c2000,c5000,c6000系列DSP编程方法.docx

二、TI公司三大系列内部结构的简介1、C2000系列的内部结构1，C2000系列基于改进的哈佛结构，支持分开的程序空间和数据空间。还有第三个空间，即I/O空间，用于片外总线接口。外设总线映射到数据空间，因此，运行在数据空间的所有指令，都可以运行于所有的外设寄存器。C2000系列的CPU包括：一个32位的中心算术逻辑单元(CALU)、一个32位的累加器(ACC)、CALU具有输入和输出数据定标移位器、一个16x16位乘法器、一个乘积定标移位器、数据地址产生逻辑：包括8个辅助寄存器和1个辅助寄存器算术单元(ARAU)、程序地址产生单元C2000系列采用2xLPASIC核，其内部设有6组16位的数据与程序总线。这6组总线是：PAB(ProgramAddrBus)程序地址总线DRAB(Data-ReadAddrBus)数据读地址总线；DWAB(Data-WriteAddrBus)数据写地址总线；PRDB(ProgramReadBus)程序读总线；DRDB(DataReadBus)数据读总线；DWEB(DataWriteBus)数据写总线。将数据读地址总线(DRAB)和数据写地址总线(DWAB)分开，CPU就可以在同一个机器周期内读和写数据。C2000系列具有以下类型的片内存储器：双访问RAM(DARAM)，即一个机器周期内可以访问两次的存器；FlashEEPROM或工厂掩模的ROM。C2000系列的存储器分为单独可选择的4个空间，总共的地址范围为224K字：程序存储器(64K字)；局部数据存储器(32K字)；全局数据存储器(64K字)；输入输出(64K字)。2、C5000系列的内部结构C5000系列中央处理单元CPU包括算术逻辑单元、乘法器、累加器、移位寄存器、各种专门用途的寄存器、地址发生器、比较选择单元、指数编码器。具体内容如下先进的多总线结构，具有1条程序存储器数据总线、3条数据存储器数据总线和4条地址总线；40位算术逻辑单元(ALU)，包括40位的桶形移位寄存器和2个独立的40位的累加器；17位乘17位的并行乘法器与一个40位的专用加法器结合在一起，用于单周期乘累加操作；比较、选择和存储单元(CSSU)，用于Viterbi操作(一种通信的编码方式)中的加/比较选择；指数编码器用于在单周期内计算40位累加器的指数值；2个地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术单元6。C5000系列内部存储器系统包括1624位外接存储器接口、片内的程序ROM、片内的单访问的数据RAM和双访问的数据RAM。具有16位192K的基本可寻址空间：64K字程序空间，64K字数据和64K字的I/O空间7。C5000系列的片外设和专用电路包括软件可编程等待状态发生器；可编程的存储器体转换逻辑；片内的锁相环(PLL)时钟发生器，可采用内部振荡器或外部的时钟源；外部总线关断控制电路可用来断开外部数据总线、地址总线和控制信号；数据总线具有数据保持特性；可编程的定时器；直接存储器访问(DMA)控制器；可与主机直接连接的8位并行主机接口(HPI)，有些产品还包括：扩展的8位并行主机接口(HPI8)和16位并行主机接口(HPIl6)；片内的串口根据型号不同分以下类型：全双工的标准串口，支持8位和16位数据传送、时分多路(TDM)串口、缓冲串口(BSP)以及多通道缓冲串口(McBSP)。3、C6000系列的内部结构C6000系列DSP芯片的CPU包括：程序取指单元、指令分配单元、指令译码单元、双数据通道(每个通道包含4个功能单元)、32个32bit寄存器(C62x67x系列)64个32bit寄存器(C64x系列)、控制寄存器、控制逻辑、测试、仿真和中断逻辑、断电。芯片内的CPU有8个并行处理单元，分为相同的两组。单个指令字长度为32bit，8条指令构成一个指令包，总字长为256bit。芯片内部设置了专门的指令分配模块，可将每个256bit的指令包同时分配到8个处理单元，并由8个处理单元同时执行。