(精品)第2章TMS320LF240x系列DSP资源介绍.ppt
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1、第第2 2章章 TMS320LF240 xTMS320LF240 x系列系列DSPDSP内部资源介绍内部资源介绍 TITI公司公司DSPDSP产品介绍产品介绍第一代:第一代:第一代:第一代:TMS32010TMS32010TMS32010TMS32010、TMS32011TMS32011TMS32011TMS32011、TMS320C10TMS320C10TMS320C10TMS320C10等等等等第二代:第二代:第二代:第二代:TMS32020TMS32020TMS32020TMS32020、TMS320C25/C26/C28TMS320C25/C26/C28TMS320C25/C26/C2
2、8TMS320C25/C26/C28第三代:第三代:第三代:第三代:TMS320C30/C31/C32TMS320C30/C31/C32TMS320C30/C31/C32TMS320C30/C31/C32第四代:第四代:第四代:第四代:TMS320C40/C44TMS320C40/C44TMS320C40/C44TMS320C40/C44第五代:第五代:第五代:第五代:TMS320C5x/C54xTMS320C5x/C54xTMS320C5x/C54xTMS320C5x/C54x第二代芯片的改进型第二代芯片的改进型第二代芯片的改进型第二代芯片的改进型TMS320C2xxTMS320C2xxTM
3、S320C2xxTMS320C2xx,集多个,集多个,集多个,集多个DSPDSPDSPDSP芯片于一体的芯片于一体的芯片于一体的芯片于一体的高性能高性能高性能高性能DSPDSPDSPDSP芯片芯片芯片芯片TMS320C8xTMS320C8xTMS320C8xTMS320C8x目前最快的第六代目前最快的第六代目前最快的第六代目前最快的第六代TMS320C62x/C67xTMS320C62x/C67xTMS320C62x/C67xTMS320C62x/C67x归纳为三大系列:归纳为三大系列:归纳为三大系列:归纳为三大系列:TMS320C2000TMS320C2000TMS320C2000TMS32
4、0C2000系列,系列,系列,系列,TMS320C5000TMS320C5000TMS320C5000TMS320C5000以及以及以及以及TMS3206000TMS3206000TMS3206000TMS3206000系列。系列。系列。系列。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM2.1 TMS320LF240 x2.1 TMS320LF240 x系列系列DSPDSP基本结构和引脚功能基本结构和引脚功能2.1.1 TMS320LF240 x2.1.1 TMS320LF240 x系列系列DSPDSP基本结构基本结构 TMS320C24xTMS320C24x系列系列DSPDSP中中,分为分为5V
5、5V供电的供电的TMS320F/C24xTMS320F/C24x和和3.3V3.3V供电低功耗供电低功耗TMS320LF/LC240 xATMS320LF/LC240 xA两类。两类。这里以这里以TMS320LF2407ATMS320LF2407A为主进行介绍。为主进行介绍。TMS320LF2407ATMS320LF2407A是是TMS320F/C24xTMS320F/C24x的改进型,采用低功耗设计,的改进型,采用低功耗设计,3.3V3.3V供电,最高运供电,最高运算速度达到算速度达到40MIPS40MIPS。主要特点如下:。主要特点如下:片内具有片内具有2k2k字节的单口字节的单口RAMR
6、AM(SARAMSARAM),),32K32K字的字的FlashFlash程程序存储器,序存储器,544544字节的双口字节的双口RAMRAM(DARAMDARAM)。)。两个事件管理器模块两个事件管理器模块EVAEVA和和EVBEVB,每个包括:两个,每个包括:两个1616位通位通用定时器,用定时器,8 8个个PWMPWM通道。通道。高达高达4040个可独立编程或复用的通用个可独立编程或复用的通用I/OI/O引脚。引脚。片内集成:片内集成:1616路路1010位位A/DA/D转换通道;控制局域网络转换通道;控制局域网络(CANCAN)2.0B2.0B模块;串行通信接口(模块;串行通信接口(S
