DSP原理及应用第2章ppt课件.ppt

2 1中央处理单元2 2系统配置寄存器2 3总线结构2 4引脚和信号说明 第二章内部结构及外部引脚 TMS320C2000概述 TMS320C2000概述 TMS320C2000是TI公司继第二代定点DSP处理器TMS320C2X和第三代定点DSP处理器TMS320C5X之后出现的一种低价格 高性能的定点DSP芯片 主要包括 TMS320C20 TMS320C24X TMS320C28X三个子系列 该产品的主要特点是 单周期指令执行时间为50 35或25ns 即运算能力为20 28 5或40MIPS 1 运算速度 源代码与TMS320C1X C2X全部产品兼容 产品与TMS320C5X产品向上兼容 2 兼容性 内部配置数量不同的RAM和ROM存储器 有的芯片还配有闪烁存储器Flash 利用闪烁存储器存储程序 不仅能降低成本 减小体积 而且系统升级也比较方便 3 片内存储器 DSP芯片资源配置比较灵活 目前该系列已有10多种不同配置的芯片 4 片内资源配置 表1 1TMS320C2000内部资源配置 TMS320C2000采用5V或3 3V供电 静态CMOS技术使功耗最小 5 功耗 TMS320C24x系列 TMS320C24x系列的特点 包含TMS320C25DSP核片上存储器扩展了EEROM PROM GLOBAL事件管理模块12路PWM3路加 减计数器多种比较单元等扩展外设ADC DAC6EXT INTERRUPTs 28GLOBALI Os多种通信口 TMS320C2812 1 主频150MHz核电压1 8V 1 9VFlash编程电压3 3V2 CPU 32位支持c c 汇编语言 可寻址4M空间的程序和4M空间的数据可兼容24X LF240X的源代码3 RAM 18KROM 128K 16FLASH 128K 164 3个外部中断5 128位SecurityKey Lock6 两个事件管理器 EVA和EVB 可产生PWM波形 与240X兼容7 一个SPI口 两个SCI口 增强型CAN控制器 eCAN 16通道12位ADCSPI模式的多通道串口 McBSP 高达56的可编程GPIO引脚 所有的C2000的器件都采用同样的中央处理单元CPU 总线结构和指令集 每个器件均有不同的片内存储器配置和片内外设 硬件特点 C2000是16位定点DSP 它采用改进的哈佛结构 其程序存储器和数据存储器有各自的总线结构 从而使其处理能力得到最大程度的优化 C2000有三个主要组成部分 中央处理单元 CPU 存储器片内外设 C2000的CPU 1 32位中央算术逻辑单元 CALU 2 32位的累加器 ACC 3 用于CALU的输入与输出数据比例移位器 4 16bit 16bit乘法器 MUL 5 乘积比例移位器 6 数据地址产生逻辑 7 程序地址产生逻辑 功能 将来自存储器的16位数据左移0 16位变成32位送往CALU 移位方法 均进行左移左移后 没有使用的低位LSB填0没有使用的高位MSB填0或用符号扩展 取决于状态寄存器ST1的符号扩展模式位SXM SXM 0填0SXM 1符号扩展 2 1 1输入比例部分 例 输入移位器接收数值AF11若SXM 0 左移8位后输出 00AF1100若SXM 1 左移8位后输出 FFAF1100 功能 利用16bit 16bit硬件乘法器 在一个机器周期内完成有符号或无符号乘法 乘积为32bit 乘法器 将来自16位数据存储器 或程序存储器 的值与TREG寄存器的值相乘 结果送到乘积寄存器PREG 32位 中 2 1 2乘法部分 乘积比例移位器 将PREG寄存器的乘积移位后 将全部32位送到CALU 或将结果的16位存到数据存储器 注意 移位后PREG的值不变 移位后的值直接送往CALU 移位模式 取决于状态寄存器ST1中的乘积移位模式PM位 D1D0位 注 Q31格式 XX XX XXX 31位二进制小数 包含三个部分 1 中央算术逻辑单元 CALU 2 累加器3 输出移位器 2 1 3中央算术逻辑部分 功能 实现各种算术逻辑运算 包括16位加 减 布尔逻辑操作 位测试 移动和循环 上述大部分运算只需一个时钟周期 1 中央算术逻辑单元 CALU 功能 存放CALU的操作结果 并可对其进行位移动或循环 其输出送往CALU或输出移位器与累加器相关联的状态位有进位位 溢出模式位 测试控制标志位 2 累加器 功能 将累加器的32位值进行左移0 7位 然后将移位器中的高位字 用SACH指令 或低位字 用SACL指令 保存到数据存储器 而累加器的内容保持为移位前的值不变 累加器32位 输出移位器 16位到数据总线 3 输出移位器 3CF0FA03累加器 00111100111100001111101000000101左移6位 00111100001111101000000101000000 