当芯片的最高时钟频率为1GHz，且内部8个处理单元同时运行时，其最大处理能力可达8000MIPS。指令并行化是实现其良好性能的关键，使该系列DSP芯片的性能远远超出传统设计所实现的性能。DSP芯片的内部存储器为最大可达7Mbit的片内SRAM。它一般可划分为一级缓冲存储器(简称为缓存)、二级缓存两部分(C620xC670x系列仅具有一级缓存)。其一级缓存又可分为内部程序缓存和内部数据缓存两部分。C6000DSP芯片的存储器寻址空间为32bit，可以进行字节寻址，获得8bit、16bit、32bit数据。它可以很方便地配置不同速度、不同容量、不同复杂程度的存储器，其32bit的外部存储器接口(EMIF)可以直接与同步存储器连接(如同步动态随机存取存储器(SDRAM)、同步突发静态随机存取存储器(SBSRAM)，主要用于大容量、高速存储器；可以直接连接异步存储器如静态随机存取存储器(SRAM)、电可编程只读存储器(EPROM)，主要用于小容量数据存储器和数据存储；还可直接连接外部控制器，如与先入先出(FIFO)存储器连接。它的片内集成外设主要包括DMAEDMA、外部存储器接口(EMIF)以及一些辅助外设，诸如定时器、串行接口等，依靠这些外设，DSP芯片实现与外部器件的接口，完成相应的功能。DSP芯片在内部集成了众多的外围设备(简称外设)接口，可以方便地连接片外存储器、主机、串行设备等外设。TMS320C6000系列芯片的主要片内外设模块包括：程序和数据存储器控制器、直接存储器访问(DMA)控制器、增强型直接存储器访问(EDMA)控制器、外部存储器接口(EMIF)、多路缓冲串行口(McBSP)、多路音频串行口(McASP)、通用目标输入输出口(GPIO)、主机接I=1(HPI)、中断选择器、定时器(Timer)、二级内部存储器(Two_LevelInternalMemory)、锁相环(PLL)控制器、扩展总线(XBUS)、外围部件互连(PCI)。三、内部结构的对比C2000系列DSP是针对工业应用提供的高性能和高代码效率控制器，针对不同的控制设计方案具有丰富的可选产品线。C2000数字信号处理器在提供通用处理器性能的同时，将丰富的微控制器集成外设与TI领先的DSP技术融合在一起，外设包括Flash存储器、快速AD转换器和稳定的CAN模块等。利用TI强大的低成本、高集成的C2000控制器平台，用户可以在减小系统成本的同时提高产品性能，并能快速投向市场。C2000系列DSP芯片具有如下特点：TMS320C20x是最早使用片内闪烁存储器的DSP芯片，闪烁存储器具有比ROM灵活、比RAM便宜的特点，TMS320F206和TMS320F207的片内具有32K字的闪烁存储器和4.5K字的RAM。利用闪烁存储器存储程序，不仅降低了成本，减小了体积，而且系统升级也比较方便。此系列DSP芯片针对数字控制系统应用进行了优化设计，芯片内部具有多达16路的10位AD转换功能，具有多个通用定时器和一个看门狗定时器，具有多达14个的脉宽调制(PwM)输出通道，最多具有41个通用IO引脚。C5000系列是一个定点低功耗系列，特别适用于手持通讯产品，如手机、PDA、GPS等。目前的处理速度一般在80MIPS一400MIPS。C5000系列主要分为C54xx和C55xx两个系列。两个系列在执行代码级是兼容的，但他们的汇编指令系统却不同。C5000包含的主要外设有McBPS同步串口，HPI并行接口，定时器，DMA等。其中C55XX提供EMIF外部存储器扩展接口，允许用户直接使用SDRAM、SBSRAM、SRAM、EPROM等各种存储器。而C54XX没有提供EMIF，所以只能直接使用静态存储器SRAM和EPROM。另外，C5000系列一般都使用双电源供电，其I/0电压和核电压一般不同，而且不同型号也有差别。不过，TI提供了全系列的DCDC变换器可以解决DSP的电源问题。C6000系列的CPU是第一款采用VelociTI体系结构的DSP芯片。VelociTI是高性能、先进的超长指令字(VLIW)结构。在具有VLIW结构的处理器中，多个功能单元并行工作，共享公用的大型寄存器组，同时执行的各种操作是由VLIW的长指令分配模块来进行同步协调的。