DSP技術(shù)原理及應(yīng)用(課件)

1、DSP技術(shù)原理及應(yīng)用目錄 第1章 緒論 第2章 TMS320C54x的結(jié)構(gòu)原理 第3章 TMS320C54x硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第4章 TMS320C54x指令系統(tǒng) 第5章 DSP軟件開發(fā)與設(shè)計(jì) 第6章 TMS320C54x的開發(fā)應(yīng)用教學(xué)目的1、理解數(shù)字信號處理及數(shù)字信號處理器的基本概念；2、了解數(shù)字信號處理器的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及應(yīng)用；3、了解TI公司三大系列DSP芯片的主要特點(diǎn)及應(yīng)用；4、掌握定點(diǎn)DSP的數(shù)據(jù)格式。 教學(xué)重點(diǎn)1、數(shù)字信號處理及數(shù)字信號處理器的基本概念；2、TI公司三大系列DSP芯片的主要特點(diǎn)及應(yīng)用；3、定點(diǎn)DSP的數(shù)據(jù)格式。教學(xué)難點(diǎn)定點(diǎn)DSP的數(shù)據(jù)格式。 第一章 緒論課外作業(yè)1、

2、課本P26作業(yè)1.2,1.42、若x=1.4,y=0.2（1）將x用Q14格式表示，將 y用Q15格式表示；（2）再求x+y。3、y=-0.328，將其表示成Q15格式的定點(diǎn)數(shù)。4、已知7000H是定標(biāo)為Q12的定點(diǎn)數(shù)。求其對應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)。DSP有兩種理解：有兩種理解：一、廣義的理解：一、廣義的理解：digital signal processing數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理 二、狹義的理解：二、狹義的理解：digital signal processor數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器 1.1數(shù)字信號處理：數(shù)字信號處理： 他是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采他是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)

3、備，以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理，得到符合需集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理，得到符合需要的信號形式。要的信號形式。 在通用的計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)。在通用的計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)。在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上加上專用的加速處理機(jī)實(shí)現(xiàn)。在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上加上專用的加速處理機(jī)實(shí)現(xiàn)。用通用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。用通用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。用通用的可編程用通用的可編程DSP芯片實(shí)現(xiàn)。芯片實(shí)現(xiàn)。用專用的用專用的DSP芯片實(shí)現(xiàn)。芯片實(shí)現(xiàn)。用用/CPLD/FPGA實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)方法：數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)方法：TMS320VC5402管腳圖數(shù)字信號處理系統(tǒng)的一般組成 X(t)

4、抗混疊濾波 A/D轉(zhuǎn)換 DSP芯片 D/A轉(zhuǎn)換 平滑濾波 X(n) Y(n) Y(t) 抗混疊濾波器將輸入信號抗混疊濾波器將輸入信號X(t)中比主要頻率高的信號分量濾除，中比主要頻率高的信號分量濾除，避免產(chǎn)生信號頻譜的混疊現(xiàn)象。避免產(chǎn)生信號頻譜的混疊現(xiàn)象。A/D將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為DSP芯片可接收的數(shù)字信號。芯片可接收的數(shù)字信號。DSP芯片芯片對對A/D輸出的信號進(jìn)行某種形式的數(shù)字處理。輸出的信號進(jìn)行某種形式的數(shù)字處理。D/A經(jīng)過經(jīng)過DSP芯片處理的數(shù)字樣值經(jīng)芯片處理的數(shù)字樣值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為模擬量，然轉(zhuǎn)換為模擬量，然后進(jìn)行平滑濾波得到連續(xù)的模擬信號。后進(jìn)行平滑濾波得到連

5、續(xù)的模擬信號。數(shù)字信號處理系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)過程 DSP 應(yīng)用要求 定義系統(tǒng)性能指標(biāo) 選擇 DSP 芯片 軟件編程 硬件設(shè)計(jì) 軟件調(diào)試 硬件調(diào)試 系統(tǒng)集成 系統(tǒng)測試和調(diào)試 數(shù)字信號處理器DSPDSP:是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運(yùn)算的微處理器，其是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運(yùn)算的微處理器，其主要應(yīng)用是實(shí)時快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。主要應(yīng)用是實(shí)時快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。 DSP的主要特點(diǎn)：的主要特點(diǎn)：哈佛結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu) ： C P U 存 儲 器 ： 指令 和 數(shù) 據(jù)共 用 控 制 總 線 C P U 程 序 存 儲 器 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 數(shù) 據(jù) 地 址 總 線 控 制 總 線