用SACH指令 用SACL指令 数据存储单元 数据存储单元 移位方法 左移 移位时高位丢失 低位补0 例 返回 2 1 4辅助寄存器算术单元ARAU AR7 AR0提供了灵活而有效的间接寻址 使用其中任一个寄存器的16位地址就可以访问64K数据存储空间的任何单元 1 寻址功能 功能 对8个辅助寄存器 AR7 AR0 执行算术操作 该操作可与CALU中的操作并行进行 加1或减1 2 将AR0的内容与当前AR的内容进行比较 结果影响TC位ST1的测试 控制位 3 作暂存单元和软件计数器 2 运算功能 返回 ST0 ST1均为16位 含有状态和控制位 可通过数据存储器对其进行写和读 LST 装载状态寄存器 指令写ST0和ST1SST 保存状态寄存器 指令读ST0和ST1用SETC或CLRC指令可对ST0 ST1中的某些位单独置1或清0 2 1 5状态寄存器ST0和ST1 1 状态寄存器ST0 D15 D13D12D11D10D9D8 D0 RW xRW 0RW xRW 1RW x 注 R为读 W为写 后的值为复位后的值 x表示该值不受复位影响 ARP 辅助寄存器指针用来选择在间接寻址方式中使用的辅助寄存器AR0 AR7 使用MAR指令 LST指令和间接寻址访问存储器指令可以加载ARP 当ARP被装载时 先前的ARP值被复制到ARB缓存器 OV 溢出标志位OV 1 CALU运算发生了溢出 溢出时 OV位保持置位状态 直到被复位指令 条件转移指令或LST指令清0 OVM 溢出模式位 OVM决定累加器算术运算溢出的情况 当累加器处于溢出方式 OVM 1 且发生一次溢出时 产生下面两种情况 a 溢出方向为正 正向溢出 累加器被最大正数 7FFFFFFFh 填充 b 溢出方向为负 负向溢出 累加器被最大负数 80000000h 填充 当OVM 0时按正常情况处理累加器 用SETCOVM或CLRCOVM指令可将该位置1或清0 LST指令可修改OVM INTM 中断模式位 用来允许或禁止所有的可屏蔽中断 INTM 0 允许所有可屏蔽中断使能 INTM 1 禁止所有可屏蔽中断 DP 数据页面指针 当一条指令采用直接寻址方式时 这个9位的DP字段与指令中的低7位拼接起来形成数据存储器的16位地址 数据存储器地址 来自DP来自指令字的低7位 2 状态寄存器ST1 D15 D13D12D11D10D9D8 RW xRW 0RW xRW 1RW 1 D7D6D5D4D3D2D1D0 RW xRW 0 ARB 辅助寄存器指针缓存器 除LST 0 xx指令外 每当加载辅助寄存器指针 ARP 时 ARP原来的值就拷贝到ARB 当用LST 1 xx指令加载ARB时 同样的值也拷贝到ARP 两个系统控制和状态寄存器SCSR1和SCSR2均为存储器映射寄存器分别对240X的系统信号和片内外设模块进行选择配置 1 系统控制和状态寄存器1 SCSR1 地址7018h D15D14D13 D12D11 D9D8 R 0RW 0RW 0RW 1R 0 D7D6D5D4D3D2D1D0 RW 0RW 0RW 0RW 0RW 0RW 0R 0RC 0 D15Reserved 保留位 D14CLKSRC CLKOUT引脚时钟源选择位 0CLKOUT引脚输出CPU时钟1CLKOUT引脚输出看门狗时钟DCLKD13 D12LPM 低功耗模式选择位 指明CPU在执行IDLE指令时进入哪一种低功耗方式 参见3 6 00IDLE1 LMP0 模式01IDLE2 LPM1 模式1xHALT LPM2 模式 2 系统控制和状态寄存器2 SCSR2 地址7019h D15 D8 RW 0 D7D6D5D4D3D2D1D0 RW 0RC 1RW 0RW BOOT ENRW MP MCRW 1RW 1引脚引脚 注 RW表示可对该位读或写 C为清除 短划线后的值为复位后的值 TMS320C2000内部有6条16位总线 TMS320C2000的总线结构 PAB程序地址总线 提供读 写程序存储器的地址DRAB数据读地址总线 提供读数据存储器的地址DWAB数据写地址总线 提供写数据存储器的地址 PRDB程序读总线 将指令代码 立即操作数和表信息从程序存储器传送到CPUDRDB数据读总线 将数据从数据存储器传送到中央算术逻辑单元 CALU 和辅助寄存器算术单元 AUAR DWEB数据写总线 将数据写入程序存储器和数据存储器 特点 1 采用各自独立的数据地址总线分别用于数据读 DBAB 和数据写 DWAB 因此 CPU的读写可在一个周期内进行 C203与F206只有一个管脚功能不同 C203为BWT F206为MP MC 其它99个管脚功能完全相同 2 4 3TMS320LF240X引脚和信号说明TMS320LF2407芯片的封装为PGE封装 有144个引脚 TMS320LF2406芯片的封装为PE封