7、CISCI)模块;串行外设接口)模块;串行外设接口(SPISPI)模块;看门狗定时器()模块;看门狗定时器(WDTWDT)模块。)模块。TMS320LF2407ATMS320LF2407A的功能框图如图的功能框图如图2.12.1。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM2.1.2 2.1.2 引脚功能引脚功能 各引脚按功能可分为以下各引脚按功能可分为以下8 8个部分(表个部分(表2.12.12.92.9):事件管理器(事件管理器(EVAEVA和和EVBEVB)引脚;)引脚;ADCADC模数转换器引脚;模数转换器引脚;通信模块(通信模块(CAN/SPI/SCICAN/SPI/SCI)引脚;)引脚
8、;外部中断与时钟引脚;外部中断与时钟引脚;地址地址/数据及存储器控制信号引脚;数据及存储器控制信号引脚;振荡器振荡器/PLL/FLASH/BOOT/PLL/FLASH/BOOT引导程序及其他引脚;引导程序及其他引脚;JTAGJTAG仿真测试引脚;仿真测试引脚;电源引脚。电源引脚。图图2.22.2 TMS320LF2407ATMS320LF2407A的引脚封装图的引脚封装图图图2.32.3 TMS320LF2407ATMS320LF2407A的引脚结构图的引脚结构图2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM2.2 2.2 总线结构总线结构 LF240 xLF240 x控制器采用多组总线的结构(即将
9、数据控制器采用多组总线的结构(即将数据/地址总线地址总线分开为三组数据分开为三组数据/地址总线,分别对应程序读、数据读和数据地址总线,分别对应程序读、数据读和数据写三种情况,使总线操作时序的四个独立阶段取指、译码、写三种情况,使总线操作时序的四个独立阶段取指、译码、取操作数、执行并行处理,从而极大地加快处理器的处理速取操作数、执行并行处理,从而极大地加快处理器的处理速度),度),LF240 xLF240 x系列芯片具有相同的总线结构,由系列芯片具有相同的总线结构,由6 6条条1616位的内位的内部总线构成。部总线构成。内部地址总线分为三条内部地址总线分为三条:程序地址总线(程序地址总线(PAB
10、PAB),提供访问程序存储器的地址;),提供访问程序存储器的地址;数据读地址总线(数据读地址总线(DRABDRAB),提供读数据存储器的地址;),提供读数据存储器的地址;数据写地址总线(数据写地址总线(DWABDWAB),提供写数据存储器的地址;),提供写数据存储器的地址;内部数据总线分为三条内部数据总线分为三条:程序读数据总线(程序读数据总线(PRDBPRDB),载有从程序存储器读取的指令、载有从程序存储器读取的指令、立即数和常数表等,并传送到立即数和常数表等,并传送到CPUCPU;数据读数据总线(数据读数据总线(DRDBDRDB),将数据存储器的数据传送到将数据存储器的数据传送到CPUCP
11、U;2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM 数据写数据总线数据写数据总线(DWEBDWEB),将处理,将处理后的数据传送到数据后的数据传送到数据存储器和程序存储器;存储器和程序存储器;该总线结构具有如下特点:该总线结构具有如下特点:具有分离的程序总线和数据总线,允许具有分离的程序总线和数据总线,允许CPUCPU同时访问程同时访问程序和数据存储器;序和数据存储器;具有独立的数据读具有独立的数据读/写地址总线和数据读写地址总线和数据读/写总线,使写总线,使得对数据存储器的读、写访问可在同一机器周期内完成;得对数据存储器的读、写访问可在同一机器周期内完成;分离的程序和数据空间及独立的总线结构,可以
12、支持分离的程序和数据空间及独立的总线结构,可以支持CPUCPU在单机器时钟内并行执行算术、逻辑和位处理操作等。在单机器时钟内并行执行算术、逻辑和位处理操作等。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM2.3 2.3 中央处理单元(中央处理单元(CPUCPU)LF240 xLF240 xLF240 xLF240 x系列芯片的系列芯片的系列芯片的系列芯片的CPUCPUCPUCPU主要包括如下部件:主要包括如下部件:主要包括如下部件:主要包括如下部件:一个一个一个一个32323232位的中央算术逻辑单元(位的中央算术逻辑单元(位的中央算术逻辑单元(位的中央算术逻辑单元(CALUCALUCALUCALU
