DSP原理與應(yīng)用

1、信息偵察與處理教研室信息偵察與處理教研室本課程將以本課程將以TMS320C31為例介紹為例介紹DSP的工作原理的工作原理及其開發(fā)應(yīng)用等方面的內(nèi)容，希望達(dá)到以下目標(biāo)：及其開發(fā)應(yīng)用等方面的內(nèi)容，希望達(dá)到以下目標(biāo)：了解了解DSP的基本特征、發(fā)展歷史與現(xiàn)狀；的基本特征、發(fā)展歷史與現(xiàn)狀；熟悉熟悉DSP的性能指標(biāo)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)方面的的性能指標(biāo)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)方面的有關(guān)問題及其解決步驟、方法與手段；有關(guān)問題及其解決步驟、方法與手段；了解一款了解一款DSP芯片的結(jié)構(gòu)原理，掌握學(xué)習(xí)其它型芯片的結(jié)構(gòu)原理，掌握學(xué)習(xí)其它型號(hào)號(hào)DSP的一般方法和要點(diǎn)。的一般方法和要點(diǎn)。熟悉熟悉CCS軟件，掌握基本的軟件，掌握基本

2、的DSP編程、調(diào)試方法；編程、調(diào)試方法；了解了解DSP應(yīng)用系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)基本技術(shù)。應(yīng)用系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)基本技術(shù)。l課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)l課程學(xué)習(xí)需要注意的幾個(gè)問題課程學(xué)習(xí)需要注意的幾個(gè)問題l課程安排課程安排l參考書參考書l考核考核第第1章章 概述概述第第2章章 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 第第3章章 程序流控制程序流控制 第第4章章 流水線操作流水線操作第第5章章 應(yīng)用電路設(shè)計(jì)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)第第6章章 指令指令1.1 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)一數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)一數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)二數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法二數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法1.2 DSP芯片介紹芯片介紹 一系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)一系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)DSP的要求

3、的要求 二二DSP芯片的特點(diǎn)芯片的特點(diǎn) 三三DSP的用戶要求及性能指標(biāo)的用戶要求及性能指標(biāo) 四系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和運(yùn)算量的確定四系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和運(yùn)算量的確定數(shù)字信號(hào)處理（數(shù)字信號(hào)處理（Digital Signal Processing）是）是利用數(shù)字器件或裝置，以數(shù)字或符號(hào)的形式表示信號(hào)，利用數(shù)字器件或裝置，以數(shù)字或符號(hào)的形式表示信號(hào)，通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、變換等運(yùn)算得到符合人們需要通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、變換等運(yùn)算得到符合人們需要的信號(hào)形式，以達(dá)到檢測(cè)、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別的信號(hào)形式，以達(dá)到檢測(cè)、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等目的。等目的。 數(shù)字信號(hào)處理是一門涉及許多學(xué)科知識(shí)且廣泛數(shù)字信號(hào)處理是一門涉及許

4、多學(xué)科知識(shí)且廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的學(xué)科。應(yīng)用于許多領(lǐng)域的學(xué)科。與之相對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理方式是模擬處理。與之相對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理方式是模擬處理。一、數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)一、數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)l數(shù)字運(yùn)算形式多?？梢詫?shí)現(xiàn)模擬處理很難實(shí)現(xiàn)，甚至無法實(shí)現(xiàn)的數(shù)字運(yùn)算形式多?？梢詫?shí)現(xiàn)模擬處理很難實(shí)現(xiàn)，甚至無法實(shí)現(xiàn)的功能功能l數(shù)字系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性好。元器件性能不易受外部溫度、濕度、數(shù)字系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性好。元器件性能不易受外部溫度、濕度、振動(dòng)等因素變化的影響，性能穩(wěn)定。抵抗外部干擾的能力強(qiáng)，工振動(dòng)等因素變化的影響，性能穩(wěn)定。抵抗外部干擾的能力強(qiáng)，工作可靠。作可靠。l數(shù)字系統(tǒng)易于模擬仿真。實(shí)驗(yàn)方便、成本低，

5、設(shè)計(jì)周期短。數(shù)字系統(tǒng)易于模擬仿真。實(shí)驗(yàn)方便、成本低，設(shè)計(jì)周期短。l可重復(fù)性好。數(shù)字系統(tǒng)便于測(cè)試，調(diào)試和大規(guī)模集成、生產(chǎn)。可重復(fù)性好。數(shù)字系統(tǒng)便于測(cè)試，調(diào)試和大規(guī)模集成、生產(chǎn)。l接口、編程方便靈活，精度高等。接口、編程方便靈活，精度高等。2、 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 處理處理(運(yùn)算運(yùn)算)速度慢，某些場(chǎng)合中應(yīng)用成本顯高速度慢，某些場(chǎng)合中應(yīng)用成本顯高1.1 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)二、數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法二、數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法l 通用數(shù)字器件綜合通用數(shù)字器件綜合l 通用可編程邏輯器件（通用可編程邏輯器件（FPGAFPGA、CPLDCPLD）l 專用專用DSPDSP芯片芯片l 專用專用ASICAS

6、IC芯片芯片l 通用微機(jī)軟件通用微機(jī)軟件l 通用單片機(jī)、通用單片機(jī)、ARMARMl 通用可編程通用可編程DSPDSP芯片芯片l 以上幾種方法結(jié)合以上幾種方法結(jié)合1.1 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)1.2DSP芯片介紹芯片介紹一、工程應(yīng)用對(duì)一、工程應(yīng)用對(duì)DSPDSP的要求的要求因?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)中就有了需求。因?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)中就有了需求。其他幾種實(shí)現(xiàn)方法往往不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用要求，于其他幾種實(shí)現(xiàn)方法往往不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用要求，于是就誕生了專門設(shè)計(jì)是就誕生了專門設(shè)計(jì)DSPDSP芯片廠商。芯片廠商。起初，起初，DSPDSP芯片的目標(biāo)是要克服其他方法速度慢

7、芯片的目標(biāo)是要克服其他方法速度慢, ,精度精度差的缺點(diǎn)，提高芯片性能。差的缺點(diǎn)，提高芯片性能。近來，近來，DSPDSP廠商著重于應(yīng)用領(lǐng)域，即提供一個(gè)所謂的廠商著重于應(yīng)用領(lǐng)域，即提供一個(gè)所謂的“基于基于DSPDSP的的系統(tǒng)解決方案系統(tǒng)解決方案”。 二、二、DSPDSP芯片的特點(diǎn)芯片的特點(diǎn) DSPDSP芯片就是把適合于數(shù)字信號(hào)處理的芯片就是把適合于數(shù)字信號(hào)處理的CPUCPU及其它有及其它有關(guān)部件集成在一塊關(guān)部件集成在一塊ICIC芯片的微處理器（區(qū)別于微型計(jì)算機(jī)芯片的微處理器（區(qū)別于微型計(jì)算機(jī)芯片、單芯片計(jì)算機(jī)）。芯片、單芯片計(jì)算機(jī)）。下面以下面以TMS320C3XTMS320C3X的功能框圖來介紹

8、的功能框圖來介紹DSPDSP芯片的特點(diǎn)。芯片的特點(diǎn)。TMS320C3XTMS320C3X方塊圖方塊圖TMS320C30TMS320C30方塊圖方塊圖總結(jié)：總結(jié)： 哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu) 流水線結(jié)構(gòu)流水線結(jié)構(gòu) 專用乘法器專用乘法器 特定硬件操作特定硬件操作 高速時(shí)鐘高速時(shí)鐘 顯然，顯然，DSPDSP芯片的設(shè)計(jì)思想是從芯片硬件資源建芯片的設(shè)計(jì)思想是從芯片硬件資源建立、配置、協(xié)調(diào)使用等方面盡量提高速度立、配置、協(xié)調(diào)使用等方面盡量提高速度 。在精度。在精度方面：運(yùn)算時(shí)，定點(diǎn)、浮點(diǎn)可達(dá)到方面：運(yùn)算時(shí)，定點(diǎn)、浮點(diǎn)可達(dá)到4040位。存儲(chǔ)時(shí)，位。存儲(chǔ)時(shí)，分別為分別為1616、3232位。位。1、運(yùn)算速度、運(yùn)算速度l

