第3章TMS320C54X的硬件结构原理3

1、13.4 3.4 存储器存储器 TMS320C54x 的总存储空间为的总存储空间为192K字，分为字，分为3个可选择的存储个可选择的存储空间：空间：64K字的程序存储空间、字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和字的数据存储空间和64K字字的的I/O空间。空间。 片内片内ROM主要存放固化程序和系数表，一般被映射到程序存储主要存放固化程序和系数表，一般被映射到程序存储器空间，有时部分也可被映射到数据存储器空间。器空间，有时部分也可被映射到数据存储器空间。 片内片内RAM一般被映射到数据存储器空间，主要用于存放数据。一般被映射到数据存储器空间，主要用于存放数据。但是，它也可以映射到程序存储器空

2、间，用来存放程序代码。但是，它也可以映射到程序存储器空间，用来存放程序代码。 TMS320C54x片内还有片内还有2627个映射到数据存储空间的个映射到数据存储空间的CPU寄存寄存器以及一批映射到数据存储空间的外围电路寄存器。这些寄存器以及一批映射到数据存储空间的外围电路寄存器。这些寄存器位于器位于0数据页，访问非常方便。数据页，访问非常方便。 C54x片内片内 存储器存储器随机存储器（随机存储器（RAM）只读存储器（只读存储器（ROM）双访问双访问RAM（DARAM）单访问单访问RAM（SARAM）2TMS320C54x系列部分系列部分DSP片内存储器组成片内存储器组成存储器类型存储器类型C

3、541VC549 VC5401 VC5402 VC5409 VC5404 VC5407 VC5410 VC5416VC5441ROM：程序程序ROM程序程序/数据数据ROM(28K)20K8K(16K)16K(4K)4K(4K)4K(16K)16K(64K)64K(128K)112K16K(16K)16K(16K)16KRAM:DARAMSARAM双向共享双向共享RAM(5K)5K(32K)8K24K(8K)8K(16K)16K(32K)32K(16K)16K(40K)40K(64K)8K56K(128K)64K64K(640)128K256K256K存储器保护存储器保护 TMS320C54x

4、结构上的并行性以及片内结构上的并行性以及片内RAM的双访问能力，使的双访问能力，使它能够在任何一个给定的机器周期内执行它能够在任何一个给定的机器周期内执行4次存储器操作：次存储器操作：1次次取指、取指、2次读操作数和次读操作数和1次写操作数。次写操作数。与片外存储器相比，片内与片外存储器相比，片内存储器具有不需要插入等待状态、成本低和功耗小的优点。存储器具有不需要插入等待状态、成本低和功耗小的优点。33.4 3.4 存储器存储器 TMS320C54x的存储器空间可以分为的存储器空间可以分为3个可单独选择个可单独选择的空间：程序、数据和的空间：程序、数据和I/O空间。这空间。这3个空间的总地个空

5、间的总地址范围为址范围为192K字（有的器件外部程序存储空间可扩字（有的器件外部程序存储空间可扩展至展至8M字）。字）。 程序存储器空间存放要执行的指令和执行中所用的程序存储器空间存放要执行的指令和执行中所用的系数表。系数表。 数据存储器空间存放执行指令所要用的数据。数据存储器空间存放执行指令所要用的数据。 I/O存储器空间可与存储器映射外围设备相接口，也存储器空间可与存储器映射外围设备相接口，也可以作为附加的数据存储空间使用。可以作为附加的数据存储空间使用。一、一、 存储器的空间分配存储器的空间分配4 TMS320C54x通过通过3个个CPU状态位：状态位： 、OVLY和和DROM。影响存储

6、器的配置。影响存储器的配置 。(1) 位（微处理器位（微处理器/微计算机工作方式位，决定程序存储空间微计算机工作方式位，决定程序存储空间是否使用片内是否使用片内ROM）(2) OVLY位（片内位（片内RAM占位位，决定是否让片内占位位，决定是否让片内RAM映射到程映射到程序存储器空间）序存储器空间）(3) DROM位（数据位（数据ROM位，决定是否让部分片内位，决定是否让部分片内ROM映射到映射到数据存储器空间）数据存储器空间） DROM位的用法与位的用法无关。位的用法与位的用法无关。MCMP/MCMP/5 图图3-16 TMS320VC5402存储器空间分配图存储器空间分配图6图图3-18

