張永祥TMS320C54系列DSP原理與應(yīng)用第三章

1、第三章第三章 TMS320C54x系列系列DSP硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)3.1 TMS320C54x DSP的特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu)3.2 TMS320C54x DSP的總線結(jié)構(gòu)3.3 TMS320C54x DSP的CPU結(jié)構(gòu)3.4 TMS320C54x DSP的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)3.5 TMS320C54x DSP的片內(nèi)外設(shè)DSP芯片屬于專用微處理器，不同廠家的DSP器件各不相同，但都具有哈佛結(jié)構(gòu)和硬件乘法電路等基本特征。TMS320C5400DSP具有高速度、低功耗、小型封裝和最佳電源效率等優(yōu)點(diǎn)。TMS320C54x是其一個(gè)子系列。3.1 TMS320C54xDSP的特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu)一、TMS320

2、C54xDSP的基本結(jié)構(gòu) 技術(shù)指標(biāo) 對(duì)于同一系列的DSP器件，各型號(hào)器件所采用的CPU是基本相同的。TMS320C54x系列芯片中各型號(hào)器件內(nèi)部CPU結(jié)構(gòu)完全相同，只是在時(shí)鐘頻率、工作電壓、片內(nèi)存儲(chǔ)器容量大小、外圍設(shè)備和接口電路的設(shè)計(jì)上有所不同。表3-1 TMS320C54x系列芯片的技術(shù)特征TMS320C54x系列器件的基本結(jié)構(gòu) TMS320C54x采用了增強(qiáng)的哈佛總線結(jié)構(gòu)，允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲(chǔ)器中，這些存放在程序存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)可以由算術(shù)運(yùn)算指令直接調(diào)用，同時(shí)，還提供了存儲(chǔ)指令的高速緩沖器和相應(yīng)的指令，這些指令只需要讀入一次，就可以連續(xù)使用而不需要再次從程序存儲(chǔ)器中讀出，從而減少了指令執(zhí)行

3、所需要的時(shí)間，提高了運(yùn)行速度。上半部分是哈佛總線結(jié)構(gòu)，下半部分是CPU核心。二、二、TMS320C54x DSP的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn) CPU(中央處理單元)利用其專用的硬件邏輯和高度并行性提高芯片的處理性能。存儲(chǔ)器具有192 K字可尋址存儲(chǔ)空間(包括64 K字程序存儲(chǔ)空間、64 K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和64 K字I/O空間)。高度專業(yè)化的指令集能夠快速地實(shí)現(xiàn)算法并用于高級(jí)語(yǔ)言編程優(yōu)化。片內(nèi)外設(shè)和專用電路采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以快速地推出新的系列產(chǎn)品。TMS320C54x執(zhí)行單周期定點(diǎn)指令時(shí)間為25/20/15/12.5/10 ns，每秒指令數(shù)為40/66/100MIPS。TMS320C54x電源可

4、以處于低功耗狀態(tài)，可以在3.3V和2.7V電壓下工作，三個(gè)低功耗方式（IDLE1、IDLE2和IDLE3）可以節(jié)省功耗，以便DSP更適合于無(wú)線移動(dòng)設(shè)備。在片仿真接口、片上的JTAG接口符合IEEE1149.1邊界掃描邏輯接口標(biāo)準(zhǔn)，可與主機(jī)連接，用于芯片的仿真和測(cè)試。3.2 TMS320C54x的總線結(jié)構(gòu)的總線結(jié)構(gòu) TMS320C54x的總線是以8條16位總線為核心，形成了支持高速指令執(zhí)行的硬件基礎(chǔ)，這8條中線包括4條程序/數(shù)據(jù)并行總線（1條程序總線、3條數(shù)據(jù)總線）和4條地址總線。程序總線PB3條數(shù)據(jù)總線CB、DB和EB4條地址總線PAB、CAB、DAB和EAB表3-2 讀/寫訪問(wèn)時(shí)的總線占用說(shuō)