9、 指令周期：執(zhí)行一條指令的時(shí)間（指令周期：執(zhí)行一條指令的時(shí)間（ns）l MAC時(shí)間：完成一次乘法和一次加法的時(shí)間，大時(shí)間：完成一次乘法和一次加法的時(shí)間，大部分在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。部分在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。l FFT時(shí)間時(shí)間l MIPS：每秒執(zhí)行百萬條指令：每秒執(zhí)行百萬條指令l MOPS：每秒執(zhí)行百萬條操作：每秒執(zhí)行百萬條操作2、運(yùn)算精度、運(yùn)算精度l 定點(diǎn)定點(diǎn)16、24位位l 浮點(diǎn)浮點(diǎn)32 位位在產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和廠商提供的技術(shù)指標(biāo)之間在產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和廠商提供的技術(shù)指標(biāo)之間的權(quán)衡、比較。（如新產(chǎn)品與升級(jí)產(chǎn)品的不同設(shè)計(jì)考慮）的權(quán)衡、比較。（如新產(chǎn)品與升級(jí)產(chǎn)品的不同設(shè)計(jì)考慮）運(yùn)算速度。運(yùn)算速度

10、。運(yùn)算精度。運(yùn)算精度。芯片提供的硬件資源：內(nèi)、外存儲(chǔ)空間的大小、芯片提供的硬件資源：內(nèi)、外存儲(chǔ)空間的大小、總線接口、片內(nèi)設(shè)備等。總線接口、片內(nèi)設(shè)備等。功耗、體積、封裝等結(jié)構(gòu)、工藝指標(biāo)。功耗、體積、封裝等結(jié)構(gòu)、工藝指標(biāo)。開發(fā)工具。開發(fā)工具。價(jià)格。價(jià)格。其他：供貨、生命周期、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。其他：供貨、生命周期、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。 選擇DSP芯片軟件系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)軟件調(diào)試硬件調(diào)試系統(tǒng)集成定義系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試DSP應(yīng)用DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮的幾個(gè)因素： lDSP系統(tǒng)處理的模擬帶寬。l實(shí)時(shí)性要求。l算法的復(fù)雜度。lDSP系統(tǒng)處理精度要求。l成本要求。l可靠性要求。l方便開發(fā)和使用。l 按樣點(diǎn)計(jì)算：一個(gè)

11、輸入數(shù)據(jù)的采樣周期不小于一個(gè)輸按樣點(diǎn)計(jì)算：一個(gè)輸入數(shù)據(jù)的采樣周期不小于一個(gè)輸出數(shù)據(jù)需要的全部計(jì)算時(shí)間。出數(shù)據(jù)需要的全部計(jì)算時(shí)間。l 按幀計(jì)算：一幀輸入數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間不小于與其運(yùn)算按幀計(jì)算：一幀輸入數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間不小于與其運(yùn)算時(shí)間。時(shí)間。l 按任務(wù)計(jì)算：每個(gè)任務(wù)每秒的運(yùn)算量（按任務(wù)計(jì)算：每個(gè)任務(wù)每秒的運(yùn)算量（MIPS）按照上）按照上述方法計(jì)算，然后相加。述方法計(jì)算，然后相加。自從自從DSP芯片誕生以來，得到了飛速的發(fā)展。在短短的十多芯片誕生以來，得到了飛速的發(fā)展。在短短的十多年時(shí)間，年時(shí)間，DSP芯片已經(jīng)在信號(hào)處理、通信、雷達(dá)等許多領(lǐng)域得到廣泛芯片已經(jīng)在信號(hào)處理、通信、雷達(dá)等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)

12、用。目前，的應(yīng)用。目前，DSP芯片的價(jià)格也越來越低，性能價(jià)格比日益提高，芯片的價(jià)格也越來越低，性能價(jià)格比日益提高，具有巨大的應(yīng)用潛力。具有巨大的應(yīng)用潛力。DSP芯片的主要應(yīng)用有：芯片的主要應(yīng)用有： l 信號(hào)處理信號(hào)處理-如，數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅里葉變換、相關(guān)運(yùn)如，數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅里葉變換、相關(guān)運(yùn)算、頻譜分析、卷積等。算、頻譜分析、卷積等。 l 通信通信-如，調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回坡如，調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回坡抵消、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾錯(cuò)編碼、波形產(chǎn)生等。抵消、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾錯(cuò)編碼、波形產(chǎn)生等。l 語音語音

13、-如語音編碼、語音合成、語音識(shí)別、語音增強(qiáng)、說話人辨認(rèn)、如語音編碼、語音合成、語音識(shí)別、語音增強(qiáng)、說話人辨認(rèn)、說話人確認(rèn)說話人確認(rèn) 、語音郵件、語音儲(chǔ)存等。、語音郵件、語音儲(chǔ)存等。l 圖像圖像/圖形圖形-如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、動(dòng)畫、機(jī)器人視覺等。動(dòng)畫、機(jī)器人視覺等。l 軍事軍事-如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航等。如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航等。l 儀器儀表儀器儀表-如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等。如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等。l 自動(dòng)控制自動(dòng)控制-如引擎控制、深空、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人控制

14、、如引擎控制、深空、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制。磁盤控制。l 醫(yī)療醫(yī)療-如助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等。如助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等。l 家用電器家用電器-如高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與如高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、數(shù)字電話游戲、數(shù)字電話/電視等。電視等。2.1管腳及信號(hào)說明管腳及信號(hào)說明2.2中央處理單元中央處理單元(CPU)2.3存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2.4引導(dǎo)裝載功能引導(dǎo)裝載功能2.5外部總線外部總線2.6外圍外圍2.7直接存儲(chǔ)器訪問直接存儲(chǔ)器訪問(DMA)注意：注意：1、管腳、信號(hào)名、管腳、信號(hào)名、輸入出輸入出Z、說、說明（查手冊(cè)）。明（查手冊(cè)）。

15、2、信號(hào)上面的橫、信號(hào)上面的橫線表示低電平有效。線表示低電平有效。3、腳不能連、腳不能連接。接。4、所有上拉電阻、所有上拉電阻必須為必須為20K，電，電源、地必須分別共源、地必須分別共同連接在一起。同連接在一起。2.1管腳及信號(hào)說明管腳及信號(hào)說明一、一、CPU組成及功能組成及功能CPU主要完成算術(shù)邏輯運(yùn)算、乘法運(yùn)算、尋址運(yùn)算，主要完成算術(shù)邏輯運(yùn)算、乘法運(yùn)算、尋址運(yùn)算，以及以及DSP芯片資源的全局管理等芯片資源的全局管理等。包括如下包括如下操作單元：操作單元：l ALU：?jiǎn)沃芷冢簡(jiǎn)沃芷冢?2位整數(shù)，位整數(shù)，40位浮點(diǎn)位浮點(diǎn)lultiplier：?jiǎn)沃芷?，浮點(diǎn)：?jiǎn)沃芷?，浮點(diǎn) 入入32位位/出出40

