SEED-TI-C2000-培训教材(1)PPT课件.pptx

SEEDTIC2000培训教材 2020 3 26 1 第一部分 介绍 2020 3 26 2 什么是数字信号处理器 Microprocessor P 一个多IC处理系统的核心器件2种基本的结构 VonNeumann 冯 诺依曼 Harvard 哈弗 VonNeumann 数据 代码共享内存空间数据 代码共享内存总线Example Intel sx86PentiumProcessorfamily Harvard 数据 代码独立存储空间数据 代码独立存储总线 2020 3 26 3 SOC 微控制器 C 用来实现实时控制的核以及输入输出接口都集成在片上确保在嵌入式应用中的高的性价比几乎能满足各类电子产品对运算能力和外设的要求2种 P 结构 VonNeumann和Harvard 广泛应用于Microcontrollers 2020 3 26 4 DSP 数字信号处理器 类似于微处理器 p 一个计算系统的核额外的用来加速复杂运算的外设 硬件乘法器 MPY 算术运算单元 ALU 多总线访问机制实现2n次乘法 加法运算的硬件移位寄存器 2020 3 26 5 典型的DSP算法 2020 3 26 6 乘加运算的实现 P 使用PC 通用的C代码编译器例如Visual Studio Net实现代码实例 includeintdata 4 1 2 3 4 intcoeff 4 8 6 4 2 intmain void inti intresult 0 for i 0 i 4 i result data i coeff i printf i result return0 6个基本操作 CPU将要执行的操作 设置指针1指向data 0 设置指针2指向coeff 0 读data i 到内核读coeff i 到内核MPYdata i coeff i 做加法运算修改指针1修改指针2自增 如果i 3 返回第三步重复执行3到8被称作 6BasicOperationsofaDSP DSP能够单周期执行完这6个基本操作 P的执行过程 机器 汇编码 AddressM CodeAssembly Instruction10 for i 0 i 4 i 00411960C745FC00000000movdwordptr i 000411967EB09jmpmain 22h004119698B45FCmoveax dwordptr i 0041196C83C001addeax 10041196F8945FCmovdwordptr i eax00411972837DFC04cmpdwordptr i 4004119767D1Fjgemain 47h11 result data i coeff i 004119788B45FCmoveax dwordptr i 0041197B8B4DFCmovecx dwordptr i 0041197E8B1485405B4200movedx dwordptr eax 4 425B40h 004119850FAF148D505B4200imuledx dwordptr ecx 4 425B50h 0041198D8B45F8moveax dwordptr result 0041199003C2addeax edx004119928945F8movdwordptr result eax00411995EBD2jmpmain 19h 411969h 2020 3 26 9 乘加运算的实现 DSP 使用DSP硬件平台以及Ti的C编译器来实现代码实例 intdata 4 1 2 3 4 intcoeff 4 8 6 4 2 intmain void inti intresult 0 for i 0 i 4 i result data i coeff i printf i result return0 DSP的执行过程 机器 汇编码 AddressMCodeAssemblyInstruction0 x8000FF69SPM00 x80018D040000RMOVLXAR1 data0 x800376C00000RMOVLXAR7 coeff0 x80055633ZAPA0 x8006F601RPT 10 x8007564B8781 DMACACC P XAR1 XAR7 0 x800910ACADDLACC P PM0 x800A8D040000RMOVLXAR1 y0 x800B1E81MOVL XAR1 ACC Example TexasInstrumentsTMS320F2812Space 12CodeMemory 9DataMemoryExecutionCycles 10 150MHz 66ns 2020 3 26 11 数字信号控制器 DSC C 带有一个微处理器 P 作为运算单元的单芯片微型计算机DSC 带有一个数字信号处理器 DSP 作为运算单元的单芯片微型计算机结合DSP优越的运算能力以及独立数据 程序存储结构和外设 得到最高效的海量运算嵌入式实时控制解决方案DSC Example TiC2000系列DSP 2020 3 26 12 第二部分 C2000结构 2020 3 26 13 C281xBlockDiagram 32x32bitMultiplier SectoredFlash A 18 0 D 15 0 ProgramBus DataBus RAM BootROM 22 32 bitAuxiliaryRegisters 