5、明3.3 TMS320C54x的的CPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) CPU決定了DSP的運(yùn)算速度和程序效率，為了能在一個(gè)指令周期內(nèi)完成高速的算術(shù)運(yùn)算，TMS320C54x CPU采用了流水線指令執(zhí)行結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的并行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 TMS320C54x CPU的寄存器在存取數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用寄存器尋址方式，以達(dá)到快速保存和恢復(fù)數(shù)據(jù)的目的。 TMS320C54x CPU主要包括：一個(gè)40位的算術(shù)邏輯單元（ALU）、兩個(gè)40位的累加器、一個(gè)桶形移位乘累加器、16位的暫存器（TREG）、16位的狀態(tài)轉(zhuǎn)移寄存器（TRN）、比較/選擇/存儲(chǔ)單元（CSSU）和指數(shù)編碼器。一、一、算術(shù)邏輯運(yùn)算單元算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 16位的立即數(shù) 數(shù)

6、據(jù)存儲(chǔ)器中的16位字 暫存器T中的16位字 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀出的2個(gè)16位字 累加器A或B中的40位數(shù) 移位寄存器的輸出。二、累加器二、累加器累加器A和B可作為ALU和乘法器/加法器單元的目的寄存器，累加器也能輸出數(shù)據(jù)到ALU或乘法器/加法器中。累加器可分為三部分：保護(hù)位（或稱前導(dǎo)位）、高位字和低位字。累加器A和B的唯一區(qū)別是累加器A 的3216位能被用作乘/加單元中乘法器的輸入，而累加器B則不能。累加器A和累加器B的保護(hù)位用作算術(shù)運(yùn)算時(shí)的空白頭，目的是防止迭代運(yùn)算中的溢出。AG、AH、AL、BG、BH和BL都是存儲(chǔ)器映像寄存器(在存儲(chǔ)空間中占有地址)，由特定的指令將其內(nèi)容放到16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中

7、，并從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀出或?qū)懭?2位累加器值。三、移位寄存器（桶形移位器）三、移位寄存器（桶形移位器）功能：把輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行031位的左移和015位的右移。輸入數(shù)據(jù)來(lái)自數(shù)據(jù)總線DB的16位輸入數(shù)據(jù)、DB和CB的32位輸入數(shù)據(jù)及任意一個(gè)40位累加器，并輸出到ALU，經(jīng)過(guò)MSW/LSW(最高有效字/最低有效字)寫選擇單元至EB總線。所移的位數(shù)就是指令中的移位數(shù)。移位數(shù)都是用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示，正值表示左移，負(fù)值表示右移。移位數(shù)可由立即數(shù)、狀態(tài)寄存器ST1中的累加器移位方式(ASM)字段和被指定為移位數(shù)值寄存器的暫存器T來(lái)決定。圖3-4 桶形移位寄存器四、乘累加器四、乘累加器MS320C54x CPU乘法

8、器/加法器單元由1717 bit的硬件乘法器、40位專用加法器、符號(hào)位控制邏輯、小數(shù)控制邏輯、0檢測(cè)器、溢出/飽和邏輯和16位的暫存器(T)等部分組成，能夠在一個(gè)周期內(nèi)完成一次17*17 bit的乘法和一次40位的加法。乘累加器單元的一個(gè)輸入操作數(shù)來(lái)自T寄存器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或累加器A(3116位)；另一個(gè)則來(lái)自于程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、累加器A(3116位)或立即數(shù)。乘法器的輸出加到加法器的輸入端，累加器A或B則是加法器的另一個(gè)輸入端，最后結(jié)果送往目的累加器A或B。圖3-5 乘累加器結(jié)構(gòu)圖五、五、比較選擇存儲(chǔ)單元（比較選擇存儲(chǔ)單元（CSSU）CSSU單元（其結(jié)構(gòu)如圖3-6所示）支持各種Viter

9、bi算法并利用優(yōu)化的片內(nèi)硬件加速Viterbi的蝶形運(yùn)算。加法由ALU單元完成，只要將ST1中的C16置1，所有的雙字指令都會(huì)變成雙16位算術(shù)運(yùn)算指令，這樣ALU就可以在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成兩個(gè)16位數(shù)的加/減法運(yùn)算，其結(jié)果分別存放在累加器的高16位和低16位中。CSSU通過(guò)CMPS指令、一個(gè)比較器和16位的轉(zhuǎn)移寄存器完成比較和選擇操作。在比較選擇中，比較指定累加器的兩個(gè)16位部分并把比較結(jié)果移入TRN寄存器的第0位，比較結(jié)果也存入ST0寄存器的T0位。根據(jù)比較結(jié)果，與累加器相應(yīng)的16位（AH或AL）部分存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。圖3-6 比較選擇存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)圖六、六、指數(shù)編碼器指數(shù)編碼器指數(shù)編碼器是一個(gè)