16、位，整數(shù)位，整數(shù) 入入24位位/出出32位，和位，和ALU并行并行l(wèi) ARAUs：?jiǎn)沃芷?，?jì)算出各種尋址方式所要的兩個(gè)地址。：?jiǎn)沃芷?，?jì)算出各種尋址方式所要的兩個(gè)地址。（如偏移、變址、循環(huán)、碼位倒置尋址等）。并行操作。（如偏移、變址、循環(huán)、碼位倒置尋址等）。并行操作。l CPU1、2REG1、2總線：可傳送四個(gè)操作數(shù)。總線：可傳送四個(gè)操作數(shù)。l 32位桶式移位器：?jiǎn)沃芷谖煌笆揭莆黄鳎簡(jiǎn)沃芷?2位左右移位。位左右移位。l 寄存器組：寄存器組：28個(gè)。個(gè)。二、二、CPU寄存器組（寄存器組（29個(gè)）個(gè)）1、擴(kuò)展精度寄存器（、擴(kuò)展精度寄存器（R0R7） 特別適于維持?jǐn)U展精度浮點(diǎn)結(jié)果。特別適于維持?jǐn)U展精

17、度浮點(diǎn)結(jié)果。 2、輔助寄存器（、輔助寄存器（AR0AR7） CPU存取，存取，ARAU修改，主要是產(chǎn)生修改，主要是產(chǎn)生24 bit的地址。的地址。esf3932313003932310無用 有(無)符號(hào)整數(shù)3、數(shù)據(jù)頁指針（、數(shù)據(jù)頁指針（DP） 8個(gè)最低有效位在直接尋址方式中作為所尋址頁碼的指?jìng)€(gè)最低有效位在直接尋址方式中作為所尋址頁碼的指 針數(shù)據(jù)針數(shù)據(jù) 831bit被用戶保留且總保持為零，被用戶保留且總保持為零，16M空間被分空間被分為為256頁頁64K字?jǐn)?shù)據(jù)。字?jǐn)?shù)據(jù)。4、變址寄存器（、變址寄存器（IR0、IR1） 被被ARAU用于指引地址。用于指引地址。5、塊模寄存器（、塊模寄存器（BK） 被

18、被ARAU用于循環(huán)尋址。用于循環(huán)尋址。6、系統(tǒng)堆棧指針（、系統(tǒng)堆棧指針（SP） 保存系統(tǒng)棧頂?shù)刂?，只用后保存系統(tǒng)棧頂?shù)刂?，只用?4bit，中斷陷阱調(diào)用，返回，中斷陷阱調(diào)用，返回以及以及PUSH，PUSHF，POP，POPF，指令均使用，指令均使用SP.7、狀態(tài)寄存器（、狀態(tài)寄存器（ST） CPU狀態(tài)的全局信息，復(fù)位時(shí)置狀態(tài)的全局信息，復(fù)位時(shí)置0，可存取，也可被硬件，可存取，也可被硬件改變。格式如下：改變。格式如下：8、CPUDMA中斷允許寄存器（中斷允許寄存器（IE） CPU占占100bit，DMA用用2616bit，置，置1，則允許，則允許相應(yīng)的中斷，復(fù)位時(shí)置相應(yīng)的中斷，復(fù)位時(shí)置0，格式如

19、下：，格式如下：9、CPU中斷標(biāo)志寄存器（中斷標(biāo)志寄存器（IF） 中斷發(fā)生時(shí)，相應(yīng)位置中斷發(fā)生時(shí)，相應(yīng)位置1，軟件中斷也能使，軟件中斷也能使IF位置位置1，復(fù)位時(shí)寫復(fù)位時(shí)寫0，可讀寫，格式如下：，可讀寫，格式如下：10、IO標(biāo)志寄存器（標(biāo)志寄存器（IOF） 設(shè)置設(shè)置XF0.XF1為輸入出，可讀寫，格式如下：為輸入出，可讀寫，格式如下：11、重復(fù)計(jì)數(shù)器（、重復(fù)計(jì)數(shù)器（RC）和塊地址寄存器（）和塊地址寄存器（RS、RE） 重復(fù)工作方式時(shí)，重復(fù)工作方式時(shí)，RC重復(fù)次數(shù)。重復(fù)次數(shù)。RS起始地址，起始地址，RE結(jié)束結(jié)束地址（程序的）。地址（程序的）。12、程序計(jì)數(shù)器（、程序計(jì)數(shù)器（PC） 下一條被取指令

20、的地址，可被程序流指令修改。下一條被取指令的地址，可被程序流指令修改。指與指與DSP有關(guān)的所有存儲(chǔ)空間。用來存貯程序、有關(guān)的所有存儲(chǔ)空間。用來存貯程序、數(shù)據(jù)（常數(shù)、中間變量、結(jié)果等）。數(shù)據(jù)（常數(shù)、中間變量、結(jié)果等）。一、有關(guān)術(shù)語一、有關(guān)術(shù)語 ROM：PROM、EPROM； EEPROM、FLASH。 RAM：SRAM、DRAM、SBRAM、SDRAM等。等。 存儲(chǔ)器的寬度、讀寫時(shí)間。存儲(chǔ)器的寬度、讀寫時(shí)間。 物理空間、邏輯空間的概念。物理空間、邏輯空間的概念。 程序空間、數(shù)據(jù)空間與程序空間、數(shù)據(jù)空間與IO空間的概念。空間的概念。二、二、 C3X存儲(chǔ)空間的地址（邏輯）分配存儲(chǔ)空間的地址（邏輯）分

21、配 32位位Data Bus寬度：程序、數(shù)據(jù)及寬度：程序、數(shù)據(jù)及IO字字（word）大小）大小 。 24位位Address Bus寬度：尋址能力達(dá)寬度：尋址能力達(dá)16M字，字，程序空間、數(shù)據(jù)空間與程序空間、數(shù)據(jù)空間與IO空間三個(gè)空間統(tǒng)空間三個(gè)空間統(tǒng)一編址。一編址。 C3X存儲(chǔ)器分配有存儲(chǔ)器分配有2種方式：微處理器方式種方式：微處理器方式與微計(jì)算機(jī)方式。它與與微計(jì)算機(jī)方式。它與DSP工作方式有關(guān)。工作方式有關(guān)。C3X存儲(chǔ)器有存儲(chǔ)器有2種分配方式種分配方式 DMA CONTROLLER REGISERS (16) RESERVED (15) TIMER 0 REGISTERS (16) TIMER

22、 1 REGSTERS (16) SERIAL PORTO REGISTERS (16) SERIAL PORT1 REGISTERS+ (16)PRIMARY AND EXPANSIOPORT REGISERS (16) RESERVED 808000H 808010H 80800FH 808010H 80801FH 80802FH 808030H 80803FH 808040H 80804FH 808050H 80805FH 808060H 80806FH 808070H 808010 808000H 808010H 80800FH 808010H 80801FH 80802FH 8080

23、30H 80803FH 808040H 80804FH 808050H 80805FH 808060H 80806FH 808070H 808010 808000H80800FH 808010H80801FH 808070H8097FFH外設(shè)總線的分配外設(shè)總線的分配三、指令高速緩沖存儲(chǔ)器（三、指令高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache） 存儲(chǔ)那些存取時(shí)間嚴(yán)格限制的代碼。存儲(chǔ)那些存取時(shí)間嚴(yán)格限制的代碼。 即：外部存取時(shí)間影響代碼執(zhí)行結(jié)果即：外部存取時(shí)間影響代碼執(zhí)行結(jié)果省時(shí)間；常用代省時(shí)間；常用代碼碼不需重復(fù)取。能以完全自動(dòng)的方式工作而無需用戶干預(yù)，不需重復(fù)取。能以完全自動(dòng)的方式工作而無需用戶干預(yù)，其結(jié)構(gòu)，算

