《DSP系统设计及应用》第四章

1、DSP系统设计及应用1第四章 浮点DSP芯片TMS320VC33 4.1. TMS320VC33的特点 4.2 内部组织结构 4.3 外围部件 4.4 指令简介 24.1. TMS320VC33的特点TMS320VC33是TI推出的TMS320C3X浮点DSP中最新的一款32位高性能信号处理器。指令周期分13ns和17ns两种，单周期完成32位整数、40位浮点乘法运算，DSP工作在75MHz主频时，运算能力达150MFLOPS；片内34K32bit SRAM，组织为2个16K和2个2K的块；片上集成一个同步串口，两个32bit定时器，一个DMA通道；总存储空间为16M32bit，程序、数据和I

2、/O空间都包含在这16M空间中，可以按照不同的要求采用不同的方法进行分配地址，从而可以达到最大的存储器利用率；具有程序引导装载功能（Bootloader），在系统复位后方便的将程序从外部存储器中装载到快速的片内RAM中运行；支持IEEE Std 1149.1（JTAG）标准；0.18-um工艺，1.8V核心电压，3.3V I/O电压；低功耗（200mW150MFLOPS）。34.2 内部组织结构4.2.1 内部结构(1)程序指令总线：包括指令地址总线PADDR和指令数据总线PDATA。(2)数据总线：包括数据地址总线DADDR1,DADDR2和数据内容总线DDATA。(3)DMA总线：包括24

3、位的DMA地址总线DMAADDR和32位的DMA数据总线（DMADATA）。这些总线使得DMA对存储器的进行操作时可以数据总线和程序总线同时对存储器访问。 这些总线连接了所有的被C3x系列支持的物理空间。图4-1显示了内部总线以及他们所连接到的片内和片外内存块。 程序记数器PC连接到24位程序地址总线PADDR。指令寄存器IR连接32位的程序数据总线PDATA。这些总线可在一个机器周期内取一个指令字。 24位的数据地址总线DADDR1、DADDR2和32位的数据内容总线DDATA支持一个周期内2次存储器的操作，即可以在一个机器周期内取到两个操作数。数据内容总线可以将数据通过CPU1和CPU2总

4、线传输到CPU内部。CPU1、CPU2总线可以在每个机器周期将两个操作数传输到乘法器和算术逻辑运算单元ALU以及寄存器文件中。CPU的内部总线是寄存器总线REG1和REG2。这两个总线将在一个机器周期内从寄存器文件中把两个操作数取出并传输到乘法器和ALU中。4564.2.2.引脚及其功能7891011124.2.3 存储结构C3x 寻找址空间是16兆字（每个字由32位表示）。程序、数据、输入输出空间都共同使用这16兆字的内存空间。这样可达到内存空间的最大使用率，并且可以按照个人意愿分配内存空间。1. RAM,ROM,和Cache存储结构如后图。内部RAM的第0和第1块都是32位字宽的1K空间。

5、RAM块和ROM块都可以在一个周期内进行两次CPU的访问。 C3x系列独立的程序、数据、DMA总线可以实现程序代码访问、数据读写和DMA的并行操作。例如，CPU可以在访问RAM块2个数据的同时执行一次外部内存中的程序代码并且DAM控制器正在对另一RAM块进行加载，注意到这些过程都是在一个周期内完成的。13143. 内部设备地址空间154. 内部总线C3x系列的高性能主要是因为内部总线的并行性。各自独立的总线可以让指令的访问，数据的读写和DMA控制并行进行。5.外部总线32位数据总线；24位地址总线；一组控制信号：R/W#、RDY#、STRB#、HOLD#、HOLDA#、3等。16可用于外部地址

6、译码的控制信号Name Active rangePAGE0 0000000h 03FFFFFhPAGE1 0400000h 07FFFFFhPAGE2 0800000h 0BFFFFFhPAGE3 0C00000h 0FFFFFFhSTRB 0000000h 0FFFFFFh173.3外围部件 3.3.1 时钟184.3.2 中断方式硬件控制EDGEMODE=1, /INT为边缘触发;EDGEMODE=0, /INT为电平触发;194.3.3 程序引导装载当VC33以MC方式运行时,在上电时根据/INTx引脚的状态自动把外部程序存储器中的程序装到内部的SRAM中运行。例如：上电时/INT1为低

7、，则自动从400000H开始装载程序。 201串行通信 TMS320VC33有1个双向双缓冲的同步串口，与串行通信直接有关的外部引脚有6个信号：串行接收时钟CLKR、串行发送时钟CLKX、接收帧同步(FSR)、发送帧同步(FSX)、串行数据接收(DR0)和串行数据发送(DT0)。串行口有8个内部存储器映射的控制寄存器，每个寄存器都是32位，这些寄存器的功能及其控制字的具体设置，可参看TI公司的TMS320C3X用户指南。 TMS320VC33的串行通信的发送与接收方式有连续方式和暴发方式，连续方式是指在同步信号后，数据连续传送，相邻字之间无间隔，暴发方式是指每个字的传输由串行口无效周期隔开,每

8、个字的传送都由帧同步(FSX/FSR)信号开始,后面是数据位。固定传输率暴发方式的时序图如下。 21需要注意，TMS320VC33在暴发方式接收数据时，从帧同步信号后开始接收就不再考虑FSR信号，但在一帧信号的最后一位时，FSR必须为低电平，否则就将会被作为下一帧的帧同步信号位，传输方式就变成了连续方式。和标准的RS-232串行通信格式不同的是，TMS320VC33的发送与接收，数据位可以选择8、16、24和32位，一帧格式没有起始位、校验位和停止位，且数据位是由低位向高位移动。 224.4指令简介 4.4.1 内存寻址方式 C3x系列支持4组寻址方式。每种寻址方式又支持两种或两种以上的寻址类型。(1)通用指令寻址方式:指令中包括2个操作数(1源,1目的)寄存器寻址：操作数是CPU的寄存器。立即数寻址：操作数是16位或24位的立即数。直接寻址：操作数是24位地址指向的内容，这24位地址是由8位的数据页指针和16位的操作数连接而成。间接寻址：通过一个辅助寄存器指示出操作数的地址。(2)三操作数指令寻址方式:指令中包括3个操作数(2源,1目的) 。寄存器寻址:同通用指令寻址方式中的寄存器寻址。间接寻址:同通用指令寻址方式中的间接寻址。(3)并行指令寻址方式:两条指令并行绝对地址的寻址方式。寄存器寻址：操作数是增强精度寄