C6000系列DSP芯片的这种结构使其成为多通道、多功能以及高性能应用的首选器件 4求的地方。DSP的传统设计往往是采取主从式结构：在一块电路板上，DSP做从属机，负责数字信号处理运算；外加一块嵌入式微处理器做主机，来完成输入、控制、显示等其他功能。为此，TI专门推出了一款双核处理器OMAP，包含有一个ARM和一个C5000系列DSP，OMAP处理器C55x系列，采用改进的哈佛结构(1组程序存储器总线、3组数据存储器总线和4组地址总线)。包含中央处理器(CPU)、存储器和片上外设三个部分。具有8条16位总线：1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线和高度并行性的算术逻辑单元(ALU)。专用的硬件逻辑、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集，是芯片达到高性能、高速度，操作更方便、更灵活2。图2C5000系列DSP的基本结构在CPU方面：(1)先进的多总线结构，采用改进的哈佛结构；(2)40位算术逻辑单元(ALU)，包括40位的桶形移位寄存器和2个独立的40位的累加器；(3)17位乘17位的并行乘法器与一个40位的专用加法器结合在一起，用于单周期乘/累加操作；(4)比较、选择和存储单元(CSSU)，用于Viterbi操作(一种通信的编码方式)中的加/比较选择；(5)指数编码器用于在单周期内计算40位累加器的指数值；(6)2个地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术单元。在存储器系统方面：具有16位192K基本可寻址空间：64K字程序空间，64K字数 5据和I/O空间；在片外设和专用电路方面：(1)软件可编程等待状态发生器；(2)可编程的存储器体转换逻辑；(3)片内的锁相环(PLL)时钟发生器，可采用内部振荡器或外部的时钟源；(4)外部总线关断控制电路可用来断开外部数据总线、地址总线和控制信号；(5)数据总线具有数据保持特性；(6)可编程的定时器；(7)直接存储器访问(DMA)控制器；(8)可与主机直接连接的8位并行主机接口(HPI)，有些产品还包括：扩展的8位并行主机接口(HPI8)和16位并行主机接口(HPIl6)；(9)片内的串口全双工的标准串口，支持8位和16位数据传送、时分多路(TDM)串口、缓冲串口(BSP)以及多通道缓冲串口(McBSP)。(10)指令的执行采用指令预提取、指令提取、指令译码、访问操作数、读取操作数、执行等六级流水线并行结构。此外，还具有符合IEEE1149.1标准的在片仿真接口，可与主机连接，用于系统芯片开发应用。TMS320C55XX是在C54X的基础上发展起来的并与其兼容。C55X通过增加功能单元，增强了运算能力，性能更好和功耗更低。是目前最省电的芯片，更适合在数据效率高、运算量大的2.5G和3G的无线通信中使用。相比C54X，该芯片在CPU的功能方面做了扩展：(1)总线增加了2条，一条读操作总线(BB)，一条写操作总线(WB);(2)增加了一个乘加单元(MAC)。(3)增加了一个16位的ALU。(4)将累加器增至4个：AC0、AC1、AC2、AC3。(5)临时寄存器增至4个：T0、T1、T2、T3。与C54X相比，C55X不仅增加了硬件资源，也优化了资源的管理，所以性能得到了大大的提升，处理能力可达400800MIPS，广泛应用于移动通信终端设备中。2.3TMS320C6000系列TMS320C6000平台，包含定点C62x和C64x以及浮点C67x。其追求的是至高性能，最近新推出的芯片速度高达1GHZ，适合宽带网络、图像、影像、雷达等处理应 6用。内部数据/Cache存储器32位外部存储接口包括直接同步存储器接口，可与同步动态存储器(SDRAM),同步突发表态存储器（SBSRAM）直接相连，主要用于大容量高速存储。还包括直接异步存储器接口，可与SRAM和EPROM连接，主要用于小容量数据存储和程序存储。