7、TMS320VC5402扩展程序存储器图扩展程序存储器图 扩展程序存储器的页号由扩展程序存储器的页号由XPC寄存器寄存器设定。设定。XPC映射到数据存映射到数据存储单元储单元001Eh。在硬件复位时，。在硬件复位时，XPC初始化为初始化为0。7二、程序存储器二、程序存储器 通过通过MP/MC和和OVLY位的设置，可以实现对片内存位的设置，可以实现对片内存储器（储器（ROM、RAM）的配置，即哪些片内存储器映的配置，即哪些片内存储器映象在程序存储器空间。象在程序存储器空间。 5402片内有片内有4K16bitROM, 地址为地址为F000HFFFFH.3.4 3.4 中央存储器中央存储器 540

8、2ROM内容：内容：引导程序引导程序律扩展表律扩展表A A律扩展表律扩展表sinsin函数表函数表保留保留中断向量表中断向量表F800HF800HF900HF900HFA00HFA00HFB00HFB00HFC00HFC00HFD00HFD00HFE00HFE00HFF00HFF00HFF80HFF80H8三、数据存储器三、数据存储器 通过对通过对PMST的的DROM位的设置，将片内位的设置，将片内ROM配置在配置在数据存储器空间（数据存储器空间（DROM=1），），这样，可以用指令将这样，可以用指令将片内片内ROM作为数据存储器中的数据作为数据存储器中的数据ROM来读取。复位来读取。复位时，

9、时，DROM位被清位被清0。3.4 3.4 中央存储器中央存储器 用来存放执行指令所使用的数据，包括需要处理用来存放执行指令所使用的数据，包括需要处理的数据或数据处理的中间结果。的数据或数据处理的中间结果。 9C5402C5402数据存储空间结构数据存储空间结构 0000H0000H0050H0050H 存储器映像存储器映像寄存器寄存器 0060H0060H007FH007FH 暂存器暂存器SPRAM00800080H H3FFFH 3FFFH 内内部部DARAM40004000H HEFFFH EFFFH 外部外部存储存储器器DROM=1 使用内部使用内部ROM F000HF000HFEFF

10、H FEFFH 内内部部ROMFF00HFF00HFFFFH FFFFH 保留保留DROM=0 不不使用内部使用内部ROM F000HF000HFEFFH FEFFH 外部存储器外部存储器DROM=1 DROM=1 保留保留 DROM=0 DROM=0 外部存储器外部存储器FF00HFF00HFFFFHFFFFHDROM=1 DROM=1 内部内部ROMROMDROM=0 DROM=0 外部存储器外部存储器F000HF000HFEFFHFEFFH外部存储器外部存储器40004000H HEFFFHEFFFH内部内部DARAMDARAM(16K(16K字）字）00800080H H3FFFH3F

11、FFH暂存器暂存器SPRAMSPRAM00600060H H007FH007FH存储器映像存储器映像寄存器寄存器00000000H H005FH005FH数据存储空间数据存储空间地址地址存储器映像存储器映像寄存器寄存器暂存器暂存器SPRAMSPRAM内部内部DARAMDARAM(16K(16K字）字）外部存储器外部存储器DROM=1 DROM=1 内部内部ROMROM DROM=1 DROM=1 保留保留存储器映像存储器映像寄存器寄存器暂存器暂存器SPRAMSPRAM内部内部DARAMDARAM(16K(16K字）字）外部存储器外部存储器DROM=1 DROM=1 内部内部ROMROM DRO

12、M=1 DROM=1 保留保留DROM=1 DROM=1 保留保留 DROM=0 DROM=0 外部存储器外部存储器DROM=1 DROM=1 内部内部ROMROMDROM=0 DROM=0 外部存储器外部存储器外部存储器外部存储器内部内部DARAMDARAM(16K(16K字）字）暂存器暂存器SPRAMSPRAM存储器映像存储器映像寄存器寄存器10内部内部RAMRAM前前1 1K K的配置：的配置：0380H03FFH0300H037FH0280H02FFH0200H027FH0180H01FFH0100H017FH0080H00FFH0060H007FH0200H005FH0000H001

