DSP原理及应用第2章课件

2.1中央处理单元2.2系统配置寄存器2.3总线结构2.4

引脚和信号说明第二章内部结构及外部引脚

内容摘要TMS320C2000概述1精选课件pptTMS320C2000概述

TMS320C2000是TI公司继第二代定点DSP处理器TMS320C2X和第三代定点DSP处理器TMS320C5X之后出现的一种低价格、高性能的定点DSP芯片。

主要包括:

TMS320C20、TMS320C24X、TMS320C28X三个子系列2精选课件ppt该产品的主要特点是：

单周期指令执行时间为50、35或25ns；即运算能力为20、28.5或40MIPS。

1.运算速度3精选课件ppt源代码与TMS320C1X/C2X全部产品兼容;产品与TMS320C5X产品向上兼容;

2.兼容性4精选课件ppt内部配置数量不同的RAM和ROM存储器，有的芯片还配有闪烁存储器Flash。 利用闪烁存储器存储程序，不仅能降低成本，减小体积，而且系统升级也比较方便。

3.片内存储器5精选课件pptDSP芯片资源配置比较灵活。目前该系列已有10多种不同配置的芯片。

4.片内资源配置6精选课件ppt表1-1TMS320C2000内部资源配置TMS320C2000指令周期（ns）

片内RAM（字）片内ROM（字）片内Flash(字)同步串行口异步串行口C20325/35/5054411C20425/35/505444K11C20525/35/504.5K11F20625/35/504.5K32K11F20725/35/504.5K32K21C20935/504.5K4K

C2405054416K11F2405054416K11C241505448K11F241505448K11C242505444K11F243505448K117精选课件ppt8精选课件pptTMS320C2000采用5V或3.3V供电，静态CMOS技术使功耗最小。

5.功耗9精选课件pptTMS320C24x系列10精选课件pptTMS320C24x系列的特点：包含TMS320C25DSP核片上存储器扩展了EEROM、PROM、GLOBAL事件管理模块12路PWM3路加/减计数器多种比较单元等扩展外设ADC/DAC6EXT-INTERRUPTs、28GLOBALI/Os多种通信口11精选课件pptTMS320C2812:

1)主频150MHz核电压1.8V/1.9VFlash编程电压3.3V2)CPU：32位支持c/c++、汇编语言，可寻址4M空间的程序和4M空间的数据可兼容24X/LF240X的源代码3）RAM:18KROM:128K*16FLASH:128K*164)3个外部中断5）128位SecurityKey/Lock6)两个事件管理器：EVA和EVB（可产生PWM波形）,与240X兼容7）一个SPI口，两个SCI口，增强型CAN控制器（eCAN）,16通道12位ADCSPI模式的多通道串口（McBSP），高达56的可编程GPIO引脚12精选课件ppt

所有的C2000的器件都采用同样的中央处理单元CPU、总线结构和指令集。每个器件均有不同的片内存储器配置和片内外设。

硬件特点13精选课件ppt14精选课件pptC2000是16位定点DSP，它采用改进的哈佛结构，其程序存储器和数据存储器有各自的总线结构，从而使其处理能力得到最大程度的优化。C2000有三个主要组成部分：中央处理单元（CPU）存储器片内外设15精选课件pptC2000的CPU：（1）32位中央算术逻辑单元（CALU）（2）32位的累加器（ACC）（3）用于CALU的输入与输出数据比例移位器（4）16bit×16bit乘法器（MUL）（5）乘积比例移位器（6）数据地址产生逻辑（7）程序地址产生逻辑

2.1中央处理单元16精选课件ppt17精选课件ppt功能：将来自存储器的16位数据左移0~16位变成32位送往CALU。

移位方法：均进行左移左移后，没有使用的低位LSB填0没有使用的高位MSB填0或用符号扩展。（取决于状态寄存器ST1的符号扩展模式位SXM）SXM=0填0SXM=1符号扩展

2.1.1输入比例部分18精选课件ppt

例：输入移位器接收数值AF11若SXM=0，左移8位后输出：00AF1100若SXM=1，左移8位后输出：FFAF110019精选课件ppt功能：利用16bit×16bit硬件乘法器，在一个机器周期内完成有符号或无符号乘法，乘积为32bit。

乘法器：将来自16位数据存储器（或程序存储器）的值与TREG寄存器的值相乘，结果送到乘积寄存器PREG（32位）中。

2.1.2乘法部分20精选课件ppt乘积比例移位器：将PREG寄存器的乘积移位后，将全部32位送到CALU，或将结果的16位存到数据存储器。注意：移位后PREG的值不变，移位后的值直接送往CALU。21精选课件ppt移位模式：取决于状态寄存器ST1中的乘积移位模式PM位（D1D0位）

PM

移位

说明

00不移

乘积直接送到CALU或数据总线（DWEB）01左移1位

移去年和补码乘法产生和额外符号位，产生Q31格式和乘积

10右移4位

移去16bit*13bit,2的补码相乘产生的额外的4比特符号位，产生Q31格式的乘积（当乘以13比特常数时）11右移6位

把乘积定标，使最多作128次乘法累加而秒使累加器溢出。不论ST1中的STM为何值，右移总是要进行符号扩展。注：

Q31格式：XX.XX…XXX

（31位二进制小数）

22精选课件ppt包含三个部分：1.中央算术逻辑单元(CALU)2.累加器3.输出移位器

2.1.3中央算术逻辑部分23精选课件ppt功能：实现各种算术逻辑运算。

包括16位加、减、布尔逻辑操作、位测试、移动和循环。上述大部分运算只需一个时钟周期。

1.中央算术逻辑单元(CALU)24精选课件ppt功能：存放CALU的操作结果，并可对其进行位移动或循环。其输出送往CALU或输出移位器与累加器相关联的状态位有进位位、溢出模式位、测试控制标志位。