还有直接外部控制器接口，可与FIFO寄存器连接，可以方便的配置不同速度、不同容量、不同复杂程度的存储器。C6000的其他模块包括：四通道自动加载DMA协处理器，可用于数据的DMA传输；16位宿主机接口，可以将C6000配置成宿主机的DSP加速器；灵活的锁相环路时钟产生器，可以对输入时钟进行不同的倍频处理。有的芯片内集成的JTAG仿真扫描装置，方便开发和程序调试。图3C6000系列DSP的基本结构C62xx16位定点DSP：速度为12002000MIPS,适用于无线基站、ADSL、MODEM池（pooledModem）、网络系统及数字音频广播设备等场合，价格21224美元。工作频率：150-300MHz；运行速度：1200-2400MIPS；内部2个乘法器，6个算术逻辑单元，超长指令字（VLIW）结构，大容量的片内存储器和大范围的寻址能力，4个DMA接口，2个多通道缓存串口，2个32位片内外设。C67xx32为浮点DSP：速度为1000MFLOPS，适用于基站数据波束形成、图像处理、语音识别及3D图形等。工作频率：400-600MHz，运行速度：3200-4800MIPS具有特殊功能的指令集。C64xx为定点DSP：C64xx系列的芯片工作频率高达1000MHz，计算速度已超过50亿次指令/秒，而功耗仅为现有器件的1/3。C64xx系列芯片可通过一条单独接入家庭的宽带线路传输大量的个性化数据、视频和语音，并可通过地3G无线基站向手机发送多媒7体信息。C64xx和C62xx代码兼容，但结构有显著的加强，其初期的工作频率可达750MHz。C67xx在C62xx八个功能块中的六个上增加了浮点功能，因此其指令集是不同的。C6000没有专门的MAC单元，而是使用分开的乘法和加法指令来实现MAC操作。尽管该操作需要两个指令周期，但其流水的效果仍然是单周期执行。这种结构包含两个数据通道，以便和各有四个功能单元的两组相匹配。C62x和C64x包含两个乘法单元（M）、六个32-bit的算术单元、40-bit的ALU和40-bit的桶型移位器。C64x的M单元每个时钟周期执行两个16316-bit的乘法，而C62x则只能执行一个乘法。此外，C64x的每个M单元可以在每个周期内作四个838-bit的乘法。M单元的位计数和旋转硬件，可以支持bit水平的算法。2.4三大芯片性能比较(1)从C2000系列芯片的应用领域不难看出，它的内核十分适宜进行工业控制。内核中哥哥存储器和累加器的运算逻辑单元不说，具有高位宽高精度高效率的AD转换集成功能，具有增强型事件管理器，增强型的脉冲宽度调制功能部分，增强型的多路数据同时和排序采集单元，OEP元件，还有增强型的定时器单元，多数量的SPI和SCI等，从而在整体上更加有利于控制信号的变量实时的采集和处理。(2)高效，低耗是C5000系列的最大特点。在各种CPU单元还有片内外设及各种总线和用户接口不断改进的同时，有的还加入新的ARM核，从而更加提高整体的运行效率。通过增加可控的电源选择装置，从而为各模块能够在最低功耗的前提下达到要求的效果提供了实现方法。这也是此系列芯片用在消耗类电子产品中的原因。(3)从运行速度上，C6000居首位，因为它集成了很多完整功能的外设在片内。采用的寻地址位宽可达32位甚至更大，具有超强指令字处理功能，指令更加高效。更有先进的多路DMA，集成多个单DSP功能，扩充各种总线和数据接口数目，加强整体的智能控制，增加高速缓存等各种方法，大大的提高运算速度，达到处理超大数量信息的能力。结论通过对TI公司三大系列DSP芯片内部结构整体的比较，从他们适宜应用的领域出发，得出了三个系列的结构特点和区别，对DSP芯片有了一定的了解，为今后更好地学习DSP打下了良好的理论基础2.1TMS320C2000系列TMS320C2000平台包含TMS320C20x/C24x和32位的C28x的定点DSP。该系列使用TMS3202XLP作为处理核心，系列中不同型号配置上不同的片上外设，具有高中低的不同控制能力，其中C24x系列市场销量很好，而对C28xx系列，TI则认为很有市场潜力而大力推广。