10、專用硬件，如圖3-7所示，它專門用于單周期指令EXP。它可以求出累加器中的指數(shù)值，并以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存放于T中。3-7 指數(shù)編碼器結(jié)構(gòu)圖七、七、CPU狀態(tài)控制寄存器狀態(tài)控制寄存器CPU有下列3種狀態(tài)控制寄存器：狀態(tài)寄存器ST0、狀態(tài)寄存器ST1和處理器工作模式狀態(tài)寄存器PMST。1狀態(tài)寄存器(ST0和ST1)ARPTCCOVAOVBDP圖3.8 ST0狀態(tài)寄存器各位定義 15-13 12 11 10 9 8-0B RAFCPLXFHMI NTM0O VMS XMC16F RCTC MPTASM圖3.9 ST1狀態(tài)寄存器各位定義 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 40對(duì)ST

11、0中各數(shù)據(jù)位的功能說(shuō)明如下：ARP輔助寄存器指針。指定用于兼容模式下間接尋址的輔助寄存器，標(biāo)準(zhǔn)模式時(shí)，APR將始終為0。復(fù)位值為全0。TC 測(cè)試/控制標(biāo)志。存儲(chǔ)ALU的測(cè)試位操作結(jié)果；也可根據(jù)其位值（0/1）決定條件分支、調(diào)用、執(zhí)行和返回指令的動(dòng)作。復(fù)位值為1。C 進(jìn)位位。復(fù)位值為1。OVA累加器A的溢出標(biāo)志。復(fù)位值為0。OVB累加器B的溢出標(biāo)志。復(fù)位值為0。DP 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器頁(yè)指針。DP的9位與指令字中的低7位連接，形成間接尋址的16位地址，這一操作在CPL=0時(shí)有效。復(fù)位值為0。 對(duì)ST1中各數(shù)據(jù)位的功能說(shuō)明如下：BRAF指令塊重復(fù)執(zhí)行激活標(biāo)志。復(fù)位值為0。CPL 編譯器方式設(shè)定，指定哪一個(gè)

12、指針用于直接尋址。復(fù)位值為0。CPL=0，使用數(shù)據(jù)段指針DP；CPL=1，使用堆棧段指針SP尋址。XF 外部標(biāo)志（XF）管腳狀態(tài)。復(fù)位值為1HM 掛起方式，指示當(dāng)接到一個(gè)HOLD信號(hào)時(shí)處理器是否繼續(xù)內(nèi)部指令的執(zhí)行。HM=0，處理器一直在內(nèi)部程序存儲(chǔ)器運(yùn)行，而外部存儲(chǔ)器掛起，并把外部總線置為高阻；HM=1，處理器內(nèi)部掛起。復(fù)位值為0。INTM中斷方式設(shè)定。用于打開或屏蔽全部中斷。復(fù)位值為10 保留為，未使用。此位總為0。OVM 溢出方式設(shè)定。決定當(dāng)累加器溢出時(shí)重新裝入累加器的數(shù)值。復(fù)位值為0。SXM 符號(hào)擴(kuò)展方式。復(fù)位值為1。C16 雙16位/雙精度方式設(shè)定，用來(lái)決定ALU的運(yùn)算模式。復(fù)位值為0

13、。C16=0，ALU處于雙精度方式；C16=1，ALU處于雙16位運(yùn)算方式。FRCT 乘法器的運(yùn)算方式位（小數(shù)方式位）。當(dāng)FRCT=1時(shí)，乘法器輸出左移一位以消除多余的符號(hào)位。復(fù)位值為0CMPT修正方式位。CMPT=0，在間接尋址方式中不修正ARP,ARP必須置為0；CMPT=1，在間接尋址方式時(shí)，ARP的值可以修改。復(fù)位值為0ASM 累加器移位方式位。復(fù)位值為0 在操作中，可以使用置位指令SSBX和復(fù)位指令RSBX對(duì)ST0和ST1的各個(gè)位進(jìn)行單獨(dú)置位（置1）或清零（置0）。例如： SSBX SXM ； SXM=1，允許符號(hào)擴(kuò)展 RSBX SXM ； SXM=0，禁止符號(hào)擴(kuò)展 APR、DP和A