24、法可參考手冊(cè)。其結(jié)構(gòu)，算法可參考手冊(cè)。 注意兩點(diǎn)：是當(dāng)使用自修改代友時(shí)，一條指令駐留在注意兩點(diǎn)：是當(dāng)使用自修改代友時(shí)，一條指令駐留在Cache中，主存儲(chǔ)器被修改，則不修改中，主存儲(chǔ)器被修改，則不修改Cache中的指令。能中的指令。能通過在通過在32個(gè)字地址邊界上安排程序代碼觸夠更加有效地使用個(gè)字地址邊界上安排程序代碼觸夠更加有效地使用Cache，在對(duì)匯編語言編碼時(shí)使用，在對(duì)匯編語言編碼時(shí)使用ALIGN偽指令可完成。偽指令可完成。 Cache的控制位的控制位 Cache的控制位：的控制位： CPUST寄存器有寄存器有3個(gè)控制位：清除位（個(gè)控制位：清除位（CC），有效位（），有效位（CE）和凍結(jié)位

25、（和凍結(jié)位（CF）、（寫）使）、（寫）使Cache無效，無效，CC0,CacheCPU清零，取出為清零，取出為0;如復(fù)信時(shí)如復(fù)信時(shí),如此如此,CE=1（寫）使（寫）使Cache有效，有效，,禁禁止寫止寫Cache,當(dāng)當(dāng)CE0時(shí)時(shí),（寫）（寫）,則清除則清除Cache,之后之后CC0（寫）（寫）則清除則清除Cache,復(fù)位復(fù)位CF0. 2.4 C31引導(dǎo)引導(dǎo)功能的實(shí)現(xiàn)功能的實(shí)現(xiàn) C31具有程序引具有程序引導(dǎo)功能，這使得導(dǎo)功能，這使得C31的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)極為的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)極為靈活和方便。靈活和方便。C31實(shí)實(shí)時(shí)運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)時(shí)運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)可以從外部低速可以從外部低速EPROM中裝入，也中裝入

26、，也可以從可以從C31的串行口的串行口輸入。（輸入。（MBCL方式方式的存儲(chǔ)器映象如右圖的存儲(chǔ)器映象如右圖所示）。所示）。 激活 0X809BFF 中斷位置(boot)及保留(192)自引導(dǎo)程序BOOT1BOOT2外部STRB激活保留32K字外設(shè)總線存儲(chǔ)器映象寄存器（6K內(nèi)部）RAM塊（1K）RAM塊（1K-64）內(nèi)部用戶程序中斷 trap 及 跳轉(zhuǎn)BOOT3外部0X0000000X0000BF0X0000C00X000FFF0X0010000X400000 0X8000000X807FFF0X8080000X8097FF0X8098000X809C000X809FC00X809FC10X80

27、9FFF0X80A0000XFFFFFF0X7FFFFF0XFFF000一、主總線控制寄存器一、主總線控制寄存器6個(gè)字段占低個(gè)字段占低13 bitl 主總線周期定義為信號(hào)主總線周期定義為信號(hào)H1的下降沿到下一個(gè)的下降沿到下一個(gè)H1的下降的下降沿。零等待狀態(tài)時(shí)，讀用沿。零等待狀態(tài)時(shí)，讀用1個(gè)個(gè)H1周期，寫用周期，寫用2個(gè)周期，如個(gè)周期，如果寫跟在讀后面則三個(gè)周期。果寫跟在讀后面則三個(gè)周期。l 信號(hào)信號(hào)H1、H3的周期相同，相位相反，都等于的周期相同，相位相反，都等于DSP時(shí)鐘時(shí)鐘周期的一半。周期的一半。l 主總線的操作時(shí)序詳情請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。主總線的操作時(shí)序詳情請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。R/W R/W R

28、/W R/W R/W R xx xx xx BNKCMP WTCNT SWW HIZ NOHO HOL15 14 13 12 - 8 7 6 5 4 3 2 1 0HOLDST: 保持狀態(tài)位。置位保持狀態(tài)位。置位(1)接口處于保持，接口處于保持，表示沒有處于保持表示沒有處于保持.NOHOLD: 接受保持信號(hào)。接受保持信號(hào)。(表示表示c3x接受并控制外部接受并控制外部總線，而不管外部器件的請(qǐng)求，當(dāng)接受了總線，而不管外部器件的請(qǐng)求，當(dāng)接受了HOLD時(shí)，除非時(shí)，除非HIZ1，否則不建立保持，否則不建立保持響應(yīng)響應(yīng)(HOLDA)。H IZ:內(nèi)部保持。內(nèi)部保持。HIZ1則接口處于保持方式則接口處于保持方

29、式, 三態(tài)時(shí)三態(tài)時(shí)LDA0。SWW: 軟件等待狀態(tài)產(chǎn)生器和軟件等待狀態(tài)產(chǎn)生器和WTCNT向配合向配合, 該字段定義了等待狀態(tài)發(fā)生的方式該字段定義了等待狀態(tài)發(fā)生的方式 。WTCNT: 軟件等待狀態(tài)周期數(shù)軟件等待狀態(tài)周期數(shù).范圍是范圍是0-7個(gè)個(gè)H1/H3周期。周期。BNKCMP: 分組比較分組比較.定義分組規(guī)模的基址線最高有定義分組規(guī)模的基址線最高有效數(shù)目效數(shù)目(MSBS) 。SWW00: 外部器件產(chǎn)生的外部器件產(chǎn)生的RDY.SWW01: WTCNT產(chǎn)生的產(chǎn)生的DRY WTCNTSWW10: DRT與與RDTWTCNT信號(hào)的邏信號(hào)的邏輯與輯與.(兩者任意為低兩者任意為低) SWW11: RDT與

30、與RDYWTCNT信號(hào)的邏信號(hào)的邏輯或輯或(兩者都為低時(shí)效兩者都為低時(shí)效)808864H，WTCNT？ SWW=01， BNKCMP？ 其他為其他為000000E8H 二、擴(kuò)展總線控制寄存器二、擴(kuò)展總線控制寄存器擴(kuò)展總線控制寄存器是一個(gè)擴(kuò)展總線控制寄存器是一個(gè)32位寄存器，它包含位寄存器，它包含了擴(kuò)展總線操作的各控制位，具體如下圖：了擴(kuò)展總線操作的各控制位，具體如下圖：保留位保留位 31 8 7 6 5 4 3 2 1 0 XX WTCNT SWW XX XX XX R/W R/W軟件的等待方式。這三位字段規(guī)定了在軟等待方式下，位產(chǎn)生內(nèi)部等待狀態(tài)所用的周期軟件等待狀態(tài)發(fā)生器。和WTCNT連接在

31、一起，這兩位字段定義等待狀態(tài)發(fā)生器的方式。復(fù)位功能讀作位名稱 復(fù)位值保留 0-2 000 3-4 SWW 115-7 WTCNT 111 三、可編程等待狀態(tài)三、可編程等待狀態(tài)SWW字段是用來選擇等待狀態(tài)產(chǎn)生的方式，字段是用來選擇等待狀態(tài)產(chǎn)生的方式，WTCNT字段是用來加載一個(gè)用于產(chǎn)生等待狀態(tài)的內(nèi)部定時(shí)器。字段是用來加載一個(gè)用于產(chǎn)生等待狀態(tài)的內(nèi)部定時(shí)器。SWW=11時(shí)等待狀態(tài)的產(chǎn)生 RDY RDYwtcnt RDYint 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 RDY RDYwtcnt RDYin 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 RDY RDYwtcnt RDYint 0