C2000专门针对控制领域做了内核的优化配置，集成了众多的片内外设，使其更适合逆变器、马达、机器人、数控机床、电力等应用领域。由于C2000定位在控制领域，其包含了大量片内外设，如IO、SCI、SPI、CAN、A/D等等。这样C2000既能作为快速微控制器来控制对象，也能作为DSP来完成高速数字信号处理，DSP的高性能与通用微控制器的方便性紧密结合在一起，所以C2000也常被称为DSP控制器2C2000系列在工业控制和家电领域中，一个比较大的市场是变频器和不间断电源(UPS)。二者在电路结构上基本一致，都是整流+滤波+桥式逆变结构，控制上都是采用脉冲宽度调制（PWM）控制。C2000为此专门设计了能产生PWM的事件管理器（EV），用户可以方便地用来生成PWM，调节死区等。事实上绝大多数电机控制，包括步进电机，都是采用PWM控制，都适合采用DSPC2000控制，可获得更好的细分、速度与精度。128K字SectoredFlash18K字RAM4K字BootROM存储器总线中断管理3232bit乘法器32bit定时器(3)定时JTAGR-M-WAutomicALU32bit寄存器组事件管理器A看门狗watchdog事件管理器B12bit模数转换器ADC通用输入输出口GPIO多通道缓冲串口McBSPCAN-20BSCI-ASCI-BSPI-串口C28x32bitDSP图1TMS320C28x控制器总体结构C2000系列DSP芯片系列具有许多独特的地方：(1)采用多组总线结构实现并行处理机制，容许CPU同时进行程序指令和存储数据的访问；(2)采用独立的乘法器和累加器，使复杂的乘法运算能快速进行；(3)乘法器和累加器分别连接比例移位器，使得许多复杂运算或运算后的定标能在一条指令中完成；(4)有丰富的寻址方式，可方便灵活的编程；(5)有完善片内外设，可构成结构完整的单片系统；该系列芯片具有3条地址总线：程序读地址总线(PAB)、数据读地址总线(DRAB)、数据写地址总线(DWAB)；具有3条数据总线：程序读数据总线(PRDB)、数据读数据总线(DRDB)、数据写数据总线(DWDB)；采用四级流水线操作：取指令(P)、指令译码(T)、取操作数(D)和执行指令(E)。该系列芯片的CPU称为TMS3202XLP，其中32位中央算术逻辑单元(CALU)执行算数运算和逻辑运算，32位累加器接受CALU的结果，1个1616位的硬件乘法器，逻辑/地址产生逻辑功能的8个辅助寄存器和操作它们的8个算术逻辑单元(ARLU),2个包含状态位和控制位的状态寄存器(ST0、ST1)。存储器I/O空间由3个独立编址的存储器空间组成：64K的程序存储器、数据存储器和I/O空间。其中数据存储器空间地址范围还包括最大32K的全局数据存储器空间。片上的544字的双存取RA具有比外存储器更优性能，更低的成本和更少的功耗，从而加快了系统速度。片上外设包括涉及与时间有关事件的时间管理模块(EV)。EV含有通用定时器、比较器、PWM发生器、捕获器；A/D转换模块(ADC)含有2个8通道10位的A/D转换器；串行通信接口(SCI)是一个标准的串行异步数字通信接口模块，可以实现双工和半双工通信，串行外设通信模块(SPI)提供了一个高速同步串行总线，实现与带有SPI的芯片连接，为工程应用系统提供了方便；中断管理模块负责处理DSP内核中断，片内外设以及外部引脚中断的响应过程。DAC转换模块为双10位模数转换器，系统监视模块由看门狗和实时中断定时器组成，负责监视芯片的软硬件运行状态。系统复位部分，当系统出现故障时可以在一定时间内复位或得到已知状态。最后JTAG逻辑扫描电路与IE1149.1的逻辑扫描电路兼容，用于系统仿真和测试。2.2TMS320C5000系列TMS320C5000平台，是专门针对低功耗、高性能的高速实时信号处理而专门设计的16位定点DSP，广泛应用于无线通信系统设备和远程通信等实时嵌入系统中。其提供性能、外围设备、小型封装和电源效率的优化组合，适合便携式上网、语音处理及对功耗有严格要求的地方。DSP的传统设计往往是采取主从式结构：在一块电路板上，DSP做从属机，负责数字信号处理运算；外加一块嵌入式微处理器做主机，来完成输入、控制、显示等其他功能。