6、 程 序 總 線 數(shù) 據(jù) 總 線 數(shù) 據(jù) 總 線 地 址 總 線 程 序 地 址 總 線 程 序 /數(shù) 據(jù) 數(shù) 據(jù) 程 序 /數(shù) 據(jù) 數(shù) 據(jù) 高 速 緩 存 馮諾依曼結(jié)構(gòu)：馮諾依曼結(jié)構(gòu)：將指令、數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中，統(tǒng)一編址，譯稿將指令、數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中，統(tǒng)一編址，譯稿指令計(jì)數(shù)器提供的地址來區(qū)分是指令還是數(shù)據(jù)。取指令和取數(shù)據(jù)都訪問統(tǒng)指令計(jì)數(shù)器提供的地址來區(qū)分是指令還是數(shù)據(jù)。取指令和取數(shù)據(jù)都訪問統(tǒng)一存儲器，數(shù)據(jù)吞吐率低。一存儲器，數(shù)據(jù)吞吐率低。 基本哈佛結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間，程序存儲空間和數(shù)據(jù)基本哈佛結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間，程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間是兩

7、個相互存儲空間是兩個相互獨(dú)立獨(dú)立的的存儲空間存儲空間，每個存儲空間獨(dú)立編址，獨(dú)立訪問。，每個存儲空間獨(dú)立編址，獨(dú)立訪問。 馮諾曼結(jié)構(gòu)基本哈佛結(jié)構(gòu)改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)對對DSP來說，總線越多，可以完成的功能就越復(fù)雜。來說，總線越多，可以完成的功能就越復(fù)雜。流水線結(jié)構(gòu)流水線結(jié)構(gòu)如四級流水線的操作圖：如四級流水線的操作圖：DSP主要特點(diǎn)續(xù) 時 鐘 取 指 譯 碼 取 操 作 數(shù) 執(zhí) 行 N N + 1 N + 2 N + 3 N N N N + 1 N + 1 N + 2 N -1 N -1 N -1 N -2 N -2 N -3 多處理單元多處理單元 DSP內(nèi)部一般都包括有多個處理單元

8、，如算術(shù)邏輯運(yùn)算單元內(nèi)部一般都包括有多個處理單元，如算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)、輔助寄存器運(yùn)算單元、輔助寄存器運(yùn)算單元(ARAU)、累加器、累加器(ACC)以及硬件乘以及硬件乘法器法器(MULT)單元等。它們可以在一個指令周期內(nèi)同時進(jìn)行運(yùn)算。單元等。它們可以在一個指令周期內(nèi)同時進(jìn)行運(yùn)算。利用這種流水線結(jié)構(gòu)，加上執(zhí)行重復(fù)操作，保證了數(shù)字信號處利用這種流水線結(jié)構(gòu)，加上執(zhí)行重復(fù)操作，保證了數(shù)字信號處理中用得最多的乘法累加運(yùn)算可以在單個指令周期內(nèi)完成。理中用得最多的乘法累加運(yùn)算可以在單個指令周期內(nèi)完成。DSP主要特點(diǎn)續(xù)特殊的特殊的DSP指令指令 在在DSP的指令系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了一些特殊的的指令系統(tǒng)中，設(shè)

9、計(jì)了一些特殊的DSP指令。例如指令。例如TMS320C54x中的中的FIRS和和LMS指令，則專門用于系數(shù)對稱的指令，則專門用于系數(shù)對稱的FIR濾波器和濾波器和LMS算法。算法。指令周期短指令周期短DSP廣泛采用亞微米廣泛采用亞微米CMOS制造工藝，如制造工藝，如TMS320C54x，其運(yùn)行，其運(yùn)行速度可達(dá)速度可達(dá)100MIPS。TMS320C6203的時鐘為的時鐘為300MHz，運(yùn)行速度，運(yùn)行速度達(dá)到達(dá)到2 400 MIPS。運(yùn)算精度高運(yùn)算精度高DSP的字長有的字長有16位、位、24位、位、32位。為防止運(yùn)算過程中溢出，累加位。為防止運(yùn)算過程中溢出，累加器達(dá)到器達(dá)到40位。此外，一批浮點(diǎn)位。

