DSP第二章C54x结构与工作原理——总线结构和存储器结构ppt课件

1、20212021年年9 9月月7 7日日1 1DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础第三节第三节 内部总线构造内部总线构造不同总线作用与区别不同总线作用与区别 程序总线程序总线PBPB 数据总线数据总线CBCB、DBDB和和EBEB 地址总线地址总线PABPAB、CABCAB、DABDAB和和EABEAB在片双向总线在片双向总线 传送传送取自取自程序程序存储存储器的器的指令指令代码代码和立和立刻操刻操作数。作数。CB和和DB传送读自数据存储器的操作数，传送读自数据存储器的操作数，EB传送写到存储器的数据。传送写到存储器的数据。传送传送执行执行指令指令所需所需的地的地址。址。20212021年

2、年9 9月月7 7日日2 2DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础20212021年年9 9月月7 7日日3 3DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础读读/ /写方式写方式地址总线地址总线程序程序总线总线数据总线数据总线PABCABDABEABPBCBDBEB程序读程序读程序写程序写单数据读单数据读双数据读双数据读长数据长数据(32(32位位) )读读hwhwlwlw(h(hw)w)lwlw单数据写单数据写数据读数据读/ /数据数据写写双数据读双数据读/ /系系数读数读外设读外设读外设写外设写20212021年年9 9月月7 7日日4 4DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础 为何要设置

3、多内部总线为何要设置多内部总线 一个机器周期内可完成的存取操作一个机器周期内可完成的存取操作 为何要用两个辅助存放器算术运算单元为何要用两个辅助存放器算术运算单元 一个周期内如何执行一个周期内如何执行3 3操作数指令操作数指令 要点要点并行处置和流并行处置和流水线任务水线任务取取1指、指、读读2字、字、写写1字。字。双 字 寻 址 取双 字 寻 址 取双操作数双操作数用用C、D、P总总线取操作数线取操作数20212021年年9 9月月7 7日日5 5DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础第四节第四节 C54x芯片的存储器构造芯片的存储器构造一、哈佛构造一、哈佛构造冯冯 诺依曼诺依曼构造构造特

4、点特点与与区别区别程序程序/数据存储器数据存储器CPU两种构造的两种构造的目的旨在从目的旨在从存储器存取存储器存取数据。区别数据。区别在于程序在于程序/数数据总线能否据总线能否分行。分行。两种构造的两种构造的目的旨在从目的旨在从存储器存取存储器存取数据。区别数据。区别在于程序在于程序/数数据总线和空据总线和空间能否分开。间能否分开。20212021年年9 9月月7 7日日6 6DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础哈佛构造哈佛构造 改善的哈佛构造改善的哈佛构造特点特点与与区别区别程序存储器程序存储器CPU数据存储器数据存储器对存储器空间分配的不同思索对存储器空间分配的不同思索部 分部 分程序

5、程序/数 据数 据空 间空 间可 交可 交叉叉20212021年年9 9月月7 7日日7 7DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础二、哈佛构造存储空间分配二、哈佛构造存储空间分配 64K64K字程序存储空间字程序存储空间64K64K字数据存储空间字数据存储空间空空间间构构架架DARAMSARAMROM64K64K字的字的I/OI/O空间空间并行性及并行性及RAMRAM双寻址双寻址片内片内/ /片外存储器片外存储器特特点点程 序 存 储程 序 存 储器器/片外存片外存储 器 本 身储 器 本 身不能并行不能并行20212021年年9 9月月7 7日日8 8DSPDSP技术与应用基础技术与应用基

6、础存储器型式存储器型式C541C542C543C545C546C548C549ROM28K2K2K48K48K2K16K程序程序20K2K2K32K32K2K16K程序程序/ /数据数据8K0016K16K00DARAM5K10K10K6K6K8K8KSARAM0000024K24K20212021年年9 9月月7 7日日9 9DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础1 1存储器空间的划分与交叉存储器空间的划分与交叉 片内存储器片内存储器类型类型空间空间交叉交叉的条件的条件使能使能制止制止程序程序数据数据片内存储器空间片内存储器空间DARAMSARAMROMPMSTMP/MCMP/MC位位OV

7、LYOVLY位位DROMDROM位位20212021年年9 9月月7 7日日1010DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础C54x中，片内存储器的型式有中，片内存储器的型式有DARAM、SARAM和和ROM三种，取决于芯片的型号。三种，取决于芯片的型号。RAM总是安排到数据存储空间，但也可以构总是安排到数据存储空间，但也可以构成程序存储空间。成程序存储空间。ROM普通构成程序存储空间，也可以部分地普通构成程序存储空间，也可以部分地安排到数据存储空间。安排到数据存储空间。C54x经过处置器任务方式形状存放器经过处置器任务方式形状存放器PMST中的中的3个形状位，可以很方便地个形状位，可以很方便