13、););););一个一个一个一个32323232位的累加器(位的累加器(位的累加器(位的累加器(ACCACCACCACC););););CALUCALUCALUCALU的输入数据定标移位器及输出数据定标移位器;的输入数据定标移位器及输出数据定标移位器;的输入数据定标移位器及输出数据定标移位器;的输入数据定标移位器及输出数据定标移位器;一个一个一个一个16x1616x1616x1616x16位的乘法器;位的乘法器;位的乘法器;位的乘法器;一个乘积定标移位器;一个乘积定标移位器;一个乘积定标移位器;一个乘积定标移位器;数据地址发生逻辑,其中包括数据地址发生逻辑,其中包括数据地址发生逻辑,其中包括数
14、据地址发生逻辑,其中包括8 8 8 8个辅助寄存器和个辅助寄存器和个辅助寄存器和个辅助寄存器和1 1 1 1个辅个辅个辅个辅助寄存器算术单元;助寄存器算术单元;助寄存器算术单元;助寄存器算术单元;程序地址发生逻辑;程序地址发生逻辑;程序地址发生逻辑;程序地址发生逻辑;两个两个两个两个16161616位的状态寄存器位的状态寄存器位的状态寄存器位的状态寄存器ST0ST0ST0ST0、ST1ST1ST1ST1。LF240 xLF240 xLF240 xLF240 x的的的的CPUCPUCPUCPU结构框图如图结构框图如图结构框图如图结构框图如图2.52.52.52.5。2.5K字的数据字的数据/程序
15、程序RAM2.3.1 CPU2.3.1 CPU2.3.1 CPU2.3.1 CPU状态寄存器状态寄存器状态寄存器状态寄存器 ST0ST0ST0ST0和和和和ST1ST1ST1ST1包含了包含了包含了包含了DSPDSPDSPDSP运行时的各种状态和控制位。其内容运行时的各种状态和控制位。其内容运行时的各种状态和控制位。其内容运行时的各种状态和控制位。其内容可被保存到数据存储器(用可被保存到数据存储器(用可被保存到数据存储器(用可被保存到数据存储器(用SSTSSTSSTSST指令),或从数据存储器读出指令),或从数据存储器读出指令),或从数据存储器读出指令),或从数据存储器读出加载到加载到加载到加
16、载到ST0ST0ST0ST0和和和和ST1ST1ST1ST1(用(用(用(用LSTLSTLSTLST指令),用来在子程序调用或进入中指令),用来在子程序调用或进入中指令),用来在子程序调用或进入中指令),用来在子程序调用或进入中断时实现断时实现断时实现断时实现CPUCPUCPUCPU各种状态的保存。各种状态的保存。各种状态的保存。各种状态的保存。可用指令对可用指令对可用指令对可用指令对ST0ST0ST0ST0和和和和ST1ST1ST1ST1中的各个位单独置中的各个位单独置中的各个位单独置中的各个位单独置1 1 1 1或清或清或清或清0 0 0 0(SETCSETCSETCSETC或或或或CLR
17、CCLRCCLRCCLRC指令)。指令)。指令)。指令)。D15D151313D12D12D11D11D10D10D9D9D8D80 0ST0ST0ARPARPOVOVOVMOVM1 1INTMINTMDPDPD15D151313D12D12D11D11D10D10D1D10 0ST1ST1ARBARBCNFCNFTCTCSXMSXMC C1 11 11 11 1XFXF1 11 1PMPM2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM ARPARP:辅助寄存器指针。:辅助寄存器指针。ARPARP选择间接寻址时当前的辅助寄选择间接寻址时当前的辅助寄存器存器ARAR。OVOV:溢出标志位。保存一个被锁
18、存的值,用以指示中央算:溢出标志位。保存一个被锁存的值,用以指示中央算术逻辑单元中是否有溢出发生。术逻辑单元中是否有溢出发生。OVMOVM:溢出方式位。:溢出方式位。OVM=0OVM=0时,累加器中结果正常溢出;时,累加器中结果正常溢出;OVM=1OVM=1时,根据溢出情况,累加器被设为它的最大正值或负值。时,根据溢出情况,累加器被设为它的最大正值或负值。INTMINTM:中断模式位。:中断模式位。INTM=0INTM=0时,所有可屏蔽中断使能;时,所有可屏蔽中断使能;INTM=1INTM=1时,所有可屏蔽中断禁止。时,所有可屏蔽中断禁止。DPDP:数据存储器页指针。:数据存储器页指针。9 9
19、位的位的DPDP寄存器与一个指令字的寄存器与一个指令字的低低7 7位一起形成一个位一起形成一个1616位的直接寻址地址。位的直接寻址地址。CNFCNF:片内:片内DARAMDARAM配置位。配置位。CNF=0CNF=0时,可配置的时,可配置的DARAMDARAM区被映区被映射到数据存储空间;射到数据存储空间;CNF=1CNF=1时,可配置的时,可配置的DARAMDARAM区被映射到程区被映射到程序存储空间。序存储空间。TCTC:测试:测试/控制标志位。控制标志位。SXMSXM:符号扩展方式位。:符号扩展方式位。SXM=1SXM=1时,数据通过定标移位器传时,数据通过定标移位器传送到累加器时产生