32、 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 RDY RDYwtcnt RDYint 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1SWW=0時(shí)等待的狀態(tài)產(chǎn)生SWW=01時(shí)等待狀態(tài)發(fā)生器SWW=10時(shí)等待狀態(tài)的產(chǎn)生 WTCNT是是07的任何值，外部尋址開始時(shí)，其值被加的任何值，外部尋址開始時(shí)，其值被加載到計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器是每一個(gè)載到計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器是每一個(gè)H1H3時(shí)鐘周期減少直到時(shí)鐘周期減少直到0，并保持到下次尋址，計(jì)數(shù)器不是并保持到下次尋址，計(jì)數(shù)器不是0，RDYwtcnt=1,計(jì)數(shù)為時(shí)，計(jì)數(shù)為時(shí)，RDYwtcnt=0。2.5 外圍設(shè)備外圍設(shè)備一、定時(shí)器一、定時(shí)器 32 bit定時(shí)計(jì)數(shù)電踟，有內(nèi)外

33、部?jī)煞N時(shí)鐘源，定時(shí)計(jì)數(shù)電踟，有內(nèi)外部?jī)煞N時(shí)鐘源，產(chǎn)生兩種信號(hào)形式：脈沖，時(shí)鐘，在芯片上有一個(gè)產(chǎn)生兩種信號(hào)形式：脈沖，時(shí)鐘，在芯片上有一個(gè)IO引腳。引腳。 能夠按規(guī)定間隔和能夠按規(guī)定間隔和CPU或外通信，或?qū)ν獠渴禄蛲馔ㄐ牛驅(qū)ν獠渴录?jì)數(shù)。件計(jì)數(shù)。 如啟動(dòng)如啟動(dòng)AD，啟動(dòng)一次通信產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘等。，啟動(dòng)一次通信產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘等。1、寄存器、寄存器 （1） 總體控制中存器確定定時(shí)器的操作方總體控制中存器確定定時(shí)器的操作方式，監(jiān)視定時(shí)器的狀態(tài)，控制式，監(jiān)視定時(shí)器的狀態(tài)，控制IO引腳的功能。引腳的功能。 （2） 周期寄存器規(guī)定了定時(shí)器發(fā)出信號(hào)的周期寄存器規(guī)定了定時(shí)器發(fā)出信號(hào)的頻率。計(jì)數(shù)寄存器包含增值計(jì)數(shù)

34、器的現(xiàn)行狀態(tài)，頻率。計(jì)數(shù)寄存器包含增值計(jì)數(shù)器的現(xiàn)行狀態(tài)，在輸入時(shí)鐘的上升或下降湍增加，其值等于周在輸入時(shí)鐘的上升或下降湍增加，其值等于周期寄存器的值時(shí)則自動(dòng)清零。期寄存器的值時(shí)則自動(dòng)清零。 2、時(shí)間脈沖發(fā)生器、時(shí)間脈沖發(fā)生器脈沖方式：脈沖方式：f=f（定時(shí)器時(shí)鐘）周期寄存器。（定時(shí)器時(shí)鐘）周期寄存器。脈寬脈寬1/f(H1) 時(shí)鐘方式：時(shí)鐘方式：f=f （定時(shí)器時(shí)鐘）（定時(shí)器時(shí)鐘） （2*周期周期寄存器）寄存器）占空比占空比50。定時(shí)器時(shí)鐘定時(shí)器時(shí)鐘f 有以下有以下2種：種：內(nèi)部時(shí)鐘源：內(nèi)部時(shí)鐘源：f= f(H1)2外部時(shí)鐘源：外部時(shí)鐘源：ff(H1)23、定時(shí)器操作方式、定時(shí)器操作方式即定時(shí)器

35、輸入、輸出的連接方式。即定時(shí)器輸入、輸出的連接方式。通過對(duì)字段通過對(duì)字段CLKSRC FUNC和和IO 的的設(shè)置，可配置成四種操作方式。設(shè)置，可配置成四種操作方式。4、定時(shí)器中斷、定時(shí)器中斷 計(jì)數(shù)寄存器復(fù)位到計(jì)數(shù)寄存器復(fù)位到0時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器等于或大于定時(shí)器周期寄存器中的值時(shí)，數(shù)寄存器等于或大于定時(shí)器周期寄存器中的值時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)寄存器恢復(fù)為到零，定時(shí)中斷能用來定時(shí)器的計(jì)數(shù)寄存器恢復(fù)為到零，定時(shí)中斷能用來中斷中斷CPU或或DMA。每一個(gè)定時(shí)器的終端都允許控制，。每一個(gè)定時(shí)器的終端都允許控制，對(duì)于對(duì)于CPU 或或DMA都可在都可在CPU/DMA中

36、斷允許寄存器中斷允許寄存器中找到。中找到。當(dāng)定時(shí)器中斷出現(xiàn)時(shí)，如果定時(shí)總體控制寄存器當(dāng)定時(shí)器中斷出現(xiàn)時(shí)，如果定時(shí)總體控制寄存器中的中的FUNC=1和和CLKSRC=1 則相應(yīng)的則相應(yīng)的TCLK插譖上看到一插譖上看到一個(gè)狀態(tài)的改變。狀態(tài)的嚴(yán)格的改變還依賴于個(gè)狀態(tài)的改變。狀態(tài)的嚴(yán)格的改變還依賴于 C/P位的位的狀態(tài)。狀態(tài)。5、定時(shí)器初始化重置的步驟。、定時(shí)器初始化重置的步驟。 (1) 清除定時(shí)器總體控制寄存器的清除定時(shí)器總體控制寄存器的GO/HLD位使定時(shí)器處于保持。這能用寫位使定時(shí)器處于保持。這能用寫0到定到定時(shí)器總體控制寄存器來完成。請(qǐng)主義時(shí)器總體控制寄存器來完成。請(qǐng)主義 在復(fù)位使在復(fù)位使定時(shí)

37、器處于保持狀態(tài)。定時(shí)器處于保持狀態(tài)。 (2) 如果必要的話，可通過定時(shí)器總體控制如果必要的話，可通過定時(shí)器總體控制寄存器（用寄存器（用GO=HLD=0）以及定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存）以及定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器和定時(shí)器周期寄存器重構(gòu)定時(shí)器。器和定時(shí)器周期寄存器重構(gòu)定時(shí)器。 (3)由設(shè)置定時(shí)器的總體控制寄存器的由設(shè)置定時(shí)器的總體控制寄存器的GO/HLD位啟動(dòng)定時(shí)器。位啟動(dòng)定時(shí)器。二、串行口二、串行口數(shù)據(jù)的同步串行傳輸端口，數(shù)據(jù)可以是數(shù)據(jù)的同步串行傳輸端口，數(shù)據(jù)可以是8、16、32bit也可以是幀任意數(shù)目的數(shù)據(jù)。有也可以是幀任意數(shù)目的數(shù)據(jù)。有6 個(gè)個(gè)IO引腳引腳用于和外部構(gòu)成串行數(shù)據(jù)通信。用于和外部構(gòu)成串行數(shù)據(jù)通信

