结构3_处理单元与数据通路

BIT TI 1 第2章数字信号处理器结构 1 处理器 基本结构 2 指令控制单元与流水线3 处理单元与数据通道4 存储器结构5 Cache VLIW结构 SIMD结构 中断机制 片上通用外设结构 BIT TI 2 第三节处理单元与数据通道 1 算术逻辑单元2 C6000的功能单元和数据通路 BIT TI 3 1 算术逻辑单元 处理器的数据处理单元是算术逻辑单元ALU ArithmeticLogicUnit 它完成数据的加法 乘法等算术运算和与 或 非 移位等逻辑操作处理单元总是与数据通道紧密相连的数据通道完成处理功能单元与数据寄存器 存储器之间的连接 BIT TI 4 1 算术逻辑单元 以数据字为算术运算单位 完成数据位的布尔运算和数据移位操作 BIT TI 5 1 算术逻辑单元 算术运算 大部分定点运算处理器采用2的补码表示定点数可进行加 减 乘三种基本运算操作两操作数的n位二进制整数的加或减产生小于n 1位的结果 即最多有一位进位输出 所以加法器经常有1个进位寄存器n位二进制的乘法产生2n位结果 所以乘法器的结果寄存器一般都是2n位的 紧跟的累加器是大于等于2n位的 BIT TI 6 1 算术逻辑单元 算术运算 浮点操作可以分成两部分 指数操作和尾数操作 BIT TI 7 1 算术逻辑单元 逻辑运算 在数字信号处理器中 算术逻辑移位运算特别灵活 移位位数一般可任意设置 可进行桶形移位和循环移位 在算术运算数据输入端和输出端均可移位 BIT TI 8 1 算术逻辑单元 传统处理单元结构 C2xx 输入移位单元 乘法单元 中央算术逻辑单元 一套程序总线 两套数据总线 BIT TI 9 1 算术逻辑单元 传统处理单元结构 C2xx C2xx的功能单元 3个 输入移位单元 乘法单元 中央算术逻辑 累加器 单元 乘法累加MAC指令乘法单元和CALU单元同时操作 使乘法累加运算在一个指令周期内完成 但是需要注意的是乘法累加的操作数是不同的 即本次加法的操作数是上次乘法运算的结果 因此只有在流水处理中 乘法累加指令才是单周期的复杂指令集结构 功能单元可直接对存储器操作多套总线1套程序总线 2套数据总线 BIT TI 10 2 C6000功能单元和数据通路 结构 BIT TI 11 2 C6000功能单元和数据通路 结构 C64x的处理单元和数据通路2个通用寄存器组 A和B 每组有32个寄存器 8个功能单元 L1 L2 S1 S2 M1 M2 D1 和 D2 2个数据读取通路 LD1和LD2 每侧有2个32位读取总线 2个数据存储通路 ST1和ST2 每侧有2个32位存储总线 2个寄存器组交叉通路 1X和2X 2个数据寻址通路 DA1和DA2 数据交叉 地址交叉 BIT TI 12 2 C6000功能单元和数据通路 功能 BIT TI 13 2 C6000功能单元和数据通路 功能 BIT TI 14 2 C6000功能单元和数据通路 功能 BIT TI 15 2 C6000功能单元和数据通路 数据通路 BIT TI 16 2 C6000功能单元和数据通路 数据通路 每个功能单元都有两个32位源操作数据src1和src2的读入口 BIT TI 17 2 C6000功能单元和数据通路 数据通路 每个功能单元都有它自己的32位写端口 所以在每个周期8个功能单元可并行使用 BIT TI 18 2 C6000功能单元和数据通路 数据通路 4个功能单元 L1 L2 S1和 S2 分别配有额外的8位写端口和读入口 可作长型 40位 操作数据的读写 BIT TI 19 2 C6000功能单元和数据通路 数据通路 M功能单元可返回64位结果 BIT TI 20 2 C6000功能单元和数据通路 数据通路 数据交叉通路 1X和2X 在功能单元 L可作为src1和src2 其余功能单元仅作为src2 BIT TI 21 2 C6000功能单元和数据通路 通用寄存器 通用寄存器的作用存放数据 作为指令的源操作数和目的操作数 src1 src2 longsrc dst longdst示出了通用寄存器与功能单元之间的数据联系 传送方向和数据字长 作为间接寻址的地址指针 寄存器A4 A7和B4 B7还可以以循环寻址方