20、符号扩展;送到累加器时产生符号扩展;SXM=0SXM=0时,禁止符号位扩展。时,禁止符号位扩展。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM C C:进位位。:进位位。PMPM:乘积移位方式。:乘积移位方式。2.3.2 2.3.2 中央算术逻辑单元(中央算术逻辑单元(CALUCALU)中央算术逻辑单元中央算术逻辑单元CALUCALU 功能:实现包括功能:实现包括1616位加位加/减、布尔运算、位测试等诸多减、布尔运算、位测试等诸多算术和逻辑运算功能。算术和逻辑运算功能。CALUCALU有两个输入,一个由累加器提供,另一个由乘积有两个输入,一个由累加器提供,另一个由乘积定标移位器或输入数据定标移位器
21、提供;当定标移位器或输入数据定标移位器提供;当CALUCALU执行完一执行完一次操作后,结果送至累加器,由累加器对结果进行移位。次操作后,结果送至累加器,由累加器对结果进行移位。累加器累加器ACCACC CALU CALU运算出的结果被送至累加器,并在累加器中执行运算出的结果被送至累加器,并在累加器中执行单个的移位或循环操作。单个的移位或循环操作。和累加器有关的状态位有和累加器有关的状态位有4 4个:进位位个:进位位C C、溢出方式、溢出方式OVMOVM、溢出标志位溢出标志位OVOV、测试、测试/控制标志位控制标志位TCTC。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM 输出移位器输出移位器 输出
22、移位器的功能是将累加器的输出移位器的功能是将累加器的3232位复制过来,再根据位复制过来,再根据相应指令中的移位位数将其内容左移相应指令中的移位位数将其内容左移0 07 7位,然后通过位,然后通过SACHSACH或或SACLSACL指令把移位器的高位字或低位字存至数据存储器,累指令把移位器的高位字或低位字存至数据存储器,累加器内容保持不变。移位时高位丢失低位填加器内容保持不变。移位时高位丢失低位填0 0。2.3.3 2.3.3 输入定标移位器输入定标移位器 功能:将来自程序存储器或数据存储器的功能:将来自程序存储器或数据存储器的1616位数据调整位数据调整为为3232位数据送到位数据送到CAL
23、UCALU。移位:左移移位:左移0-150-15位位 规则:低位填规则:低位填0 0,高位根据,高位根据SXMSXM不同。不同。SXM=0SXM=0时:高位填时:高位填0 0 SXM=1 SXM=1时:高位进行符号位扩展。时:高位进行符号位扩展。2.3.4 2.3.4 乘法器乘法器 16161616的硬件乘法器实现无符号数或有符号数(的硬件乘法器实现无符号数或有符号数(2 2的补码的补码数)相乘。数)相乘。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM 一个乘数来自一个乘数来自TREGTREG,另一个来自数据或程序存储器;乘,另一个来自数据或程序存储器;乘积放在积放在PREGPREG中。中。PREG
24、PREG的输出连接到乘积定标移位器的输出连接到乘积定标移位器PSCALEPSCALE,通过通过PSCALEPSCALE,乘积结果可从,乘积结果可从PREGPREG送到送到CALUCALU或数据存储器。或数据存储器。PSCALEPSCALE对乘积移位方式有对乘积移位方式有4 4种(由种(由ST1ST1的乘积移位方式位的乘积移位方式位PMPM指定)指定)PM=00PM=00:没有移位。:没有移位。PM=01PM=01:左移一位。将二进制补码乘积中多余的:左移一位。将二进制补码乘积中多余的1 1位符号位符号位去掉。位去掉。PM=10PM=10:左移:左移4 4位。将二进制补码乘积中多余的位。将二进制
25、补码乘积中多余的4 4位符号位符号位去掉。位去掉。PM=11PM=11:左移:左移6 6位。可防止乘积累加溢出。位。可防止乘积累加溢出。2.3.5 2.3.5 辅助寄存器和辅助寄存器算术单元辅助寄存器和辅助寄存器算术单元 CPUCPU包含包含8 8个个1616位的辅助寄存器位的辅助寄存器AR0AR0AR7AR7及辅助寄存器单及辅助寄存器单元元ARAUARAU。ARAUARAU是完全独立于是完全独立于CALUCALU的。的。2.5K字的数据字的数据/程序程序RAM15141312111098保留位CLKSRCLPM1LPM0CLKPS2CLKPS1CLKPS0保留位R_0RW_0RW_0RW_0
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