14、SM字段可以通過(guò)LD指令裝載一個(gè)短立即數(shù)，ASM和DP也可以通過(guò)使用LD指令用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的值來(lái)裝載。2處理器工作方式狀態(tài)寄存器（PMST）PMST中的數(shù)據(jù)決定了C54X芯片的存儲(chǔ)器配置情況，PMST寄存器內(nèi)容可由存儲(chǔ)器映射寄存器指令裝載，如STM指令。圖3.10是PMST寄存器的結(jié)構(gòu)圖。PMST中各數(shù)據(jù)位功能八、八、尋址單元尋址單元TMS320C54x DSP有兩個(gè)地址發(fā)生器：程序地址生成單元PAGEN（Program Address Generation Logic）和數(shù)據(jù)地址生成單元DAGEN（Data Address Generation Logic）。1程序地址生成單元（PAGEN ）

15、PAGEN包括5個(gè)寄存器：程序計(jì)數(shù)器PC、重復(fù)計(jì)數(shù)器RC、塊重復(fù)計(jì)數(shù)器BRC、塊重復(fù)起始地址RSA和結(jié)束地址REA（后四個(gè)寄存器合起來(lái)也叫重復(fù)寄存器），這些寄存器可支持程序存儲(chǔ)器尋址。2數(shù)據(jù)地址生成單元（DAGEN） 包括輔助寄存器指針ARP、循環(huán)緩沖區(qū)大小寄存器BK、DP、堆棧指針寄存器SP、8個(gè)輔助寄存器（AR0AR7）和2個(gè)輔助寄存器算術(shù)單元（ARAU0和ARAU1）。8個(gè)輔助寄存器和2個(gè)輔助寄存器算術(shù)單元一起可進(jìn)行16位無(wú)符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算，支持間接尋址，AR0AR7由ST0中的ARP來(lái)指定。3.4 TMS320C54x DSP的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)為了提高數(shù)據(jù)處理能力，TMS320C5

16、4x DSP芯片提供了片內(nèi)存儲(chǔ)器，包含ROM和RAM，而RAM通常有兩類：雙尋址RAM（DARAM）和單尋址RAM（SARAM），分別也可稱為雙口RAM和單口RAM。使用片內(nèi)存儲(chǔ)器主要有以下的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需等待周期故性能更高；比外部存儲(chǔ)器成本低、功耗小。當(dāng)片內(nèi)存儲(chǔ)器不能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)要求時(shí)，就需要擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器，擴(kuò)展存儲(chǔ)器主要分為兩類：隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM），其中RAM主要指靜態(tài)RAM（SRAM）；ROM包括EPROM、EEPROM、Flash Memory等，這一類存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)用戶程序和系統(tǒng)常數(shù)表，一般映射在程序存儲(chǔ)空間。表3.3 常用的TMS320C54xDSP器

17、件的片內(nèi)存儲(chǔ)器配置 器件 ROM/K字RAM/K字程序程序/數(shù)據(jù)DARAMSARAMC5412085C542210C543210C54532166C54632166C5482824C54988824C54024416C541016856C542032168一、一、存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間TMS320C54x DSP的存儲(chǔ)器由三個(gè)相互獨(dú)立的可選擇的存儲(chǔ)空間組成：64 K字（16位）程序存儲(chǔ)空間、64 K字（16位）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和64 K字（16位）I/O空間。程序存儲(chǔ)空間用來(lái)存放程序（要執(zhí)行的指令）；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間用來(lái)保存執(zhí)行指令所使用的數(shù)據(jù)（需要處理的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理的中間結(jié)果）；I/O存儲(chǔ)器空間提