38、。 在下面的內(nèi)容學(xué)習(xí)中，請(qǐng)大家注意這樣幾個(gè)問在下面的內(nèi)容學(xué)習(xí)中，請(qǐng)大家注意這樣幾個(gè)問題：題： 該串行口提供了什么樣的功能？并由此可以推該串行口提供了什么樣的功能？并由此可以推斷它能和哪些現(xiàn)行的通信協(xié)議接口？斷它能和哪些現(xiàn)行的通信協(xié)議接口？ 串行通信協(xié)議中的指標(biāo)（如數(shù)據(jù)率、幀同步、串行通信協(xié)議中的指標(biāo)（如數(shù)據(jù)率、幀同步、位同步、碼型、單雙等）如何實(shí)現(xiàn)位同步、碼型、單雙等）如何實(shí)現(xiàn)? 對(duì)串行的介紹分幾個(gè)部分對(duì)串行的介紹分幾個(gè)部分,為詳細(xì)查閱手冊(cè)作引為詳細(xì)查閱手冊(cè)作引導(dǎo)。導(dǎo)。 串行口方塊圖串行口方塊圖1、寄存器組、寄存器組包括包括8個(gè)存儲(chǔ)器映射寄存器，它們完整地個(gè)存儲(chǔ)器映射寄存器，它們完整地提供了串

39、行通信所需的全部操作。提供了串行通信所需的全部操作。 總體控制寄存器總體控制寄存器控制串行口的總體功能，并確定串控制串行口的總體功能，并確定串行口的操作方式。行口的操作方式。 DRP DXP CLKRP CLKX RFSM XFSM RVA XVA31 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 X PR XR RI RT XI XT RL XL FSR FSXSerial Port Global Control Reg 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 RLCK XCLK HS RSR XSR FSX XRDY RR

40、DY位位 名稱名稱 復(fù)位復(fù)位 R/W0 RRDY O R1 XRDY 1 R 功能功能 RRDY1，接收緩沖器里有新的，接收緩沖器里有新的數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備讀出。從數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備讀出。從DRR讀出到讀出到RRDY1將會(huì)出現(xiàn)將會(huì)出現(xiàn)3個(gè)個(gè)H1H3周期的周期的延遲，這個(gè)信號(hào)的上升沿將延遲，這個(gè)信號(hào)的上升沿將RINT置置位。若位。若RRDY0從最后一次讀出以后從最后一次讀出以后接收沒有新的數(shù)據(jù)，接收緩沖器讀以接收沒有新的數(shù)據(jù)，接收緩沖器讀以后置后置0。 XRDY1，發(fā)送緩沖器己把數(shù)據(jù)，發(fā)送緩沖器己把數(shù)據(jù)的最后一位寫到了移位器并準(zhǔn)備了一的最后一位寫到了移位器并準(zhǔn)備了一個(gè)新的字，從發(fā)送移位器加載到個(gè)新的字，從發(fā)送移

41、位器加載到XRDY1出現(xiàn)出現(xiàn)3個(gè)個(gè)H1H3周期的延遲周期的延遲這個(gè)信號(hào)的上升沿將這個(gè)信號(hào)的上升沿將XINT置位。若置位。若XRDY0，發(fā)送緩沖器沒有把數(shù)據(jù)最，發(fā)送緩沖器沒有把數(shù)據(jù)最后一位寫到發(fā)送移位器中同時(shí)也還沒后一位寫到發(fā)送移位器中同時(shí)也還沒有準(zhǔn)備好新的字。有準(zhǔn)備好新的字。 FSXOUT=0(&1)把把FSX引腳置成輸入引腳置成輸入（出）（出）XSREMPTY0（或（或1）說明發(fā)送移位寄）說明發(fā)送移位寄存器空（沒空）存器空（沒空） RSRFULL1，出現(xiàn)了接收器的超出，出現(xiàn)了接收器的超出，連續(xù)方式下，當(dāng)連續(xù)方式下，當(dāng)RSR和和DRR兩者都滿時(shí)兩者都滿時(shí)RSRFULL1，非連續(xù)方式中，

42、當(dāng)，非連續(xù)方式中，當(dāng)RSR和和DRR完滿而上一個(gè)新的完滿而上一個(gè)新的FSR被接收時(shí)，被接收時(shí)，RSRFULL1，一個(gè)讀，系統(tǒng)復(fù)信串行，一個(gè)讀，系統(tǒng)復(fù)信串行口接收復(fù)位（口接收復(fù)位（RRESET1）將置）將置0。HS1，允許手動(dòng)方式，允許手動(dòng)方式，HS0，手動(dòng)方，手動(dòng)方式被禁止式被禁止2. 2 FSXOUT 0 R/W3 XSREMPTY 0 R4 RSRFULL 0 R5 HS 0 CLKXFUNC=1 CLKI/o， CLKXDATOU=FSX/DX/CLKX: CLKXDATIN= DXFUNC=1 DXI/O=DXDATOUT= DXDATIN= FSFUNC=1FSXI/O= FSXDA

43、TOUT= FSXDATIN= 808043H: CLKRFUNC= CLKI/O= CLKRDATOUT= FSR/DR/CLKR: CLKRDATIN= DRFUNC=1， DRI/O= DRDATOUT= DRDATN= FSRFUNC=1 FSRI/O= FSRDATOUT= FSRDAT/N= 808042H: XGO XHLD XC/P接受發(fā)定時(shí)器控接受發(fā)定時(shí)器控 XCLKSRCXTSAT= RGO= RHLD RC/P RCLKSRC RTSTAT 808045H Receive Counter 31-16 接收接收/發(fā)定時(shí)的計(jì)數(shù)器發(fā)定時(shí)的計(jì)數(shù)器 Transmit Counter

44、 15-0808046H Receive Period 31-16接收接收/發(fā)周期發(fā)周期 Transmit Period 15-0808044H RRDY0， XRDY0， FSXOUT=？ XSREMPTY= RSRFULL= HS= XCLKSRCE= RCLKSRCE= XUAREN=0 RVAREN=0 XFSM=0，？ RFSM=0？ C L K X P = C L K R P = D X P = DRP= FSXP= FSRP=XLEN=01 RLEN=？ XTINT=0XINT=0 RTINT= RINT=XRESET= RRESET= 808040HFSX/DX/CLKX 接口

45、控制寄存器接口控制寄存器控制了串行口引腳控制了串行口引腳 功能。功能。FSR/DR/CLKR接口控制寄存器接口控制寄存器接收發(fā)送定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器接收發(fā)送定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器 接收發(fā)送定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器接收發(fā)送定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器接收發(fā)送定時(shí)器周期及存儲(chǔ)器接收發(fā)送定時(shí)器周期及存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 數(shù)據(jù)接收寄存器數(shù)據(jù)接收寄存器2、時(shí)鐘與定時(shí)器、時(shí)鐘與定時(shí)器 3、串行口的定時(shí)、串行口的定時(shí) 內(nèi)部時(shí)鐘源產(chǎn)生的串行口同步時(shí)鐘頻率的計(jì)算內(nèi)部時(shí)鐘源產(chǎn)生的串行口同步時(shí)鐘頻率的計(jì)算: f（脈沖方式）（脈沖方式）f（定時(shí)器時(shí)鐘）周期寄存器（定時(shí)器時(shí)鐘）周期寄存器 f（時(shí)鐘方式）（時(shí)鐘方式）f（定時(shí)器時(shí)鐘）（

46、定時(shí)器時(shí)鐘）（2X周期寄存器）周期寄存器） 外部時(shí)鐘源產(chǎn)生的串行口時(shí)鐘詳見手冊(cè)（串行口定時(shí)）外部時(shí)鐘源產(chǎn)生的串行口時(shí)鐘詳見手冊(cè)（串行口定時(shí)）4、中斷源、中斷源5、串行口初始化重構(gòu)、串行口初始化重構(gòu)2.7直接存儲(chǔ)器訪直接存儲(chǔ)器訪問問一一DMA總體控制寄存器總體控制寄存器二目的和源地址寄存器二目的和源地址寄存器三傳輸計(jì)數(shù)器寄存器三傳輸計(jì)數(shù)器寄存器四四CPU/DMA中斷允許寄存器中斷允許寄存器五五DMA存儲(chǔ)器傳輸存儲(chǔ)器傳輸六六DMA通道的同步通道的同步七七DMA中斷中斷八初始化重置的步驟八初始化重置的步驟 DMA控制器觸夠在沒有控制器觸夠在沒有CPU操作干預(yù)下執(zhí)行輸入輸出功操作干預(yù)下執(zhí)行輸入輸出功能

