DSP原理及應(yīng)用第2章課件

2.1中央處理單元2.2系統(tǒng)配置寄存器2.3總線結(jié)構(gòu)2.4

引腳和信號(hào)說明第二章內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部引腳

內(nèi)容摘要TMS320C2000概述1精選課件pptTMS320C2000概述

TMS320C2000是TI公司繼第二代定點(diǎn)DSP處理器TMS320C2X和第三代定點(diǎn)DSP處理器TMS320C5X之后出現(xiàn)的一種低價(jià)格、高性能的定點(diǎn)DSP芯片。

主要包括:

TMS320C20、TMS320C24X、TMS320C28X三個(gè)子系列2精選課件ppt該產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是：

單周期指令執(zhí)行時(shí)間為50、35或25ns；即運(yùn)算能力為20、28.5或40MIPS。

1.運(yùn)算速度3精選課件ppt源代碼與TMS320C1X/C2X全部產(chǎn)品兼容;產(chǎn)品與TMS320C5X產(chǎn)品向上兼容;

2.兼容性4精選課件ppt內(nèi)部配置數(shù)量不同的RAM和ROM存儲(chǔ)器，有的芯片還配有閃爍存儲(chǔ)器Flash。 利用閃爍存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序，不僅能降低成本，減小體積，而且系統(tǒng)升級(jí)也比較方便。

3.片內(nèi)存儲(chǔ)器5精選課件pptDSP芯片資源配置比較靈活。目前該系列已有10多種不同配置的芯片。

4.片內(nèi)資源配置6精選課件ppt表1-1TMS320C2000內(nèi)部資源配置TMS320C2000指令周期（ns）

片內(nèi)RAM（字）片內(nèi)ROM（字）片內(nèi)Flash(字)同步串行口異步串行口C20325/35/5054411C20425/35/505444K11C20525/35/504.5K11F20625/35/504.5K32K11F20725/35/504.5K32K21C20935/504.5K4K

C2405054416K11F2405054416K11C241505448K11F241505448K11C242505444K11F243505448K117精選課件ppt8精選課件pptTMS320C2000采用5V或3.3V供電，靜態(tài)CMOS技術(shù)使功耗最小。

5.功耗9精選課件pptTMS320C24x系列10精選課件pptTMS320C24x系列的特點(diǎn)：包含TMS320C25DSP核片上存儲(chǔ)器擴(kuò)展了EEROM、PROM、GLOBAL事件管理模塊12路PWM3路加/減計(jì)數(shù)器多種比較單元等擴(kuò)展外設(shè)ADC/DAC6EXT-INTERRUPTs、28GLOBALI/Os多種通信口11精選課件pptTMS320C2812:

1)主頻150MHz核電壓1.8V/1.9VFlash編程電壓3.3V2)CPU：32位支持c/c++、匯編語言，可尋址4M空間的程序和4M空間的數(shù)據(jù)可兼容24X/LF240X的源代碼3）RAM:18KROM:128K*16FLASH:128K*164)3個(gè)外部中斷5）128位SecurityKey/Lock6)兩個(gè)事件管理器：EVA和EVB（可產(chǎn)生PWM波形）,與240X兼容7）一個(gè)SPI口，兩個(gè)SCI口，增強(qiáng)型CAN控制器（eCAN）,16通道12位ADCSPI模式的多通道串口（McBSP），高達(dá)56的可編程GPIO引腳12精選課件ppt

所有的C2000的器件都采用同樣的中央處理單元CPU、總線結(jié)構(gòu)和指令集。每個(gè)器件均有不同的片內(nèi)存儲(chǔ)器配置和片內(nèi)外設(shè)。

硬件特點(diǎn)13精選課件ppt14精選課件pptC2000是16位定點(diǎn)DSP，它采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，其程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有各自的總線結(jié)構(gòu)，從而使其處理能力得到最大程度的優(yōu)化。C2000有三個(gè)主要組成部分：中央處理單元（CPU）存儲(chǔ)器片內(nèi)外設(shè)15精選課件pptC2000的CPU：（1）32位中央算術(shù)邏輯單元（CALU）（2）32位的累加器（ACC）（3）用于CALU的輸入與輸出數(shù)據(jù)比例移位器（4）16bit×16bit乘法器（MUL）（5）乘積比例移位器（6）數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生邏輯（7）程序地址產(chǎn)生邏輯

2.1中央處理單元16精選課件ppt17精選課件ppt功能：將來自存儲(chǔ)器的16位數(shù)據(jù)左移0~16位變成32位送往CALU。

移位方法：均進(jìn)行左移左移后，沒有使用的低位LSB填0沒有使用的高位MSB填0或用符號(hào)擴(kuò)展。（取決于狀態(tài)寄存器ST1的符號(hào)擴(kuò)展模式位SXM）SXM=0填0SXM=1符號(hào)擴(kuò)展