为此，TI专门推出了一款双核处理器OMAP，包含有一个ARM和一个C5000系列DSP，OMAP处理器把主从式设计在芯片级上合二为一，一个典型的应用实例为诺基亚手机。表2TMS320C5000主要性能和典型应用TMS320C5000包含代码兼容的定点C54x系列和C55x系列，采用改进的哈佛结构(1组程序存储器总线、3组数据存储器总线和4组地址总线)。包含中央处理器(CPU)、存储器和片上外设三个部分。具有8条16位总线：1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线和高度并行性的算术逻辑单元(ALU)。专用的硬件逻辑、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集，是芯片达到高性能、高速度，操作更方便、更灵活2。图2TMS320C54x控制器总体结构在CPU方面：(1)先进的多总线结构，采用改进的哈佛结构；(2)40位算术逻辑单元(ALU)，包括40位的桶形移位寄存器和2个独立的40位的累加器；(3)17位乘17位的并行乘法器与一个40位的专用加法器结合在一起，用于单周期乘/累加操作；(4)比较、选择和存储单元(CSSU)，用于Viterbi操作(一种通信的编码方式)中的加/比较选择；(5)指数编码器用于在单周期内计算40位累加器的指数值；(6)2个地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术单元。在存储器系统方面：具有16位192K基本可寻址空间：64K字程序空间，64K字数据和I/O空间；在片外设和专用电路方面：(1)软件可编程等待状态发生器；(2)可编程的存储器体转换逻辑；(3)片内的锁相环(PLL)时钟发生器，可采用内部振荡器或外部的时钟源；(4)外部总线关断控制电路可用来断开外部数据总线、地址总线和控制信号；(5)数据总线具有数据保持特性；(6)可编程的定时器；(7)直接存储器访问(DMA)控制器；(8)可与主机直接连接的8位并行主机接口(HPI)，有些产品还包括：扩展的8位并行主机接口(HPI8)和16位并行主机接口(HPIl6)；(9)片内的串口全双工的标准串口，支持8位和16位数据传送、时分多路(TDM)串口、缓冲串口(BSP)以及多通道缓冲串口(McBSP)。(10)指令的执行采用指令预提取、指令提取、指令译码、访问操作数、读取操作数、执行等六级流水线并行结构。此外，还具有符合IEEE1149.1标准的在片仿真接口，可与主机连接，用于系统芯片开发应用。TMS320C55XX是在C54X的基础上发展起来的并与其兼容。C55X通过增加功能单元，增强了运算能力，性能更好和功耗更低。是目前最省电的芯片，从而更适合在数据效率高、运算量大的2.5G和3G的无线通信中使用。相比C54X系列，该芯片在CPU的功能方面做了扩展：(1)总线增加了2条，一条读操作总线(BB)，一条写操作总线(WB);(2)增加了一个乘加单元(MAC)。(3)增加了一个16位的ALU。(4)将累加器增至4个：AC0、AC1、AC2、AC3。(5)临时寄存器增至4个：T0、T1、T2、T3。与C54X相比，C55X不仅增加了硬件资源，也优化了资源的管理，所以性能得到了大大的提升，处理能力可达400800MIPS，广泛应用于移动通信终端设备中。2.3TMS320C6000系列TMS320C6000平台，包含定点C62x和C64x以及浮点C67x。其追求的是至高性能，最近新推出的芯片速度高达1GHZ，适合宽带网络、图像、影像雷达等处理应用。表3TMS320C6000主要性能和典型应用在250MHz的主频条件下，C6000的运算速度可以达到2000MIPS。该系列芯片包括定点的C62XX系列，浮点是C67XX系列，其中C64XX最新成员，它为第三代无线产业、宽带基础设施和影像应用带来了技术的变革。图3TMS320C6000控制器总体结构C6000系列具有超强的指令字(VLIW)处理能力。