMS320C6000的的總線時(shí)時(shí)鐘為200MHz時(shí)時(shí)，其總總線數(shù)據(jù)據(jù)吞吐率率為800M字字節(jié)/秒秒5.MAC執(zhí)行行時(shí)間：：完成一一次乘-累加運(yùn)運(yùn)算所需需時(shí)間大部分DSP可可在單周周期內(nèi)完完成一次次MAC6.FFT執(zhí)行時(shí)間間完成一一個(gè)N點(diǎn)FFT運(yùn)算所需需時(shí)間第1章：：DSP技術(shù)概概要1.3.3DSP芯片的應(yīng)應(yīng)用第1章：：DSP技術(shù)概概要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(cè)控

電機(jī)控制家用電器變頻電源控制工業(yè)自動(dòng)化TMS320C2000?高性能無線基站視頻流、視頻會(huì)議視頻安防/監(jiān)控制醫(yī)療成像TMS320C6000?☆TI公司司主推的的三大DSP平平臺(tái)OpticalNetworkingControloflaserdiodeTVscreenDeflectionofelectronbeamforsmallangleandsharpcornerTVscreenAutomotive-EPSBatteryoperatedprecisionforsteeringPrinterPrintheadcontrolPaperpathmotorcontrolDigitalPowerSupplyProvidescontrol,sensing,PFC,andotherfunctions“Segway”ManynewcoolApplicationtocomeTirePressureLowcostpressuresensingbasedontirerotationspeedmeasurementC2000系列列DSP應(yīng)用領(lǐng)域域第1章：：DSP技術(shù)概概要☆C2000系列列DSP子系列列C2xx子系列列：16位定定點(diǎn)DSP、20MIPS代表器件件：TMS320F206PZC24x子系列列：16位定定點(diǎn)DSP、20MIPS代表器件件：TMS320F240LF240x子子系列：：16位定定點(diǎn)DSP、40MIPS代表器件件：TMS320LF2407F28x子系列列：32位定定點(diǎn)DSP、150MIPS代表器件件：TMS320F2812、TMS320F2810第1章：：DSP技術(shù)概概要第1章：：DSP技術(shù)概概要UpTo40MIPSControlPerformanceHigh-PrecisionControlC242F241LC2404ALF2401ALC2402AMulti-Function,Appliance&ConsumerControlF240F243LC2406ALF2402ALF2403ALF2406ALF2407AF2810128-LQFPF2812176-LQFPF2812179-u*BGA150MIPS!SoftwareCompatibleHigh-endDerivativesApplicationspecificversionsScaledDownversionsRoadmapTMS320LF240x內(nèi)內(nèi)部結(jié)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章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要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位位DSPCoreDataRAM18KwordsPeripheralBusBootROM4KwordsXA(18-0)LF2407Shown第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要

McBSPTMS320F28x內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)TIDSP占手機(jī)市場(chǎng)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(gè)所選中TIDSP被前8位數(shù)碼相機(jī)制造商中的7個(gè)所選中TIDSP占IP電話設(shè)計(jì)的80%TIDSP占VOIP網(wǎng)關(guān)市場(chǎng)的80%TIDSP被前10位無線基站制造商中的8個(gè)所采用TMS320C5000C5000系列列DSP的的應(yīng)用用第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要☆C5000系列列DSP子子系列列C54x子子系列列：16位位定點(diǎn)點(diǎn)DSP、、100～～160MIPS代表器器件：：TMS320VC5402、VC5409、、VC5416C55x子子系列列：16位位定點(diǎn)點(diǎn)DSP、、400MIPS代表器器件：：TMS320VC5510、VC5509、、VC5502C54x＋＋ARM7子系系列：：代表器器件：：TMS320VC5470、VC5471、、DSC21C55x＋＋ARM9子系系列：：即OMAP平臺(tái)臺(tái)：OpenMultimediaApplicationsPlatform代表器器件：：OMAP5910第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要第1章章：DSP技術(shù)術(shù)概要要Application

EnhancedC5502400MIPSC5509288-400MIPSC5510320-400MIPSC55xTMDSPDSP+RISCPowerEfficiency/SystemDensityC5000系列列DSPC5470C54xTM+ARM7C5471C54xTM+ARM7OMAPTMOMAP5910MulticoreC5420200MIPSC5421200MIPSC5441532MIPSC55xTMMulticoreSoftwareCompatibleC5407120MIPSC540150MIPSC5402100-160MIPSC540980-160