2.1.1輸入比例部分18精選課件ppt

例：輸入移位器接收數(shù)值A(chǔ)F11若SXM=0，左移8位后輸出：00AF1100若SXM=1，左移8位后輸出：FFAF110019精選課件ppt功能：利用16bit×16bit硬件乘法器，在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成有符號(hào)或無符號(hào)乘法，乘積為32bit。

乘法器：將來自16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（或程序存儲(chǔ)器）的值與TREG寄存器的值相乘，結(jié)果送到乘積寄存器PREG（32位）中。

2.1.2乘法部分20精選課件ppt乘積比例移位器：將PREG寄存器的乘積移位后，將全部32位送到CALU，或?qū)⒔Y(jié)果的16位存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。注意：移位后PREG的值不變，移位后的值直接送往CALU。21精選課件ppt移位模式：取決于狀態(tài)寄存器ST1中的乘積移位模式PM位（D1D0位）

PM

移位

說明

00不移

乘積直接送到CALU或數(shù)據(jù)總線（DWEB）01左移1位

移去年和補(bǔ)碼乘法產(chǎn)生和額外符號(hào)位，產(chǎn)生Q31格式和乘積

10右移4位

移去16bit*13bit,2的補(bǔ)碼相乘產(chǎn)生的額外的4比特符號(hào)位，產(chǎn)生Q31格式的乘積（當(dāng)乘以13比特常數(shù)時(shí)）11右移6位

把乘積定標(biāo)，使最多作128次乘法累加而秒使累加器溢出。不論ST1中的STM為何值，右移總是要進(jìn)行符號(hào)擴(kuò)展。注：

Q31格式：XX.XX…XXX

（31位二進(jìn)制小數(shù)）

22精選課件ppt包含三個(gè)部分：1.中央算術(shù)邏輯單元(CALU)2.累加器3.輸出移位器

2.1.3中央算術(shù)邏輯部分23精選課件ppt功能：實(shí)現(xiàn)各種算術(shù)邏輯運(yùn)算。

包括16位加、減、布爾邏輯操作、位測(cè)試、移動(dòng)和循環(huán)。上述大部分運(yùn)算只需一個(gè)時(shí)鐘周期。

1.中央算術(shù)邏輯單元(CALU)24精選課件ppt功能：存放CALU的操作結(jié)果，并可對(duì)其進(jìn)行位移動(dòng)或循環(huán)。其輸出送往CALU或輸出移位器與累加器相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)位有進(jìn)位位、溢出模式位、測(cè)試控制標(biāo)志位。

2.累加器25精選課件ppt功能：將累加器的32位值進(jìn)行左移0~7位，然后將移位器中的高位字（用SACH指令）或低位字（用SACL指令）保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，而累加器的內(nèi)容保持為移位前的值不變。累加器32位輸出移位器

16位到數(shù)據(jù)總線

3.輸出移位器26精選課件ppt 3CF0FA03累加器：00111100111100001111101000000101左移6位：00111100001111101000000101000000用SACH指令用SACL指令

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元移位方法：左移，移位時(shí)高位丟失，低位補(bǔ)0例：返回27精選課件ppt

2.1.4輔助寄存器算術(shù)單元ARAU28精選課件ppt

AR7~AR0提供了靈活而有效的間接尋址，使用其中任一個(gè)寄存器的16位地址就可以訪問64K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的任何單元。

1.尋址功能功能：對(duì)8個(gè)輔助寄存器（AR7~AR0）執(zhí)行算術(shù)操作，該操作可與CALU中的操作并行進(jìn)行。29精選課件ppt加1或減1

(2)將AR0的內(nèi)容與當(dāng)前AR的內(nèi)容進(jìn)行比較，結(jié)果影響TC位ST1的測(cè)試/控制位。(3)作暫存單元和軟件計(jì)數(shù)器。

2.運(yùn)算功能返回30精選課件ppt

ST0、ST1均為16位，含有狀態(tài)和控制位，可通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器對(duì)其進(jìn)行寫和讀。LST（裝載狀態(tài)寄存器）指令寫ST0和ST1SST（保存狀態(tài)寄存器）指令讀ST0和ST1 用SETC或CLRC指令可對(duì)ST0、ST1中的某些位單獨(dú)置1或清0

2.1.5狀態(tài)寄存器ST0和ST131精選課件ppt1．狀態(tài)寄存器ST0D15~D13D12 D11 D10 D9 D8~D0ARPOVOVM1INTMDP