单指令字长为32位，内部共有8个并行的处理单元，8条指令组成一个指令包，在一个时钟周期内完成。工作频率可达200MHz，每秒完成1.6G此操作。通过片内的锁相环(PLL)获得倍频输入时钟。C6000的8个独立单元中有2个16位乘法器和6个算术逻辑单元。采用加载和储存的结构，数据在多处理器单元传输依靠32个32位通用寄存器。指令可以进行字节寻址，并有条件决定是否执行。寻址空间为32位，芯片内部集成了1Mb7Mb的片内SRAM，且被分成两片：一是内部程序/Cache存储器，二是内部数据/Cache存储器。32位外部存储接口包括直接同步存储器接口，可与同步动态存储器(SDRAM),同步突发表态存储器（SBSRAM）直接相连，主要用于大容量高速存储。还包括直接异步存储器接口，可与SRAM和EPROM连接，主要用于小容量数据存储和程序存储。还有直接外部控制器接口，可与FIFO寄存器连接，可以方便的配置不同速度、不同容量、不同复杂程度的存储器。C6000的其他模块包括：四通道自动加载DMA协处理器，可用于数据的DMA传输；16位宿主机接口，可以将C6000配置成宿主机的DSP加速器；灵活的锁相环路时钟产生器，可以对输入时钟进行不同的倍频处理。有的芯片内集成的JTAG仿真扫描装置，方便开发和程序调试。2.4三大系列内部结构比较首先，三大系列芯片有共同之处，具有相同点：(1)都包含中央处理器(CPU)、存储器和片上外设三个部分。(2)片内组织都采用哈佛结构，更多的是改进的哈佛结构，并采用多级流水线，从而提高片内指令的运行速度和运行效率。(3)在CPU单元中都具有相应的乘法加法器，ALU，筒形移位器等等基础逻辑运算单元。(4)都有相应的软硬件复位装置功能，如看门狗等。(5)各种总线接口，主从机接口，通用的IO口，SPI，SCI,CAN等外设的一种或几种。都支持JTAG仿真。再次，三大系列芯片由于应用各领域的不同，具有鲜明的不同点：(1)从C2000系列芯片的应用领域不难看出，它的内核十分适宜进行工业控制。内核中哥哥存储器和累加器的运算逻辑单元不说，具有高位宽高精度高效率的AD转换集成功能，具有增强型事件管理器，增强型的脉冲宽度调制功能部分，增强型的多路数据同时和排序采集单元，OEP元件，还有增强型的定时器单元，多数量的SPI和SCI等，从而在整体上更加有利于控制信号的变量实时的采集和处理。(2)高效，低耗是C5000系列的最大特点。在各种CPU单元还有片内外设及各种总线和用户接口不断改进的同时，有的还加入新的ARM核，从而更加提高整体的运行效率。通过增加可控的电源选择装置，从而为各模块能够在最低功耗的前提下达到要求的效果提供了实现方法。这也是此系列芯片用在消耗类电子产品中的原因(3)从运行速度上，C6000居首位，因为它集成了很多完整功能的外设在片内。采用的寻地址位宽可达32位甚至更大，具有超强指令字处理功能，指令更加高效。更有先进的多路DMA，集成多个单DSP功能，扩充各种总线和数据接口数目，加强整体的智能控制，增加高速缓存等各种方法，大大的提高运算速度，达到处理超大数量信息的能力，。TI公司三大系列DSP芯片内部结构之比较二、TMS320C2000系列TMS320C2000是作为优化控制的DSP系列。TMS320C2000系列DSP集成CPU核和控制外设于一体，提供了高速的ADC和PWM发生器等，集成强大灵活的特定控制接口。C2000DSP既具有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，非常实用于工业、汽车、医疗和消费类市场中数字电机控制、数字电源和高级感应技术。在太阳能逆变器、风力发电等绿色能源应用领域也将得到广泛应用。TMS320C2000系列目前主要有16位的TMS320F24x和32位的TMS320C28x两个子系列。TMS320F24x是较早的16定点DSP控制器，性能达到40MIPS，提供了高度集成的闪存、控制和通信外设，也提供了引脚兼容的ROM版本，代表产品有F240和F2407。