47、，它與外部存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備接口，不會(huì)降低能，它與外部存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備接口，不會(huì)降低CPU的計(jì)算速的計(jì)算速度。一個(gè)度。一個(gè)DMA傳輸包含兩個(gè)操作：從任意一個(gè)存儲(chǔ)器位置讀傳輸包含兩個(gè)操作：從任意一個(gè)存儲(chǔ)器位置讀出并寫入到另一個(gè)任意的存儲(chǔ)器位置。出并寫入到另一個(gè)任意的存儲(chǔ)器位置。 DMA操作由下列存儲(chǔ)器映射的寄存器控制操作由下列存儲(chǔ)器映射的寄存器控制:（一）（一）DMA總體控制寄存器總體控制寄存器（二）目的和源地址寄存器（二）目的和源地址寄存器（三）傳輸計(jì)數(shù)器寄存器（三）傳輸計(jì)數(shù)器寄存器（四）（四） CPUDMA 中斷允許寄存器中斷允許寄存器（五）（五）DMA存儲(chǔ)器傳輸存儲(chǔ)器傳輸 一次一次DMA傳輸

48、包含兩個(gè)操作：從傳輸包含兩個(gè)操作：從DMA源寄存器規(guī)定的源寄存器規(guī)定的地址讀數(shù)據(jù)，把己讀數(shù)據(jù)寫入地址讀數(shù)據(jù)，把己讀數(shù)據(jù)寫入DMA目的寄存器規(guī)定的地址。目的寄存器規(guī)定的地址。 傳輸受目的和源地址對(duì)象的性質(zhì)而變化，即存儲(chǔ)器在片傳輸受目的和源地址對(duì)象的性質(zhì)而變化，即存儲(chǔ)器在片內(nèi)還是片外影響傳輸速率（讀寫周期數(shù)目、等待狀態(tài)數(shù)目）。內(nèi)還是片外影響傳輸速率（讀寫周期數(shù)目、等待狀態(tài)數(shù)目）。 （六）（六）DMA通道的同步通道的同步 通過使用中斷來同步，通過使用中斷來同步，DMA總體控制中存器的總體控制中存器的SYNCH位規(guī)定位規(guī)定34種同步機(jī)構(gòu)。種同步機(jī)構(gòu)。不同步（不同步（00）；源同步（）；源同步（01）；

49、目的同步（）；目的同步（10）；源）；源和目的都同步（和目的都同步（11）。）。 （七）（七）DMA中斷中斷 當(dāng)傳輸計(jì)數(shù)器達(dá)到零時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)以當(dāng)傳輸計(jì)數(shù)器達(dá)到零時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)以CPU的的DMA中斷，與此有關(guān)的操作：中斷，與此有關(guān)的操作：CPUDMA中斷允許寄存器（中斷允許寄存器（IE）的的EDINT位，位，DMA全局寄存器的全局寄存器的TCINT位和位和TC位。位。 （八）初始化重置的步驟（八）初始化重置的步驟 用總體寄存器的用總體寄存器的START位保持。位保持。 （2）設(shè)置。）設(shè)置。 （3）START啟動(dòng)。啟動(dòng)。 3.1 加載程序指令的順序加載程序指令的順序3.2 重復(fù)指令重復(fù)指令R

50、PTB和和RPTS3.3 轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移指令3.4 調(diào)用陷阱和返回調(diào)用陷阱和返回3.5 互鎖互鎖3.6 復(fù)位復(fù)位3.7 中斷中斷控制程序流的途徑有兩種：軟件控制和控制程序流的途徑有兩種：軟件控制和硬件控制。軟件控制包括：重復(fù)、轉(zhuǎn)移硬件控制。軟件控制包括：重復(fù)、轉(zhuǎn)移(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的和延遲的的和延遲的)、調(diào)用、陷阱和返回。硬件控制、調(diào)用、陷阱和返回。硬件控制包括：操作、復(fù)位和中斷。包括：操作、復(fù)位和中斷。程序流控制的目標(biāo)是使得程序流在每一程序流控制的目標(biāo)是使得程序流在每一個(gè)指令的工作都能達(dá)到預(yù)期的目的。個(gè)指令的工作都能達(dá)到預(yù)期的目的。本章討論在本章討論在C3X上如何控制程序的執(zhí)行上如何控制程序的執(zhí)行順序

51、以及影響程序執(zhí)行的因素。順序以及影響程序執(zhí)行的因素。3.1 加載程序指令的順序加載程序指令的順序 給給C3XC3X芯片加電后芯片加電后, ,如果芯片復(fù)位引腳配置正確如果芯片復(fù)位引腳配置正確, ,芯片會(huì)自動(dòng)執(zhí)行復(fù)位操作。然后檢查工作方式引腳芯片會(huì)自動(dòng)執(zhí)行復(fù)位操作。然后檢查工作方式引腳的配置。在微機(jī)方式下，的配置。在微機(jī)方式下，DSPDSP按照中斷引腳的配置，按照中斷引腳的配置，自動(dòng)選擇程序引導(dǎo)方式，裝載用戶程序。之后，按自動(dòng)選擇程序引導(dǎo)方式，裝載用戶程序。之后，按照程序給出的指令依次順序執(zhí)行。照程序給出的指令依次順序執(zhí)行。CPUCPU的的PCPC計(jì)數(shù)器記計(jì)數(shù)器記錄著下一條程序指令的地址。在遇到重

52、復(fù)、轉(zhuǎn)移、錄著下一條程序指令的地址。在遇到重復(fù)、轉(zhuǎn)移、調(diào)用、陷阱和返回指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器調(diào)用、陷阱和返回指令時(shí)，程序計(jì)數(shù)器PCPC將被重新將被重新加載而改變程序的執(zhí)行方向。加載而改變程序的執(zhí)行方向。 RS、RE、RC、PC狀態(tài)寄存器的狀態(tài)寄存器的RM位及隱含的位及隱含的S位都被使用。軟位都被使用。軟件中件中RPTB的典型用法的典型用法: LDI SCR，RC (SCR0) RPTB loop。loop:。硬件中硬件中 , PC+1 RS loopRE 1RM 0S 可被中斷，可被中斷，RM=0 時(shí)，硬件對(duì)時(shí)，硬件對(duì)RC不作修改。不作修改。 RPTS的用法：的用法： 指令指令 RPTS scr

53、該指令不能被中斷該指令不能被中斷硬件如下硬件如下:PC+1 RSPC=1 RE1 RM1 S 這兩條指令是四周期指這兩條指令是四周期指 令令Src R 通過對(duì)通過對(duì)RC寫入寫入0或?qū)驅(qū)M位寫入位寫入0均可提停止前回路的重均可提停止前回路的重復(fù)。由于塊重復(fù)方式修改復(fù)。由于塊重復(fù)方式修改PC，則其他指令就不能同時(shí)修改，則其他指令就不能同時(shí)修改PC,因而產(chǎn)生以下約束因而產(chǎn)生以下約束：1、程序塊中最后一條指令不能是、程序塊中最后一條指令不能是Bcond,BR ,Bdcond, Cau,Callcond TRAPcons RETScond IDLE, RPTB或或RPTS.2、從程序塊底部數(shù)起的四條