10、此外，一批浮點(diǎn)DSP，例如，例如TMS320C3x、TMS320C4x、 TMS320C67x、 ADSP21020等，則提供了更大的等，則提供了更大的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍。DSP主要特點(diǎn)續(xù)硬件配置強(qiáng)硬件配置強(qiáng)新一代新一代DSP的接口功能愈來愈強(qiáng)，片內(nèi)具有定時器、串行口、主機(jī)的接口功能愈來愈強(qiáng)，片內(nèi)具有定時器、串行口、主機(jī)接口接口(HPI)、DMA控制器、軟件控制的等待狀態(tài)產(chǎn)生器、鎖相環(huán)時控制器、軟件控制的等待狀態(tài)產(chǎn)生器、鎖相環(huán)時鐘產(chǎn)生器以及實(shí)現(xiàn)在片仿真符合鐘產(chǎn)生器以及實(shí)現(xiàn)在片仿真符合IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)的測試仿真接口，標(biāo)準(zhǔn)的測試仿真接口，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更易于完成。另外，許多使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更易于完

11、成。另外，許多DSP芯片都可以工作在省電方芯片都可以工作在省電方式，大大降低了系統(tǒng)功耗。式，大大降低了系統(tǒng)功耗。DSP的分類按基礎(chǔ)特性分：按基礎(chǔ)特性分：DSP芯片的工作時鐘（主頻）和指令類型芯片的工作時鐘（主頻）和指令類型DSP的分類 按數(shù)據(jù)格式分：按數(shù)據(jù)格式分：DSP對數(shù)據(jù)的處理有兩種格式：對數(shù)據(jù)的處理有兩種格式：定點(diǎn)數(shù)據(jù)格式定點(diǎn)數(shù)據(jù)格式和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式。和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式。DSP的選擇選擇選擇DSP芯片時應(yīng)考慮如下幾個因素：芯片時應(yīng)考慮如下幾個因素： 1.3 定點(diǎn)DSP的數(shù)據(jù)格式 在定點(diǎn)處理器中，數(shù)據(jù)采用定點(diǎn)表示方法，在定點(diǎn)處理器中，數(shù)據(jù)采用定點(diǎn)表示方法，定點(diǎn)表示并不意味定點(diǎn)表示并不意味著就一定

12、是整數(shù)表示。著就一定是整數(shù)表示。它有兩種基本表示方法：整數(shù)表示方法和小數(shù)表示方法。它有兩種基本表示方法：整數(shù)表示方法和小數(shù)表示方法。整數(shù)表示方法主要用于控制操作、地址計(jì)算和其他非信號處理整數(shù)表示方法主要用于控制操作、地址計(jì)算和其他非信號處理的應(yīng)用。的應(yīng)用。小數(shù)表示方法則主要用于數(shù)字和各種信號處理算法的計(jì)算中。小數(shù)表示方法則主要用于數(shù)字和各種信號處理算法的計(jì)算中。 0 1 0 1 0 1 1 1S26252423222120 0 1 1 1 0 0 0 0S2-12-22-32-42-52-62-7結(jié)果=2-1+2-2+2-3=0.875 結(jié)果=26+24+22+21+20=87 數(shù)的補(bǔ)碼表示例

13、：求-3.25的補(bǔ)碼。用8位二進(jìn)制數(shù)表示。解：方法1+3.25的二進(jìn)制數(shù)為：0011.0100,這也就是+3.25的補(bǔ)碼。則-3.25的原碼為：1011.0100-3.25的 反碼為：1100.1011，最末位加1得補(bǔ)碼1100.1100方法2將+3.25的補(bǔ)碼0011.0100所有位取反得到1100.1011，最末位加1得補(bǔ)碼1100.1100求一個數(shù)的補(bǔ)碼的補(bǔ)碼，就得到這上數(shù)的相反數(shù)的補(bǔ)碼。定點(diǎn)數(shù)有兩種表示法：定點(diǎn)數(shù)有兩種表示法：(1)Q表示法表示法;(2)S表示法。表示法。Q表示法的表示法的Qn表示小數(shù)點(diǎn)在數(shù)據(jù)第表示小數(shù)點(diǎn)在數(shù)據(jù)第n位之后（也就是小數(shù)位數(shù)有位之后（也就是小數(shù)位數(shù)有n位），

14、位）， Qn中的中的n也稱為也稱為Q值，寫為值，寫為Q=n。例如，。例如，Q0，表示，表示小數(shù)點(diǎn)在第小數(shù)點(diǎn)在第0位之后，即位之后，即Q=0，顯然，顯然，Q表示法的表示法的Q0實(shí)際上表實(shí)際上表示一個整數(shù)。示一個整數(shù)。Q15表示小數(shù)點(diǎn)在第表示小數(shù)點(diǎn)在第15位之后，顯然，位之后，顯然，Q15實(shí)實(shí)際上表示一個純小數(shù)。際上表示一個純小數(shù)。S表示法的表示法的Sm.n表示有表示有m位整數(shù)，位整數(shù)，n位小數(shù)（即小數(shù)點(diǎn)在第位小數(shù)（即小數(shù)點(diǎn)在第n位位之后），且之后），且m+n=15。顯然，。顯然，S表示法的表示法的Sm.n 與與Q表示法的表示法的Qn相同。例如，相同。例如，S0.15與與Q15相同，相同，S15.