TMS320C28x是32位的控制器，主要包括了TMS320x280x、TMS320x281x、TMS320F282xx和浮点的TMS320F283xx系列，4个子系列都采用同样的C28xCPU核，软件完全兼容，目前共有28种芯片。TMS320x280x系列外设功能增强且极具价格优势，采用100引脚封装，所有产品引脚兼容。具有高达128KB的闪存和100MIPS的性能，也有ROM版本的产品，该系列共有12款产品，它们全部引脚兼容。该系列增强了事件管理模块的功能，具有HPRWM输出，串行外设最高达到4个SPI模块快、2个SCI模块、2个CAN模块和1个I2C总线。TMS320x281x系列的TMS320F281x系列具有高达128KB的Flash和150MIPS的性能，该系列共有8款产品。TMS320x282x系列是32位定点DSP控制器，工作频率高达150MHz，包括TMS320F28232、TMS320F28234和TMS320F28235共3款产品。TMS320F283x是TI最新推出的浮点数字信号控制器，包括了定点的32位C28xCPU核，还包括一个单精度32位IEEE754浮点单元，浮点协处理器速度可达300MELOPS，主要产品有TMS320F28332、TMS320F28334和TMS320F28335，该系列产品在太阳能发电和汽车雷达等系统中可以充分发挥作用，与F281x相比，F282x和F283x增加了6通道DMA、I2C接口，GPIO数增加到88个，片内串行接口数和存储器容量也有所提高，有高达512KB的片上Flash。F282x和F283x产品引脚完全兼容。在C2000系列中，TI主推C24x和C28x两个子系列，如表1所示。表1TMS320C2000定点DSPDSP类型特性C24x16bit数据，定点SCI，SPI，CAN，10bitA/D，事件管理器，看门狗定时器，片上Flash存储器，2040MIPSC28x32bit数据，定点SCI，SPI，CAN，12bitA/D，McBSP，看门狗定时器，片上Flash存储器，400MIPSTMS320C28x是到目前为止用于数字控制领域性能最好的DSP芯片。32位的定点DSP核，最高速度可达400MIPS，可以在单个指令周期内完成3232位的乘累加运算，具有增强的电机控制外设、高性能的模/数转换能力和改进的通信接口，具有8GB的线性地址空间，采用低电压供电(3.3V外设/1.8VCPU核)，与TMS320C24x源代码兼容。TMS320C5000系列TMS320C5000是16位定点、低功耗的DSP，最适合便携式上网以及无线通信等应用场合，如手机、PDA、GPS等应用，处理速度在80400MIPS。TMS320C5000主要成员有TMS320C55x和TMS320C54x两个16位定点DSP子系列，两者软件兼容。C54x具有很好的操作灵活性和很高的运行速度，其结构采用改善的哈佛结构（一组程序存储器总线、3组数据存储器总线、4组地址总线），具有专用硬件逻辑的CPU、片内存储器、片内外设以及一个效率很高的指令集。C54x具有以下主要优点：使用改善的哈佛结构，时的性能和多功能性都得以提高；具有高度并行性和专用硬件逻辑的CPU设计，是芯片性能大大提高；效率很高的指令集更适合于快速算法的实现和高级语言编程的优化；模块化结构的设计，是派生器件得到了更快的发展；先进的IC制造工艺，提高了芯片性能，降低了功耗；先进的静态设计技术，使得芯片具有更低的功耗和更强的应用能力。TMS320C54x结构框图如图1所示。图1TMS320C54x结构框图C55x工作在0.9V时，功耗低至0.005mW/MIPS。工作在400MHz钟频时，可达800MIPS。和120MHz的C54x相比，300MHz的C55x性能提高5倍。功耗将为1/6。因此，C55x非常适合个人的和便携式的应用以及数字通信设施的应用。C55x的核具有双MAC以及相应的并行指令，还增加了累加器、ALU和数据存储器，其指令集是C54x指令集的超集，以便和扩展了的总线结构、新增加的硬件执行单元相适应。C55x的指令长度从8bit到48bit可变，由此可控制代码的大小，比