8、地“使能使能和和“制止程序和数据空间中的片内存储器。制止程序和数据空间中的片内存储器。20212021年年9 9月月7 7日日1111DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础 MP/ MC位：位： 假设假设MP/ MC =0，那么片内，那么片内ROM安排为程序空间；安排为程序空间； 假设假设MP/ MC =1，那么片内，那么片内ROM不安排为程序空间。不安排为程序空间。 OVLY位：位：假设假设OVLY=0，那么片内，那么片内RAM只安排为数据存储空只安排为数据存储空间；间；假设假设OVLY=1，那么片内，那么片内RAM安排为程序和数据空安排为程序和数据空间。间。 DROM位：位：假设假设DR

9、OM=0，那么片内，那么片内ROM不安排成数据空间；不安排成数据空间； 假设假设DROM=1，那么部分片内，那么部分片内ROM安排为数据空安排为数据空间。间。 DROM位的用法与位的用法与MP/ MC位的用法无关。不同的位的用法无关。不同的 C54x的数据和程序存储区分配略有不同，以下图给出了的数据和程序存储区分配略有不同，以下图给出了TMS320C549存储器空间分配图。存储器空间分配图。 20212021年年9 9月月7 7日日1212DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础TMS320C549TMS320C549存储器空间分配图存储器空间分配图20212021年年9 9月月7 7日日13

10、13DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础多款多款C54芯片可进展页扩展，以添加程序空间容量。芯片可进展页扩展，以添加程序空间容量。如如C548和和C549其程序空间可扩展到其程序空间可扩展到8192K字。为此，字。为此，它们有它们有23根地址线，并添加了程序计数器扩展存放器根地址线，并添加了程序计数器扩展存放器XPC，以及，以及6条寻址扩展程序空间的指令。条寻址扩展程序空间的指令。C548和和C549中的程序空间分成中的程序空间分成128页，每页页，每页64K。以下图为以下图为C548和和C549的外部扩展程序存储器图。的外部扩展程序存储器图。当片内当片内RAM安排到程序空间时，每页程序存

11、储器分安排到程序空间时，每页程序存储器分成两部分：成两部分： 一部分是公共的一部分是公共的32K字；字； 一部分是各自独立的一部分是各自独立的32K字。字。 公共存储区为一切页共享，而每页独立的公共存储区为一切页共享，而每页独立的32K字存字存储区只能按指定的页号寻址。假设片内储区只能按指定的页号寻址。假设片内ROM被寻址被寻址MP/ MC=0，它只能在，它只能在0页，不能映象到程序存储页，不能映象到程序存储器的其它页。器的其它页。20212021年年9 9月月7 7日日1414DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础C548C548和和C549C549页扩展方法页扩展方法对程序空间扩展对程序

12、空间扩展 程序计数程序计数器扩展存器扩展存放器放器XPC20212021年年9 9月月7 7日日1515DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础2 2程序存储器程序存储器 n片内存储器作为程序存储器条件片内存储器作为程序存储器条件n外部存储器作为程序存储器条件外部存储器作为程序存储器条件 n片内片内ROMROM分块的目的分块的目的 MP/ MC为为0对对ROM、O V LY为为 1 对对RAMDROM=020212021年年9 9月月7 7日日1616DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础 为了加强处置器的性能，对片内为了加强处置器的性能，对片内ROM再细分为再细分为假设干块，这样就可以在片

13、内假设干块，这样就可以在片内ROM的一个块内取的一个块内取指的同时，又在别的块中存数据。如以下图所示为指的同时，又在别的块中存数据。如以下图所示为片内片内ROM的分块图。的分块图。20212021年年9 9月月7 7日日1717DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础 当存储单元映象到程序空间时，处置器就能自当存储单元映象到程序空间时，处置器就能自动地对它们所处的地址范围寻址。动地对它们所处的地址范围寻址。 假设程序地址生成器假设程序地址生成器PAGEN发出的地址处发出的地址处在存储器地址范围外，处置器就能自动地对外部寻在存储器地址范围外，处置器就能自动地对外部寻址。表址。表2-3列出了列出了

14、C54x可用的片内程序存储器地址可用的片内程序存储器地址的容量。的容量。20212021年年9 9月月7 7日日1818DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础器件器件ROMROMMP/MC=0MP/MC=0DARAMDARAMOVLY=1OVLY=1SARAMSARAMOVLY=1OVLY=1C541C54128K28K5K5K- -C542C5422K2K10K10K- -C543C5432K2K10K10K- -C545C54548K48K6K6K- -C546C54648K48K6K6K- -C548C5482K2K8K8K24K24KC549C54916K16K8K8K24K24K表

15、表2-3C54xC54x可用的片内程序存储器地址的容量可用的片内程序存储器地址的容量20212021年年9 9月月7 7日日1919DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础当处置器复位时，复位中断向量映象到程序空间当处置器复位时，复位中断向量映象到程序空间的的FF80h。复位后，这些向量可以被重新映象到程序空间中复位后，这些向量可以被重新映象到程序空间中任何一个任何一个128字页的开头。这就很容易将中断向量表从字页的开头。这就很容易将中断向量表从引导引导ROM中移出来，然后再根据存储器分配图进展安中移出来，然后再根据存储器分配图进展安排。排。C54x的片内的片内ROM容量有大容量有大28K或或