18、供與外部存儲(chǔ)器映射的接口，并能夠作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置處理器工作狀態(tài)寄存器PMST中的 、OVLY和DROM三個(gè)控制位來(lái)實(shí)現(xiàn)片內(nèi)RAM是否可以映射到程序存儲(chǔ)空間、片內(nèi)ROM是否可以映射到程序儲(chǔ)存空間或程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。具體控制說(shuō)明如下： ：微處理器/微計(jì)算機(jī)工作方式位 當(dāng) =0時(shí)，允許片內(nèi)ROM映射到程序存儲(chǔ)空間； 當(dāng) =1時(shí)，禁止片內(nèi)ROM映射到程序存儲(chǔ)空間。 OVLY：RAM重疊位。 當(dāng)OVLY=0時(shí)，片內(nèi)RAM僅映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 當(dāng)OVLY=1時(shí)，片內(nèi)RAM映射到程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； DROM：數(shù)據(jù)ROM位。DROM的狀態(tài)與 的狀態(tài)無(wú)關(guān)。 當(dāng)DROM=0時(shí)，禁止R

19、OM映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 當(dāng)DROM=1時(shí)，允許片內(nèi)ROM映射到程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。程序存儲(chǔ)器 OVLY=0 0000H13FFH 片外DARAMOVLY=1 0000H007FH 保留 0080H13FFH 片內(nèi)DARAM1400H8FFFH 片外ROMMP/MC=0 9000HFF7FH 片內(nèi)ROM FF80HFFFFH 中斷向量（片內(nèi)）MP/MC=1 9000HFF7FH 片外ROM FF80HFFFFH 中斷向量（片外）0000H13FFH1400H8FFFH9000HFFFFHDFFFHE000H數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0000H005FH 存儲(chǔ)器映射寄存器0060H007FH 暫存器SP

20、RAM0080H13FFH 片內(nèi)DARAM1400HDFFFH 片外RAMDROM=0 E000HFFFFH 片外RAMDROM=1 E000HFEFFH 片內(nèi)ROM FF00HFFFFH 保留圖3.12 TMS320C541DSP存儲(chǔ)器圖 程序存儲(chǔ)器 OVLY=0 0000H27FFH 片外DARAMOVLY=1 0000H007FH 保留 0080H27FFH 片內(nèi)DARAM2800HEFFFH 片外ROMMP/MC=0 F000HF7FFH 保留 F800HFF7FH 片內(nèi)ROM FF80HFFFFH 中斷向量（片內(nèi)）MP/MC=1 F000HFF7FH 片外ROM FF80HFFFFH

21、 中斷向量（片外）0000H27FFH2800HEFFFHF000HFFFFH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0000H005FH 存儲(chǔ)器映射寄存器0060H007FH 暫存器SPRAM0080H27FFH 片內(nèi)DARAM2800HDFFFH 片外RAM圖3.13 TMS320C543DSP存儲(chǔ)器圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 OVLY=0 0000H17FFH 片外DARAMOVLY=1 0000H007FH 保留 0080H17FFH 片內(nèi)DARAM1800H3FFFH 片外ROMMP/MC=0 4000HFF7FH 片內(nèi)ROM FF80HFFFFH 中斷向量（片內(nèi)）MP/MC=1 4000HFF7FH 片外ROM

22、FF80HFFFFH 中斷向量（片外）0000H17FFH1800H3FFFH4000HFFFFHBFFFHC000H0000H005FH 存儲(chǔ)器映射寄存器0060H007FH 暫存器SPRAM0080H13FFH 片內(nèi)DARAM1800HBFFFH 片外RAMDROM=0C000HFFFFH 片外RAMDROM=1 C000HFEFFH 片內(nèi)ROM FF00HFFFFH 保留圖3.14 TMS320C545 DSP存儲(chǔ)器圖 程序存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 OVLY=0 0000H1FFFH 片外DARAMOVLY=1 0000H007FH 保留 0080H1FFFH 片內(nèi)DARAM2000H7FFF

23、H 片外ROMMP/MC=0 8000HEFFFH 片外ROM F000HF7FFH 保留 F800HFF7FH 片內(nèi)ROM FF80HFFFFH 中斷向量（片內(nèi)）MP/MC=1 4000HFF7FH 片外ROM FF80HFFFFH 中斷向量（片外）0000H1FFFH2000H7FFFH8000HFFFFH0000H005FH 存儲(chǔ)器映射寄存器0060H007FH 暫存器SPRAM0080H1FFFH 片內(nèi)DARAM2000H7FFFH 片內(nèi)SARAM8000HFFFFH 片外RAM圖3.15 TMS320C548存儲(chǔ)器圖 二、二、程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器TMS320C54x DSP可以尋址6