332bitTimers RealtimeJTAG CPU RegisterBus R M WAtomicALU PIEInterruptManager 32 32 32 EventManagerA EventManagerB 12 bitADC Watchdog McBSP CAN2 0B SCI A SCI B SPI GPIO 2020 3 26 14 C28xCPUCore 32 bit定点DSP32x32bitMAC2次单周期16x16MAC DMAC 快速中断响应机制单周期读 写 修改指令8级流水线 完全避免硬件流水线冲突向上代码兼容性 DataBus 32 bitAuxiliaryRegisters 332bitTimers RealtimeJTAG CPU RegisterBus R M WAtomicALU ProgramBus PIEInterruptManager 32x32bitMultiplier 2020 3 26 15 C28xInternalBusStructure Data writeAddressBus 32 ProgramAddressBus 22 Execution R M WAtomicALU Real TimeEmulation TestEngine Program readDataBus 32 JTAG Program Decoder PC XAR0toXAR7 SP ARAU MPY32x32 XT P ACC ALU Registers Debug RegisterBus ResultBus Data Program writeDataBus 32 Data readAddressBus 32 Data readDataBus 32 Memory Data 4G 16 Program 4M 16 StandardPeripheralsExternalInterfaces 2020 3 26 16 XT 32 orT TL MULTIPLIER32x32orDual16x16 P 32 orPH PL AH 16 C28xMultiplierandALU Shifters DataBus DataBus ProgramBus ALU 32 32 32 32 32 32 AL 16 32 32 16 32 8 16 ShiftR L 0 16 ACC 32 AH MSBAH LSB AL MSBAL LSB 32 ShiftR L 0 16 32 ShiftR L 0 16 32 16 8 16 32 2020 3 26 17 C28xPointer DPandMemory DP 16bit 访问65536个数据页4M以上的数据存储区DP不能访问 MUX MUX 6LSBfromIR 22 32 XAR15 0 AR7 0 XAR31 16 C28xPipeline 流水线自动保护机制 8 stagepipeline E GAccesssameaddress F1 取指令地址F2 取指令内容D1 32 16判断边界D2 取指译码R1 操作数地址R2 取操作数E 指令执行W 写内容回存储单元 H 2020 3 26 19 TMS320F2812MemoryMap 128 BitPassword 0 x3D7C00 2020 3 26 20 CodeSecurityModule 保护知识产权 用户自定义密码128bit映射到存储空间 0 x000AE0 0 x000AE7寄存器受到EALLOW保护128 bits 2128 3 4x10381次 2cycle猜测所有的密码需要1 4 10E23年 2020 3 26 21 C28xFastInterruptResponseManager 支持96个独立的中断直接访问专用RAM 向量表 自动标志更新自动现场保护软件激发 INTR TRAP 可屏蔽中断 顺序执行非屏蔽中断 软立即执行 2020 3 26 22 C28x C24xModes C2xLPMode11C28xMode10C27X default 00Reserved01 OBJMODEAMODE ModeBits CompilerOption ModeType C24xsource compatiblemode 允许运行C24的代码 重新编译过的 使用C28代码产生工具C28xmode 可以使用C28的所有特征编译手段如果用户从外存引导就必须是28模式或者C2xLP v28 v28 m20 v27 2020 3 26 23 Reset Bootloader XMPNMC 0 microcomputermode 2020 3 26 24 第三部分 C2000Interrupt 2020 3 26 25 C28x中断源 C28xCORE 2个不可屏蔽中断 RSNMI14个可屏蔽中断 INT1 INT14 INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6 INT7 INT8 INT9 INT10 INT11 INT12 INT13 INT14 RS NMI 2020 3 26 26 C28X复位中断 WatchdogTimer ToRSpin RS C28xCore 2020 3 26 27 Reset BootLoader Notes F2810XMPNMCtiedlowinternaltodeviceXMPNMCreferstoinputsignalMP