RW-x RW-0RW-xRW-1RW-x注：R為讀，W為寫，“–”后的值為復(fù)位后的值（x表示該值不受復(fù)位影響）。32精選課件pptARP：輔助寄存器指針

用來選擇在間接尋址方式中使用的輔助寄存器AR0～AR7，使用MAR指令、LST指令和間接尋址訪問存儲(chǔ)器指令可以加載ARP。

當(dāng)ARP被裝載時(shí)，先前的ARP值被復(fù)制到ARB緩存器。33精選課件pptOV：溢出標(biāo)志位

OV=1，CALU運(yùn)算發(fā)生了溢出。 溢出時(shí)，OV位保持置位狀態(tài)，直到被復(fù)位指令、條件轉(zhuǎn)移指令或LST指令清0。34精選課件pptOVM： 溢出模式位。

OVM決定累加器算術(shù)運(yùn)算溢出的情況.當(dāng)累加器處于溢出方式（OVM=1）且發(fā)生一次溢出時(shí)，產(chǎn)生下面兩種情況：a．溢出方向?yàn)檎ㄕ蛞绯觯?，累加器被最大正?shù)（7FFFFFFFh）填充。b．溢出方向?yàn)樨?fù)（負(fù)向溢出），累加器被最大負(fù)數(shù)（80000000h）填充。當(dāng)OVM=0時(shí)按正常情況處理累加器。用SETCOVM或CLRCOVM指令可將該位置1或清0，LST指令可修改OVM。35精選課件pptINTM：中斷模式位。用來允許或禁止所有的可屏蔽中斷。

INTM=0，允許所有可屏蔽中斷使能。INTM=1，禁止所有可屏蔽中斷。

36精選課件pptDP：數(shù)據(jù)頁面指針。

當(dāng)一條指令采用直接尋址方式時(shí)，這個(gè)9位的DP字段與指令中的低7位拼接起來形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的16位地址。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址來自DP來自指令字的低7位D15～

D7D6～D037精選課件ppt2．狀態(tài)寄存器ST1D15~D13 D12 D11 D10 D9 D8ARBCNFTCSXMC1

RW-xRW-0RW-xRW-1RW-1

D7 D6 D5 D4D3D2 D1D0111XF11PM

RW_xRW_038精選課件ppt

ARB：輔助寄存器指針緩存器。

除LST#0，xx指令外，每當(dāng)加載輔助寄存器指針（ARP）時(shí)，ARP原來的值就拷貝到ARB。 當(dāng)用LST#1，xx指令加載ARB時(shí)，同樣的值也拷貝到ARP。39精選課件ppt兩個(gè)系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器SCSR1和SCSR2均為存儲(chǔ)器映射寄存器分別對(duì)240X的系統(tǒng)信號(hào)和片內(nèi)外設(shè)模塊進(jìn)行選擇配置。

2.2系統(tǒng)配置寄存器40精選課件ppt1．系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器1（SCSR1）——地址7018hD15 D14 D13~D12 D11~D9D8ReservedCLKSRCLPMCLKPSReservedR-0 RW-0 RW-0 RW-1 R-0D7 D6 D5 D4 D3 D2D1D0ADCCLKENSCICLKENSPICLKENCANCLKENEVBCLKENEVACLKENReservedILLADRRW-0 RW-0RW-0RW-0RW-0RW-0R-0 RC-041精選課件pptD15 Reserved——保留位。D14 CLKSRC——CLKOUT引腳時(shí)鐘源選擇位.0CLKOUT引腳輸出CPU時(shí)鐘1CLKOUT引腳輸出看門狗時(shí)鐘DCLKD13~D12LPM—低功耗模式選擇位，指明CPU在執(zhí)行IDLE指令時(shí)進(jìn)入哪一種低功耗方式(參見3.6).00 IDLE1（LMP0）模式01 IDLE2（LPM1）模式1x HALT（LPM2）模式42精選課件ppt2．系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器2（SCSR2）——地址7019hD15~D8ReservedRW-0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1D0ReservedI/PQUALWDOVERRIDEXMIFHi--ZBOOT_ENMP/MCDONPONRW-0 RC-1 RW-0RW-BOOT_ENRW-MP/MCRW-1 RW-1引腳 引腳注：RW表示可對(duì)該位讀或?qū)?，C為清除，短劃線后的值為復(fù)位后的值。

43精選課件pptTMS320C2000內(nèi)部有6條16位總線

2.3TMS320C2000的總線結(jié)構(gòu)44精選課件pptTMS320C2000的總線結(jié)構(gòu)45精選課件pptPAB程序地址總線：提供讀、寫程序存儲(chǔ)器的地址DRAB數(shù)據(jù)讀地址總線：提供讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址DWAB數(shù)據(jù)寫地址總線：提