24、4 K字的程序存儲(chǔ)空間。片內(nèi)ROM、片內(nèi)DARAM和片內(nèi)SARAM都可以映射到程序存儲(chǔ)空間中。所謂映射到程序存儲(chǔ)空間，就是指把片內(nèi)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器空間對(duì)應(yīng)起來(lái)，通過(guò)訪問(wèn)程序存儲(chǔ)空間就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些片內(nèi)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。片內(nèi)存儲(chǔ)器映射到程序存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)就是提高了數(shù)據(jù)處理速度，因?yàn)镃PU對(duì)程序存儲(chǔ)器的訪問(wèn)是在程序計(jì)數(shù)器的控制下自動(dòng)完成的。1程序存儲(chǔ)器的配置(PMST的配置)當(dāng)MP/MC =1，OVLY=0時(shí)，DSP工作在微處理器模式下，片內(nèi)ROM、片內(nèi)RAM不映射到程序存儲(chǔ)空間。當(dāng)MP/MC =0，OVLY=1時(shí)，DSP工作在微計(jì)算機(jī)模式下，片內(nèi)的28 K字ROM、片內(nèi)中斷向量分別映射到了程序存儲(chǔ)器

25、的9000HFF7FH、FF80HFFFFH地址空間；片內(nèi)5 K字DARAM映射到了程序存儲(chǔ)器的0080H13FFH地址空間。當(dāng)MP/MC =1，OVLY=1時(shí)，DSP工作在微處理器模式下，片內(nèi)ROM不映射到程序存儲(chǔ)空間，但片內(nèi)DARAM映射到程序存儲(chǔ)空間的008013FFH地址空間。當(dāng)MP/MC =0，OVLY=0時(shí)， DSP工作在微計(jì)算機(jī)模式下，片內(nèi)RAM不映射到程序存儲(chǔ)空間，但片內(nèi)ROM映射到了程序存儲(chǔ)空間，映射地址空間同2）。2復(fù)位時(shí)片內(nèi)ROM在程序存儲(chǔ)器中的映射當(dāng)芯片復(fù)位時(shí)，復(fù)位、中斷及陷阱向量被映射到程序存儲(chǔ)器FF80H地址開始的存儲(chǔ)空間中。3片內(nèi)ROM的內(nèi)容和映射TMS320C5

26、4x DSP的2 K字程序存儲(chǔ)空間（F800HFFFFH）中通常包含以下內(nèi)容： 引導(dǎo)裝載程序：完成串行口、外部存儲(chǔ)器、I/O口或并行口BOOT-LOAD功能的程序代碼； 一個(gè)256字的律擴(kuò)展表； 一個(gè)256字的A律擴(kuò)展表； 一個(gè)256字的正弦表； 一個(gè)中斷向量表。圖3.16 幾種常用芯片的片內(nèi)ROM映射情況4擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器TMS320C54x在程序存儲(chǔ)空間采用了分頁(yè)的擴(kuò)展存儲(chǔ)器技術(shù)，可以將程序存儲(chǔ)空間最大擴(kuò)展為8 M字。三、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器TMS320C54x可以尋址64 K字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，其片內(nèi)ROM、DARAM和SARAM都可以通過(guò)軟件映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。如果片內(nèi)存儲(chǔ)器映射到數(shù)據(jù)

27、存儲(chǔ)空間，則芯片在訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)自動(dòng)訪問(wèn)這些存儲(chǔ)單元。當(dāng)DAGEN產(chǎn)生的地址不在片內(nèi)存儲(chǔ)器的范圍內(nèi)時(shí)，處理器會(huì)自動(dòng)地對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址。1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包含片內(nèi)或片外的RAM，片內(nèi)的RAM映射到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。2片內(nèi)RAM配置圖3.17 TMS320C54x不同型號(hào)芯片片內(nèi)RAM的分塊圖 3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器映射寄存器在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的64 K字空間中，包含存儲(chǔ)器映射寄存器MMR，它們都放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的第0頁(yè)（0000H007FH）。數(shù)據(jù)0頁(yè)包含如下內(nèi)容：CPU寄存器（共26個(gè)）映射到0000H001FH地址空間，當(dāng)尋址這些寄存器時(shí)，不需插入等待狀態(tài)； 外圍電路寄存器映射到0020H00