MCisstatusbitinXINTFCNF2registerXMPNMConlysampledatreset 2020 3 26 28 Bootloader模式 BootROMsoftwareconfiguresthedeviceforC28xmodebeforejump 2020 3 26 29 Reset引导过程 H0SARAM 8K FLASH 128K OTP 2K 0 x3F7FF6 0 x3D7800 0 x3D8000 0 x3F8000 0 x3FF000 0 x3FFFC0 BootROM 4K BROMvector 32 0 x3FFC00 BootCode RESET ExecutionEntryPointDeterminedByGPIOPins BootloadingRoutines SPI SCI A ParallelLoad 0 x3FFC00 2020 3 26 30 C28X中断源 EVandNon EVPeripherals EV ADC SPI SCI McBSP CAN 内部中断源 外部中断源 PIE PeripheralInterruptExpansion 2020 3 26 31 IFR中断标志寄存器 可屏蔽中断处理过程 中断使能寄存器 INTM以及IER被使能了才能响应 2020 3 26 32 中断标志寄存器 IFR 中断确定 IFRBit 1中断未确定 IFRBit 0 DINT EINT 禁止中断写IFR时产生中断 中断具有优先级CPU识别中断之后IFR由CPU复位复位状态为0 2020 3 26 33 中断使能寄存器 IER 使能 SetIERBit 1禁止 ClearIERBit 0 DINT EINT 禁止中断复位清零 2020 3 26 34 中断全局使能 INTM用来做全局的使能 禁止中断 使能 INTM 0禁止 INTM 1 resetvalue INTM只能被汇编语言修改 2020 3 26 35 PeripheralInterruptExpansion PIE PeripheralInterrupts12x8 96 96 2020 3 26 36 PIE寄存器 2020 3 26 37 复位时默认中断向量表 Memory 0 BROMVectors64W 0 x3FFFC0 0 x3FFFFF PIEVectors256W 0 x000D00 020406080A0C0E10121416181A1C1E2022242628 3E 5678910111213141516171819 Int1Int2Int3Int4Int5Int6Int7Int8Int9Int10Int11Int12Int13Int14 DefaultVectorTableRemappedwhenENPIE 1 2020 3 26 38 PIEVectorMapping ENPIE 1 CPUvectorsareremappedto0 x000D00inDataspace PIEvectorspace 0 x000D00 256WordmemoryinDataspace RESETandINT1 INT12vectorlocationsareRe mapped 2020 3 26 39 F2812 10PIEInterruptAssignmentTable INTx 8 INTx 7 INTx 6 INTx 5 INTx 4 INTx 3 INTx 2 INTx 1 INT1 WAKEINT TINT0 ADCINT XINT2 XINT1 PDPINTB PDPINTA INT2 T1OFINT T1UFINT T1CINT T1PINT CMP3INT CMP2INT CMP1INT INT3 CAPINT3 CAPINT2 CAPINT1 T2OFINT T2UFINT T2CINT T2PINT INT4 T3OFINT T3UFINT T3CINT T3PINT CMP6INT CMP5INT CMP4INT INT5 CAPINT6 CAPINT5 CAPINT4 T4OFINT T4UFINT T4CINT T4PINT INT6 MXINT MRINT SPITXINTA SPIRXINTA INT7 INT8 INT9 SCITXINTB SCIRXINTB SCITXINTA SCIRXINTA INT10 INT11 INT12 ECAN0INT ECAN1INT 2020 3 26 40 DeviceVectorMapping Summary PIEVectorTable256WordRAM0 x000D00 0DFF RESET 2020 3 26 41 中断响应过程 CPU动作描述 寄存器PUSH堆栈14个寄存器被自动保存 0 IFR bit 请IFR位0 IER bit 清IER位1 INTM DBGM禁止全局中断 Debug事件Vector PC加载中断向量表给PC指针Clearotherstatusbits清LOOP EALLOW IDLESTAT 2020 3 26 42 第四部分 C2000内存映射 BOOTROM 2020 3 26 43 TMS320F2812内存映射 BROMvector 32 MP MC 0ENPIE 0 reserved reserved reserved 数据 程序 0 x000000 0 x000400 0 x000800 0 x000D00 0 x001000 0 x006000 0 x007000 0 x008000