13、FH存储器映像的存储器映像的CPU寄存器寄存器存储器映存储器映像像的的CPUCPU寄存器，寄存器，特殊功能寄存器特殊功能寄存器0000001FH：特殊功能寄存器特殊功能寄存器存储器映像的外设寄存器存储器映像的外设寄存器存储器映像的外设寄存器存储器映像的外设寄存器0020005FH：外设寄存器外设寄存器暂存器暂存器SPRAM(DP=0)暂存寄存器暂存寄存器SPRAMSPRAM0060007FH：暂存寄存器暂存寄存器DARAM(DP=7)DARAM(DP=6)DARAM(DP=5)DARAM(DP=4)DARAM(DP=3)DARAM(DP=2)DARAM(DP=1)008003FFH：7 7个个

14、DARAMDARAM数据数据块块。1164K字的数据存储器空间包括数据存储器映象寄存器：字的数据存储器空间包括数据存储器映象寄存器： 0000H001FH：CPU的特殊功能寄存器的特殊功能寄存器(26个存储单元个存储单元) 0020H005FH：片上外设处理寄存器：片上外设处理寄存器12CPU的特殊功能寄存器的特殊功能寄存器:主要用于程序的运算处理和寻址主要用于程序的运算处理和寻址方式的选择及设定。方式的选择及设定。地址地址CPU寄存器寄存器符符 号号CPU寄存器寄存器名称名称地址地址CPU寄存器寄存器符号符号CPU寄存器寄存器名称名称0hIMR中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器12hAR2辅助寄存

15、器辅助寄存器21hIFR中断标志寄存器中断标志寄存器13hAR3辅助寄存器辅助寄存器325h保留（用于测试）保留（用于测试）14hAR4辅助寄存器辅助寄存器46hST0状态寄存器状态寄存器015hAR5辅助寄存器辅助寄存器57hST1状态寄存器状态寄存器116hAR6辅助寄存器辅助寄存器68hAL累加器累加器A低位（低位（150 b）17hAR7辅助寄存器辅助寄存器79hAH累加器累加器A高位（高位（3116 b）18hSP堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器AhAG累加器累加器A保护位（保护位（3932 b）19hBK循环缓冲区大小寄存器循环缓冲区大小寄存器BhBL累加器累加器B低位（低位（150

16、b）1AhBRC块循环寄存器块循环寄存器ChBH累加器累加器B高位（高位（3116 b）1BhRSA块循环起始地址块循环起始地址DhBG累加器累加器B保护位（保护位（3932 b）1ChREA块循环结束地址块循环结束地址EhT暂存寄存器暂存寄存器1DhPMST处理器工作方式控制寄存器处理器工作方式控制寄存器FhTRN状态转移寄存器状态转移寄存器1EhXPC程序计数器扩展寄存器程序计数器扩展寄存器10hAR0辅助寄存器辅助寄存器01E-Fh保留保留11hAR1辅助寄存器辅助寄存器113（1）数据处理寄存器）数据处理寄存器在在C54X系列器件的片内寄存器中，用于数据处理的寄系列器件的片内寄存器中，

17、用于数据处理的寄存器：存器：累加器累加器A、B:40位累加器，功能是完成累加操作；位累加器，功能是完成累加操作；T: 暂存器，有许多不同的用途；暂存器，有许多不同的用途；AR0AR7:辅助寄存器组，可由辅助寄存器组，可由CPU访问并可以被辅助寄访问并可以被辅助寄 存器算术单元所使用；存器算术单元所使用；BK：循环缓冲区长度寄存器，其中保存的数据定义了一个循环循环缓冲区长度寄存器，其中保存的数据定义了一个循环 缓冲区的大小，用于缓冲区的大小，用于ARAU的循环寻址功能；的循环寻址功能；BRC、RSA、REA：块重复寄存器组，用于块重复操作；块重复寄存器组，用于块重复操作； 其中，其中，BRC用于

18、保存数据块长度；用于保存数据块长度； RSA用于保存数据块首地址；用于保存数据块首地址； REA用于保存数据块的末地址；用于保存数据块的末地址；14（2）中断操作寄存器）中断操作寄存器中断功能是所有以中断功能是所有以CPU为核心的器件中必须具有的能力，为核心的器件中必须具有的能力，目的是提供系统对突发事件的处理能力；目的是提供系统对突发事件的处理能力；C54X器件中提供了三个与中断处理有关的寄存器：器件中提供了三个与中断处理有关的寄存器：IMR中断屏蔽寄存器，记录各中断是否被屏蔽；中断屏蔽寄存器，记录各中断是否被屏蔽；IFR中断标志寄存器，记录当前正在发生的中断；中断标志寄存器，记录当前正在发