28、5FH地址空間，訪問(wèn)它們需使用專門的外設(shè)總線結(jié)構(gòu)； 32字的暫存器SPRAM映射到0060H007FH地址空間。四、四、 I/O存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器TMS320C54x除了程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間之外，還提供一個(gè)64 K字的I/O空間（0000H0FFFFH），I/O空間都位于片外。作用是與片外設(shè)備連接。使用PORTR和PORTW兩條指令可對(duì)I/O空間尋址。I/O空間的讀/寫時(shí)序不同于程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這有助于訪問(wèn)單獨(dú)I/O映射的設(shè)備而不是存儲(chǔ)器。TMS320C54x還有一個(gè)可屏蔽存儲(chǔ)器保護(hù)選項(xiàng)，用來(lái)保護(hù)片內(nèi)存儲(chǔ)器的內(nèi)容。當(dāng)選定這項(xiàng)時(shí)，所有外部產(chǎn)生的指令都不能訪問(wèn)片內(nèi)存儲(chǔ)器空間。3.5 TMS320

29、C54x DSP的片內(nèi)外設(shè)的片內(nèi)外設(shè)一、中斷系統(tǒng)中斷是指DSP暫時(shí)停止原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完成后自動(dòng)返回原程序執(zhí)行的過(guò)程。CPU在和外設(shè)交換信息時(shí)通過(guò)中斷就可以避免不必要的等待和查詢，從而提高CPU的工作效率，所以中斷系統(tǒng)是衡量CPU性能好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)。1 中斷類型可屏蔽中斷 指可用軟件來(lái)屏蔽或開放的中斷，即通過(guò)對(duì)中斷屏蔽寄存器（IMR）中的相應(yīng)位和狀態(tài)寄存器（ST1）中的中斷允許控制位INTM編程來(lái)屏蔽或開放中斷。 MS320C54x DSP最多可支持16個(gè)用戶可屏蔽中斷。非屏蔽中斷 指通過(guò)軟件改變IMR和ST1中的位已不能影響中斷是否被屏蔽，TMS

30、320C54x對(duì)這類中斷總是立即響應(yīng)的。TMS320C54x的非屏蔽中斷包括：所有的軟件中斷、由芯片的復(fù)位引腳引起的中斷和由芯片的外中斷引腳引起的中斷。2 中斷向量TMS320C54x DSP給每個(gè)中斷源都分配一個(gè)確定的偏移地址，叫中斷向量，中斷向量中存放中斷子程序的入口地址，所有的中斷向量放在一起就是中斷向量表。在TMS320C54x 中，中斷向量地址的產(chǎn)生是由PMST寄存器中9位的中斷向量指針（IPTR）形成中斷向量地址的高9位，中斷向量序號(hào)乘以4（左移2位），形成中斷向量地址的低7位，二者連接并組成16位的中斷向量地址。TMS320C54x DSP內(nèi)部有兩個(gè)中斷管理寄存器：中斷標(biāo)志寄存器和中斷屏蔽寄存器。表3.4 TMS320C54x DSP中斷向量表3 中斷處理流程TMS320C54x中斷處理分為三個(gè)階段：接受中斷請(qǐng)求、響應(yīng)中斷和執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷處理流程如下二、二、 定時(shí)器定時(shí)器片內(nèi)定時(shí)器用于事件計(jì)數(shù)和產(chǎn)生相應(yīng)中斷，一般定時(shí)器/計(jì)數(shù)器能夠?qū)υS多系統(tǒng)時(shí)鐘周期計(jì)數(shù)和產(chǎn)生一個(gè)周期性中斷，該中斷可用于產(chǎn)生精確的采樣頻率。1 定時(shí)器結(jié)構(gòu)該定時(shí)器是一個(gè)16位的軟件可