15、0與與Q0相同。相同。定點(diǎn)數(shù)的表示法 幾種常用的幾種常用的Q表示法的格式：表示法的格式： Q0格式：Q0格式（S15.0)的字長為16位。 位數(shù) 15 14 13 12 11 10 9 . 0 值 S I14 I13 I12 I11 I10 I9 . I0定點(diǎn)數(shù)的整數(shù)形式。最高位為符號S，接下來的Ix為15位2補(bǔ)碼的整數(shù) ，表示數(shù)的范圍為（-215215-1），最小的分辨率為1。 Q12 格式： Q12 格式(S3.12)的字長為16位。最高位為符號S，接下來的3位為2補(bǔ)碼的整數(shù)位，高位在前，后面的12位為2補(bǔ)碼小數(shù)位。Q12 格式表示數(shù)的大致范圍為（-8，7），小數(shù)的最小分辨率為2-12 。

16、 位數(shù) 15 14 13 12 11 10 9 . 0 值 S I3 I2 I1Q11Q10Q9 .Q0Q15(或或S0.15) 格式格式Q15格式的字長為格式的字長為16位，其每位的具體表示如下：位，其每位的具體表示如下： 位數(shù) 15 14 13 12 11 10 9 . 0 值 SQ14Q13 Q12Q11Q10Q9 .Q0最高位為符號最高位為符號S，接下來的為，接下來的為2補(bǔ)碼的補(bǔ)碼的15位小數(shù)位，小數(shù)點(diǎn)緊接著符號位，位小數(shù)位，小數(shù)點(diǎn)緊接著符號位，無整數(shù)位。無整數(shù)位。Q15格式表示數(shù)的范圍為（格式表示數(shù)的范圍為（-1，1），小數(shù)的最小分辨率為），小數(shù)的最小分辨率為2-15 。 對于對于1

17、6位位的定點(diǎn)處理器的定點(diǎn)處理器TMS320C54x來說，來說，Q15是在程序設(shè)計(jì)中最常用的格式。是在程序設(shè)計(jì)中最常用的格式。TI公公司提供的數(shù)字信號處理應(yīng)用程序庫司提供的數(shù)字信號處理應(yīng)用程序庫DSPLIB就主要采用這種數(shù)據(jù)格式。就主要采用這種數(shù)據(jù)格式。Q表示法S表示法十進(jìn)制數(shù)表示的范圍Q15S0.15-1x0.9999695Q14S1.14-2x1.9999390Q13S2.13-4x3.9998779Q12S3.12-8x7.9997559Q11S4.11-16x15.9995117Q10S5.10-32x31.9990234Q9S6.9-64x63.9980469Q8S7.8-128x12

18、7.9960938Q7S8.7-256x255.9921875Q6S9.6-512x511.9804375Q5S10.5-1024x1023.96875Q4S11.4-2048x2047.9375Q3S12.3-4096x4095.875Q2S13.2-8192x8191.75Q1S14.1-16384x16383.5Q0S15.0-32768x32767 定點(diǎn)格式表示數(shù)的范圍（動態(tài)范圍）和數(shù)據(jù)的精度是確定定點(diǎn)格式表示數(shù)的范圍（動態(tài)范圍）和數(shù)據(jù)的精度是確定的。表示數(shù)的范圍越大，數(shù)據(jù)的精度越低，也就是說，數(shù)的。表示數(shù)的范圍越大，數(shù)據(jù)的精度越低，也就是說，數(shù)的范圍與精度是一對矛盾。對的范圍與精度是

19、一對矛盾。對16位的數(shù)據(jù)來說，動態(tài)范圍位的數(shù)據(jù)來說，動態(tài)范圍最大的格式為整數(shù)最大的格式為整數(shù)Q0，精度（或分辨率）最高的格式為，精度（或分辨率）最高的格式為Q15。 2.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系 浮點(diǎn)數(shù)A轉(zhuǎn)換成定點(diǎn)數(shù)B：B =（int）(A2Q) 定點(diǎn)數(shù)A轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)B：B =A2Q例一：浮點(diǎn)數(shù) x 0.5，定標(biāo)在Q15，則相應(yīng)的定點(diǎn)數(shù)為 Xq 0.5 215 =0.5 32768 16384=4000H例二：一個Q15表示的定點(diǎn)數(shù)13107對應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)為 x=13107 2-15 =0.3999939例三：y=-0.625,將其表示成Q15格式的定點(diǎn)數(shù)。解： Yq =-0.625215 =-