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

MicroprocessorReportDSPProductoftheYear

InternetTelephonyEDN2000DSPC5404120MIPSRoadmapHighPerformance160-MIPSperformance16KwordsSRAM3McBSPs6-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)結(jié)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)術(shù)概要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與與C55x內(nèi)含的差差別第1章：DSP技術(shù)術(shù)概要VC5510DeviceSpecificInformation3Multi-channelBufferedSerialPorts128ChannelsEach240Ball,15x15u*BGAPackageSix-channelDMA24KByteCacheI-CacheConnectPeripheralsdirectlytotheDSP8GPI/OLinesEasierDebugAdvancedEmulationSupportsCheaper&FasterMemoriesExternalMemoryInterface(EMIF)EnhancedHPI16-bit160KWSRAM16KWROMOn-ChipMemoryPeripheralsClock

Generator2Timers6channelDMA3McBSPsEnhancedHPICOREC55xTMCPUDataRead(3-16bit)DataWrite(2-16bit)I-CacheAdvancedPowerManagementInstructBufferUnitIdleDomainRegisterProgram32bitsDualMacAccumulatorsALUBarrel

Shifter40-bitCMPSOperator(Viterbi)EXPEncoder40-bit

(-32,31)17x17MPY40-bitADDRRND,SAT17x17MPY40-bitADDRRND,SAT40-bit

AccC40-bit

AccB40-bit

AccA40-bit

AccB40-bit

AccD8Aux.

Reg3Addr.

Units4DataReg16-bit

ALUAdvancedEmulation32bit-EMIFPeripheralsBusTMS320C55xTM16KWROM160KWSRAMTMS320C5510內(nèi)部部結(jié)構(gòu)第1章：DSP技術(shù)術(shù)概要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)部部結(jié)構(gòu)第1章：：DSP技術(shù)概概要第1章：：DSP技術(shù)概概要OMAP?ProcessorCoreARM925Subsystem175MHz16KBi-cache8KBd-cache55xDSPSubsystem200MHz12KW2x1-cache48KWSARAM32KWDARAM16KWROMVideoAcceleratorsDMATrafficController/MemoryI/F100MHzLCDCtrlTimer(3)WDTIntCtrlRTCI2CHostuWire/UARTMcBSPKeyboardTimer(x3)WDTIntCtrlMcBSP(x2)MCSI(x2)GPIOUART1UART/PWMsMailboxUARTUSBHost/ClientCameraI/FSD/MMCFrameBuffer(1.5Mb)FlashSRAMSDRAMPeripheralsOMAP?處處理器內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)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)部部結(jié)構(gòu)第1章：：DSP技術(shù)概概要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(shí)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(jí)加密器BroadbandCommunicationsWireless3GBaseStationsMedicalImagingC6000系列列DSP的應(yīng)用用第1章：：DSP技術(shù)概概要☆C6000系列列DSP子系列列C62x子系列列：32位定定點(diǎn)DSP、1200～2400MIPS代表器件件：TMS320C6205代表器件件：TMS320C6211C67x子系列列：32位浮浮點(diǎn)DSP、1200～1800MIPS，900～～1350MFLOPS代表器件件：TMS320C6701代表器件件：TMS320C6711、、C6712、、C6713C64x子系列列：32位定定點(diǎn)DSP，4000～5760MIPS代表器件件：TMS320C6414、、C6415、、C6416數(shù)字媒體體器件：：TMS320DM640、、DM641、、DM642第1章：：DSP技術(shù)概概要第1章：：DSP技術(shù)概概要FixedPointSoftwareCompatiblePerformanceFloatingPoint

C67HPMulti-CoreC6000系列DSPC64x+RISCC67LCC64LCC6416C6415C6414C6411DM64xTMC6712CC6711CC6713C6203C6701C6711C6201C6204C6211C6712C6205C6202C64xTMDSPBestDSPof2001InStat/MicroDesignResources2001InnovationoftheYearEDNMagazine第1章：：DSP技術(shù)概概要McBSP1OR225MHzC67xDSP內(nèi)核225MHz/1800MIPS/1350

MFLOPS32/64-bit處理TMS320C6713Floating-PointDSP1