16、48K字有小字有小2K字，容量大的片内字，容量大的片内ROM可以把用户的程序代可以把用户的程序代码编写进去，然而片内高码编写进去，然而片内高2K字字ROM中的内容是由中的内容是由TI公司定义的。公司定义的。20212021年年9 9月月7 7日日2020DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础高端高端2K2K字的利用字的利用 20212021年年9 9月月7 7日日2121DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础3数据存储器数据存储器 数据存储器类型数据存储器类型RAMRAMSARAMSARAMRAMRAMDARAMDARAM片内片内ROM(ROM(软件映像软件映像) )片内片内/ /片外数据

17、存储器的识别片外数据存储器的识别由由OVLY、 DROM确定确定20212021年年9 9月月7 7日日2222DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础器件器件程序程序/ /数据数据ROMROMDROM=1DROM=1DARAMSARAMC5418K5K-C542-10K-C543-10K-C54516K6K-C54616K6K-C548-8K24KC54916K8K24K表2-4 C54xC54x系列系列DSPDSP的片内数据存储器利用情况的片内数据存储器利用情况20212021年年9 9月月7 7日日2323DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础 当处置器发出的地址处在片内存储器的当处置

18、器发出的地址处在片内存储器的范围时，就对片内的范围时，就对片内的RAM或数据或数据ROM当当ROM设为数据存储器时寻址。当数据存设为数据存储器时寻址。当数据存储器地址产生器发出的地址不在片内存储器储器地址产生器发出的地址不在片内存储器的范围内时，处置器就会自动地对外部数据的范围内时，处置器就会自动地对外部数据存储器寻址。存储器寻址。 数据存储器可以驻留在片内或者片外。数据存储器可以驻留在片内或者片外。 片内片内DARAM都是数据存储空间。都是数据存储空间。20212021年年9 9月月7 7日日2424DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础在双操作数寻址时，假设操作数驻留在同一在双操作数寻址

19、时，假设操作数驻留在同一块内，那么要块内，那么要2个周期；假设操作数驻留在不个周期；假设操作数驻留在不同块内，那么只需同块内，那么只需1个周期就可以了。个周期就可以了。为了提高处置器的性能，片内为了提高处置器的性能，片内RAM也细分也细分成假设干块。成假设干块。分块后，用户可以在同一个周期内从同一块分块后，用户可以在同一个周期内从同一块DARAM取出两个操作数，并将数据写入到另取出两个操作数，并将数据写入到另一块一块DARAM中。中。20212021年年9 9月月7 7日日2525DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础RAMRAM分块目的分块目的20212021年年9 9月月7 7日日262

20、6DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础DARAMDARAM前前1K1K数据存储器的配置数据存储器的配置 地址地址0020h005Fh32字字SPRAM便笺式便笺式存储器存储器0060h007Fh896字字DARAM0080h03FFh地址地址0000h001Fh20212021年年9 9月月7 7日日2727DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础4存储器映像存放器存储器映像存放器 地址地址0000h001Fh寻址存储器映象寻址存储器映象CPU存放器，不需求插入等待周期。存放器，不需求插入等待周期。外围电路存放器用于对外围电路的控制和存放数据，对它外围电路存放器用于对外围电路的控制和存放数

21、据，对它们寻址，需求们寻址，需求2个机器周期。个机器周期。作用作用访问所需周期数访问所需周期数暂存暂存CPU及对及对外设控制和交外设控制和交换的数据换的数据20212021年年9 9月月7 7日日2828DSPDSP技术与应用基础技术与应用基础地址地址CPU存放器称号存放器称号地址地址CPU存放器称号存放器称号0IMR中断屏蔽存放器中断屏蔽存放器12AR2辅助存放器辅助存放器21IFR中断标志存放器中断标志存放器13AR3辅助存放器辅助存放器325保管用于测试保管用于测试 14AR4辅助存放器辅助存放器46ST0形状存放器形状存放器015AR5辅助存放器辅助存放器57ST1形状存放器形状存放器116AR6辅助存放器辅助存放器68AL累加器累加器A低字低字17AR7辅助存放器辅助存放器79AH累加器累加器A高字高字18SP堆栈指针堆栈指针AAG累加器累加器A维护位维护位19BK循环缓冲长度存放器循环缓冲长度存放器BBL累加器累加器B低字低字1ABRC块反复计数器块反复计数器CBH累加器累加器B高字高字1BRSA块反复起始存放器块反复起始存放器DBG累加器累加器B维护位维护位1CREA块反复终了存放器块反复终了存放器ET暂存存放器暂存存放器1DPMST处置器任务方式处置器任务方式FTRN形状转移存放器形状转移存放器1EXPC程