2.累加器25精选课件ppt功能：将累加器的32位值进行左移0~7位，然后将移位器中的高位字（用SACH指令）或低位字（用SACL指令）保存到数据存储器，而累加器的内容保持为移位前的值不变。累加器32位输出移位器

16位到数据总线

3.输出移位器26精选课件ppt 3CF0FA03累加器：00111100111100001111101000000101左移6位：00111100001111101000000101000000用SACH指令用SACL指令

数据存储单元

数据存储单元移位方法：左移，移位时高位丢失，低位补0例：返回27精选课件ppt

2.1.4辅助寄存器算术单元ARAU28精选课件ppt

AR7~AR0提供了灵活而有效的间接寻址，使用其中任一个寄存器的16位地址就可以访问64K数据存储空间的任何单元。

1.寻址功能功能：对8个辅助寄存器（AR7~AR0）执行算术操作，该操作可与CALU中的操作并行进行。29精选课件ppt加1或减1

(2)将AR0的内容与当前AR的内容进行比较，结果影响TC位ST1的测试/控制位。(3)作暂存单元和软件计数器。

2.运算功能返回30精选课件ppt

ST0、ST1均为16位，含有状态和控制位，可通过数据存储器对其进行写和读。LST（装载状态寄存器）指令写ST0和ST1SST（保存状态寄存器）指令读ST0和ST1 用SETC或CLRC指令可对ST0、ST1中的某些位单独置1或清0

2.1.5状态寄存器ST0和ST131精选课件ppt1．状态寄存器ST0D15~D13D12 D11 D10 D9 D8~D0ARPOVOVM1INTMDP

RW-x RW-0RW-xRW-1RW-x注：R为读，W为写，“–”后的值为复位后的值（x表示该值不受复位影响）。32精选课件pptARP：辅助寄存器指针

用来选择在间接寻址方式中使用的辅助寄存器AR0～AR7，使用MAR指令、LST指令和间接寻址访问存储器指令可以加载ARP。

当ARP被装载时，先前的ARP值被复制到ARB缓存器。33精选课件pptOV：溢出标志位

OV=1，CALU运算发生了溢出。 溢出时，OV位保持置位状态，直到被复位指令、条件转移指令或LST指令清0。34精选课件pptOVM： 溢出模式位。

OVM决定累加器算术运算溢出的情况.当累加器处于溢出方式（OVM=1）且发生一次溢出时，产生下面两种情况：a．溢出方向为正（正向溢出），累加器被最大正数（7FFFFFFFh）填充。b．溢出方向为负（负向溢出），累加器被最大负数（80000000h）填充。当OVM=0时按正常情况处理累加器。用SETCOVM或CLRCOVM指令可将该位置1或清0，LST指令可修改OVM。35精选课件pptINTM：中断模式位。用来允许或禁止所有的可屏蔽中断。

INTM=0，允许所有可屏蔽中断使能。INTM=1，禁止所有可屏蔽中断。

36精选课件pptDP：数据页面指针。

当一条指令采用直接寻址方式时，这个9位的DP字段与指令中的低7位拼接起来形成数据存储器的16位地址。数据存储器地址来自DP来自指令字的低7位D15～

D7D6～D037精选课件ppt2．状态寄存器ST1D15~D13 D12 D11 D10 D9 D8ARBCNFTCSXMC1

RW-xRW-0RW-xRW-1RW-1

D7 D6 D5 D4D3D2 D1D0111XF11PM

RW_xRW_038精选课件ppt

ARB：辅助寄存器指针缓存器。

除LST#0，xx指令外，每当加载辅助寄存器指针（ARP）时，ARP原来的值就拷贝到ARB。 当用LST#1，xx指令加载ARB时，同样的值也拷贝到ARP。39精选课件ppt两个系统控制和状态寄存器SCSR1和SCSR2均为存储器映射寄存器分别对240X的系统信号和片内外设模块进行选择配置。

2.2系统配置寄存器40精选课件ppt1．系统控制和状态寄存器1（SCSR1）——地址7018hD15 D14 D13~D12 D11~D9D8ReservedCLKSRCLPMCLKPSReservedR-0 RW-0 RW-0 RW-1 R-0D7 D6 D5 D4 D3 D2D1D0ADCCLKENSCICLKENSPICLKENCANCLKENEVBCLKENEVACLKENReservedILLADRRW-0 RW-0RW-0RW-0RW-0RW-0R-0 RC-041精选课件pptD15 Reserved——保留位。D14 CLKSRC——CLKOUT引脚时钟源选择位.0CLKOUT引脚输出CPU时钟1CLKOUT引脚输出看门狗时钟DCLKD13~D12LPM—低功耗模式选择位，指明CPU在执行IDLE指令时进入哪一种低功耗方式(参见3.6).00 IDLE1（LMP0）模式01 IDLE2（LPM1）模式1x HALT（LPM2）模式42精选课件ppt2．系统控制和状态寄存器2（SCSR2）——地址7019hD15~D8ReservedRW-0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1D0ReservedI/PQUALWDOVERRIDEXMIFHi--ZBOOT_ENMP/MCDONPONRW-0 RC-1 RW-0RW-BOOT_ENRW-MP/MCRW-1 RW-1引脚 引脚注：RW表示可对该位读或写，C为清除，短划线后的值为复位后的值。

43精选课件pptTMS320C2000内部有6条16位总线

2.3TMS320C2000的总线结构44精选课件pptTMS320C2000的总线结构45精选课件pptPAB程序地址总线：提供读、写程序存储器的地址DRAB数据读地址总线：提供读数据存储器的地址DWAB数据写地址总线：提