54、指令種的任何一條指令不能是、從程序塊底部數(shù)起的四條指令種的任何一條指令不能是Bcond ,BRD 或或DbcondD。塊重復(fù)可以嵌套塊重復(fù)可以嵌套,但要保留和恢復(fù)但要保留和恢復(fù)RS, RE、RC和位。和位。尤其是在中斷服務(wù)程序中，使用塊重復(fù)可以通過檢測(cè)位尤其是在中斷服務(wù)程序中，使用塊重復(fù)可以通過檢測(cè)位來判斷是有塊嵌套。來判斷是有塊嵌套。3.3 轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移指令 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移在執(zhí)行轉(zhuǎn)移之前刷新流水線，一而標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移在執(zhí)行轉(zhuǎn)移之前刷新流水線，一而是占用四指令周期是占用四指令周期 延遲轉(zhuǎn)移保證期后三條指令的執(zhí)行發(fā)生在程延遲轉(zhuǎn)移保證期后三條指令的執(zhí)行發(fā)生在程序技術(shù)的被轉(zhuǎn)移修改字之前。它禁止中斷直到跟序技術(shù)的

55、被轉(zhuǎn)移修改字之前。它禁止中斷直到跟隨延遲轉(zhuǎn)移的那三條指令執(zhí)行完，隨延遲轉(zhuǎn)移的那三條指令執(zhí)行完，CPU被修改之被修改之后）這三條指令不能是：后）這三條指令不能是： Bcond,BcondD,BR,BRD,DbconelD,CAU,Callcond,TRAPcond,RETJcond,RPTB,RPT或或IDLE。3.4 調(diào)用、陷阱和返回調(diào)用、陷阱和返回 調(diào)用和陷阱（軟中斷）提了執(zhí)行了一個(gè)子程序或函調(diào)用和陷阱（軟中斷）提了執(zhí)行了一個(gè)子程序或函數(shù)的方法，同時(shí)也提供了返回。在數(shù)的方法，同時(shí)也提供了返回。在CALL,CALLcond和和TRAPcond 改變改變PC內(nèi)容之前在堆棧中保留了內(nèi)容之前在堆棧中

56、保留了PC之值。若之值。若使用使用RETScond,或或RETIcond指令，堆棧就可提供返回。指令，堆棧就可提供返回。 CALL將下一個(gè)將下一個(gè)PC值壓棧之將操作數(shù)值壓棧之將操作數(shù)SIC放入放入PC。 CALLcond與與CALL的區(qū)別有兩點(diǎn)：的區(qū)別有兩點(diǎn)：一個(gè)特殊狀態(tài)為真一個(gè)特殊狀態(tài)為真,才執(zhí)行才執(zhí)行CALL。SIC是與是與PC值有類的偏移量或用寄存口尋址值有類的偏移量或用寄存口尋址。 TRAPcond與與CALLcond的區(qū)別是：的區(qū)別是：中斷被禁止，中斷被禁止，ST的的GIE0，下一個(gè)下一個(gè)PC值被壓棧。值被壓棧。從從20h3Fh的鞭一地址單元中檢索一個(gè)矢量關(guān)加載的鞭一地址單元中檢索一

57、個(gè)矢量關(guān)加載到到PC，該地址值由指令，該地址值由指令A(yù)的陷阱數(shù)值確認(rèn)。的陷阱數(shù)值確認(rèn)。 RETScond要求一個(gè)特殊的狀態(tài)必須為真時(shí)，將棧頂要求一個(gè)特殊的狀態(tài)必須為真時(shí)，將棧頂彈出到彈出到PC，并立即執(zhí)行該，并立即執(zhí)行該P(yáng)C值指出的指令。用來執(zhí)行值指出的指令。用來執(zhí)行調(diào)用的返回。調(diào)用的返回。 RETIcond與與RETScond的區(qū)別是執(zhí)行的區(qū)別是執(zhí)行RETScond的全的全部操作并置部操作并置GIE1，允許中斷，用來執(zhí)行陷阱，中斷的，允許中斷，用來執(zhí)行陷阱，中斷的返回。返回。 互重常見的多重處理結(jié)構(gòu)之一是多個(gè)處理器共享全局存儲(chǔ)互重常見的多重處理結(jié)構(gòu)之一是多個(gè)處理器共享全局存儲(chǔ)器為了允許多個(gè)處

58、理器取這個(gè)全局存儲(chǔ)器，并且以緊湊相干方器為了允許多個(gè)處理器取這個(gè)全局存儲(chǔ)器，并且以緊湊相干方式共享數(shù)據(jù)，需要一種形式的仲裁或握手這種仲裁需要就是式共享數(shù)據(jù)，需要一種形式的仲裁或握手這種仲裁需要就是TMS320C3X互鎖操作的目的?；ユi操作的目的。助記符描述操作LDFI把浮點(diǎn)數(shù)值裝載到寄存器 信號(hào)互鎖 src-dstDII 把整形數(shù)裝載到寄存器，互鎖信號(hào)互鎖src-dst SIGI信號(hào)，互鎖信號(hào)互鎖，清除互鎖STFI 把浮點(diǎn)數(shù)值存到存儲(chǔ)器，互鎖src-dst清除互鎖STII 把整形數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，互鎖src-dst清除互鎖3.6 復(fù)位復(fù)位 CPU CPU、外設(shè)被復(fù)位。、外設(shè)被復(fù)位。 ST ST，

59、IEIE，IFIF，IOFIOF被載裝被載裝0 0， 復(fù)位矢量讀自存儲(chǔ)器復(fù)位矢量讀自存儲(chǔ)器0h0h單元并裝載到單元并裝載到PCPC 執(zhí)行開始。執(zhí)行開始。 由相同的系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)多個(gè)由相同的系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)多個(gè)C3XC3X，則它它們可以，則它它們可以被同步復(fù)位，當(dāng)被同步復(fù)位，當(dāng)RESTREST發(fā)生從發(fā)生從1 1到的轉(zhuǎn)變時(shí)各處理器被置到的轉(zhuǎn)變時(shí)各處理器被置在一個(gè)規(guī)定好的內(nèi)部相位上。在一個(gè)規(guī)定好的內(nèi)部相位上。 中斷按來源分為內(nèi)部、外部；按響應(yīng)模式分為可屏中斷按來源分為內(nèi)部、外部；按響應(yīng)模式分為可屏蔽、不可屏蔽。蔽、不可屏蔽。中斷具有優(yōu)先級(jí)之分，可以使能或關(guān)閉，觸發(fā)中斷中斷具有優(yōu)先級(jí)之分，可以使能或關(guān)閉，觸

60、發(fā)中斷必須使用正確的信號(hào)形式，中斷標(biāo)識(shí)符由硬件置位，指必須使用正確的信號(hào)形式，中斷標(biāo)識(shí)符由硬件置位，指明了中斷是否發(fā)生。明了中斷是否發(fā)生。CPUCPU、DMADMA都可以提供中斷服務(wù)。都可以提供中斷服務(wù)。中斷服務(wù)程序中，中斷處理前后必須保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)中斷服務(wù)程序中，中斷處理前后必須保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括中斷處理中使用的各個(gè)寄存器，尤其是場(chǎng)，包括中斷處理中使用的各個(gè)寄存器，尤其是CPUCPU狀狀態(tài)寄存器。中斷一旦被使能，就自動(dòng)進(jìn)入中斷服務(wù)，但態(tài)寄存器。中斷一旦被使能，就自動(dòng)進(jìn)入中斷服務(wù)，但必須由程序返回。使用多個(gè)中斷時(shí)，可能發(fā)生中斷嵌套，必須由程序返回。使用多個(gè)中斷時(shí)，可能發(fā)生中斷嵌套，會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大，有必要