第一章第二章2讲概要.ppt

TI公司及其DSP芯片简介,TMS320C2000,TMS320C5000,TMS320C6000系列,1、TMS320C2000系列：,四个子系列：C2XX子系列：16位定点DSP、20MIPSC24X子系列：16位定点DSP、20MIPSLF240X子系列：16位定点DSP、40MIPSF28X子系列：32位定点DSP、150MIPS,价格低，具有较高的性能和适用控制领域的必要功能，广泛应用于工业自动化、电机控制、家用电器和消费电子等领域,代表器件：TMS320F206PZTMS320F240TMS320LF2407TMS320F2812/11/10,TMS320C28X是到目前为止用于数字控制领域性能最好的DSP芯片。这种芯片采用32位的定点DSP核，最高速度可达400MIPS，可以在单个周期内完成32X32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/1.8V核），与TMS320C24X源代码兼容,C5000系列主要应用领域为：手机、数码相机、便携式媒体播放器、电信和IP产品。,2、TMS320C5000系列：,（1）C54X系列：16位定点DSP、100160MIPS,（2）C55X子系列：16位定点DSP、400MIPS,（4）C55X+ARM9系列：即OMAP平台,代表器件：5402，5409，5410，5416,5420。,代表器件：5510，5509，5502,（3）C54X+ARM7子系列:,代表器件：5470，5471，DSC21,3、TMS320C6000系列：,（1）C62X系列：32位定点DSP、12002400MIPS,（2）C67X子系列：32位浮点DSP、12002400MIPS,（3）C64X子系列：32位定点DSP，40008000MIPS,C6000系列DSP的应用领域有：宽带通信、无线3G基站、医疗成象，无线局域网、区域用户交换机、语音识别、多媒体网关、专业音频设备、网络照相机、机器视角、安全认证、工业扫描机、高速打印机、高级加密器等。,4、DSP芯片的选择,（A）DSP芯片的运算速度,(1)指令周期：即执行一条指令所需的时间，通常以ns（纳秒）为单位,(2)MAC时间：即一次乘法加上一次加法的时间。,(3)FFT执行时间：即运行一个N点FFT程序所需的时间,表1.3用DSP芯片实现数字滤波,（B）DSP芯片的价格,（C）DSP芯片的硬件资源,（D）DSP芯片的运算精度,（F）DSP芯片的功耗,（E）DSP芯片的开发工具,(G)封装的形式、质量标准、供货情况、生命周期等因素,(5)MOPS：即每秒执行百万次操作,(4)MIPS：即每秒执行百万条指令,(6)MFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作,(7)BOPS：即每秒执行十亿次操作,七、DSP芯片的应用,(1)信号处理如数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等,(2)通信如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话等,(3)语音如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音存储等,(4)图形/图像如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等；,(5)军事如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航、导弹制导等,(6)仪器仪表如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等；,(7)自动控制如引擎控制、声控、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等,(8)医疗如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等；,(9)家用电器如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等,第二章TMS320C45xDSP硬件结构,主讲人：陈德宏,表、各种寻址方式所用到的总线,一、总线结构,图、三级流水线操作,二、流水线,三、中央处理单元,40位算术逻辑运算单元ALU,2个40位累加器,移位-1630位的桶形移位寄存器,乘法器/加法器单元,比较、选择和存储单元,指数编码器,3、1算术逻辑运算单元,移位寄存器的输出,来自数据总线DB的数据存储器操作数,累加器A中的数据,累加器B中的数据,来自数据总线CB的数据存储器操作数,T寄存器中的数据,ALU的输出为40位被送到累加器A或B,溢出处理,双精度,进位,AG,AH,AL,保护位,高阶位,低阶位,累加器A,39-32,31-16,15-0,AG,AH,AL,保护位,高阶位,低阶位,累加器B,39-32,31-16,15-0,累加器A和B的差别仅在于累加器A的31-16位可以用作乘法器的一个输入,图、桶形移位器的功能框图,图、乘法器/加法器单元,比较、选择和存储单元（CSSU）完成累加器的高位字和低位字之间的最大值比较，即选择累加器中较大的字并存储在数据存储器中，改变状态寄存器ST0中的测试/控制位和传送寄存器（TRN）的值。同时，CSSU利用优化的片内硬件促进Viterbi型蝶形运算。,比较，选择和存储单元（CSSU）,指数编码器用于支持单周期指令EXP的专用硬件。在EXP指令中，累加器中的指数值能以二进制补码的形式存储在T寄存器中，范围为bit-8至31。指数值定义为前面的冗余位数减8的差值，即累加器中为消除非有效符号位所需移动的位数。当累加器中的值超过了32bits，该操作将产生负值。,指数编码器,C54x有三个状态和控制寄存器，它们分别为：状态寄存器ST0，状态寄存器ST1和处理器方式状态寄存器PMST。ST0和ST1包括了各种条件和方式的状态，PMST包括了存储器配置状态和控制信息。,CPU状态和控制寄存器,辅助寄存器指针,测试/控制标志位,进位位,累加器A的溢出标志,累加器B的溢出标志,数据存储器页指针,状态寄存器ST0,块重复作标志位,直接寻址编辑方式位,XF引脚状态位,保持方式位,中断方式位,溢出方式位,符号位扩展方式位,双16位/双精度算术运算方式位,小数方式位,修正方式位,累加器移位方式位,状态寄存器ST1,SSBXSXM;置位SMX=1RSBXSXM；复位SMX=0,中断向量指针,