19、生的中断；SP堆栈指针寄存器，存放堆栈栈顶的存储器地址；堆栈指针寄存器，存放堆栈栈顶的存储器地址；15外部设备寄存器：控制外部设备的重要基础，实际上，所外部设备寄存器：控制外部设备的重要基础，实际上，所有对外部设备的操作就是对这些寄存器的操作。有对外部设备的操作就是对这些寄存器的操作。地址地址寄存器寄存器符符 号号寄存器名称寄存器名称地址地址寄存器寄存器符符 号号寄存器名称寄存器名称20hDRR20McBSP0数据接收寄存器数据接收寄存器239hSPSD0McBSP0子库数据寄存器子库数据寄存器21hDRR10McBSP0数据接收寄存器数据接收寄存器13Ah3Bh保留保留22hDXR20McB

20、SP0数据发送寄存器数据发送寄存器23ChGPIOCR通用通用I/O引脚控制寄存器引脚控制寄存器23hDXR10McBSP0数据发送寄存器数据发送寄存器13DhGPIOSR通用通用I/O引脚状态寄存器引脚状态寄存器24hTIM定时器定时器0寄存器寄存器 、3Eh3Fh保留保留25hPRD定时器定时器0周期计数器周期计数器40hDRR21McBSPl数据接收寄存器数据接收寄存器226hTCR定时器定时器0控制寄存器控制寄存器41hDRR11McBSPl数据接收寄存器数据接收寄存器127h保留保留42hDXR21McBSPl数据发送寄存器数据发送寄存器228hSWWSR软件等待状态寄存器软件等待状

21、态寄存器43hDXR11McBSPl数据发送寄存器数据发送寄存器129hBSCR块切换控制寄存器块切换控制寄存器44h47h保留保留2Ah保留保留48hSPSA1McBSPl子库地址寄存器子库地址寄存器2BhSWCR软件等待状态控制寄存器软件等待状态控制寄存器49hSPSD1McBSPl子库数据寄存器子库数据寄存器2ChHPIC主机接口控制寄存器主机接口控制寄存器4Ah53h保留保留2Dh2Fh保留保留54hDMPRECDMA通道优先权和使能控制通道优先权和使能控制寄存器寄存器30hTIM1定时器定时器l 寄存器寄存器55hDMSADMA子库地址寄存器子库地址寄存器31hPRD1定时器定时器l

22、周期寄存器周期寄存器56hDMSDI带自动增量的带自动增量的DMA子库数据子库数据寄存器寄存器32hTCR1定时器定时器l控制寄存器控制寄存器57hDMSDN不带自动增量的不带自动增量的DMA子库数子库数据寄存器据寄存器33h 37h保留保留58hCLKMD时钟方式寄存器时钟方式寄存器38hSPSA0McBSP0子库地址寄存器子库地址寄存器59h5Fh保留保留16（1）定时器寄存器）定时器寄存器TIM定时器寄存器，是一个递减计数器，定时器工定时器寄存器，是一个递减计数器，定时器工作时把周期寄存器作时把周期寄存器PRD中的数值装载到中的数值装载到TIM中，每接收中，每接收到一个时钟脉冲，定时器寄

23、存器的值减到一个时钟脉冲，定时器寄存器的值减1；PRD定时器周期寄存器，用于对定时器寄存器定时器周期寄存器，用于对定时器寄存器TIM重新装载数据；重新装载数据；TCR定时器控制寄存器，包括定时器的控制和状态定时器控制寄存器，包括定时器的控制和状态17（2）通信接口寄存器）通信接口寄存器DRR串行口数据接收寄存器，串行口数据接收寄存器，16位存储器映射数据接收寄位存储器映射数据接收寄 存器存器DRR，保持将要写入数据总线的来自，保持将要写入数据总线的来自RSR的输入的输入 串行数据，复位时，串行数据，复位时，DRR=0；DXR串行口数据发送寄存器，串行口数据发送寄存器，16位存储器映射数据发送寄位存储器映射数据发送寄 存器存器DXR，保持将要装载入，保持将要装载入XSR的来自数据总线的输的来自数据总线的输 出串行数据；出串行数据；SPC串行口控制寄存器，包括串行口的模式控制和状态位；串行口控制寄存器，包括串行口的模式控制和状态位；RSR接收循环