20、20480=-5000H求-5000H的補(bǔ)碼：將其絕對值5000H的所有位取反（得AFFFH）后加1得到補(bǔ)碼為B000H。B000H就是-0.625的Q15格式表示的定點(diǎn)數(shù)。 例四：已知6000H是定標(biāo)為Q12的定點(diǎn)數(shù)。求其對應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)。解：6000H=24576，對應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)為x=245762-12=6定點(diǎn)格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 212 = 4096 23040=5A00H0.625 215 =0.625 32768 20480=5000H將5000H右移3位。由于5000H為正數(shù)，所以5000H右移時左端補(bǔ)0。5000H右移3位后變?yōu)?A00H。5A00H+ 0A00H=6400H=25600，對

21、應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)為 25600 2-12 =6.25 練習(xí): 1、已知5000H是Q15格式的定點(diǎn)數(shù)，請將其寫為二進(jìn)制數(shù)，并標(biāo)上小數(shù)點(diǎn).他對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是多少?若為Q12格式,再完成上面的要求。 2、求-1.5的補(bǔ)碼，用8位二進(jìn)制數(shù)表示。1.4 DSP芯片的發(fā)展及應(yīng)用 信號處理系統(tǒng)：數(shù)字濾波（信號處理系統(tǒng)：數(shù)字濾波（FIRIIRFIRIIR）、自適應(yīng)濾波器、快速付）、自適應(yīng)濾波器、快速付立葉變換、相關(guān)運(yùn)算、譜分析、卷積、加窗、波形產(chǎn)生等。立葉變換、相關(guān)運(yùn)算、譜分析、卷積、加窗、波形產(chǎn)生等。通信：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、回波通信：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、回波抵消

22、、多路復(fù)用、波形產(chǎn)生等。抵消、多路復(fù)用、波形產(chǎn)生等。語音：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強(qiáng)、語音郵件、語音：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強(qiáng)、語音郵件、語音存儲等。語音存儲等。圖形圖形/ /圖像：二位圖像：二位/ /三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、動畫、機(jī)器人視覺等。動畫、機(jī)器人視覺等。軍事：保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。軍事：保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等。儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等。自動控制：引擎控制、聲控、自動駕駛、機(jī)器人控

23、制、磁盤控自動控制：引擎控制、聲控、自動駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制等。制等。醫(yī)療：助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等。醫(yī)療：助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等。 家用電器：高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、家用電器：高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、數(shù)字電話數(shù)字電話/ /電視等。電視等。 (C1x,C2x,) C2000 (C20 x,C24x,C28x) (C5x) C5000 (C54x,C55x) (C3x,C4x,C8x) C6000 (C62x,C64x,C67x) 代碼兼容代碼兼容代碼兼容Up To 40 MIPSControl Performance Hi

24、gh-Precision Control C242F241LC2404ALF2401ALC2402AMulti-Function, Appliance & Consumer Control F240F243LC2406ALF2402ALF2403ALF2406ALF2407AF2810128-LQFPF2812176-LQFPF2812179-u*BGA150 MIPS!High-endDerivativesApplicationspecificversionsLowCostversionsCostoptimizedversionsC2812F2801?Long Team?C2810F2806

25、F2808TMS320LF2407DSP與TMS320C28x DSP的方框圖 128K 字 Sectored Flash 18K 字 RAM 4K 字 Boot ROM 存 儲 器 總 線 中 斷 管 理 3232bit 乘法器 32bit 定時器(3) 定時 JTAG R-M-W Automic ALU 32 bit 寄存器組 事件管理器 A 看門狗 watchdog 事件管理器 B 12 bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC 通用輸入輸出口 GPIO 多通道緩沖串口 McBSP CAN-20B SCI-A SCI-B SPI-串口 C28x 32bit DSP TMS320C28x是到目前為止用于

26、數(shù)字控制領(lǐng)域性能最好的是到目前為止用于數(shù)字控制領(lǐng)域性能最好的DSP芯片。芯片。32位的位的定點(diǎn)定點(diǎn)DSP核，最高速度可達(dá)核，最高速度可達(dá)400MIPS，可以在單個指令周期內(nèi)完成，可以在單個指令周期內(nèi)完成3232位位的乘累加運(yùn)算，具有增強(qiáng)的電機(jī)控制外設(shè)、高性能的模的乘累加運(yùn)算，具有增強(qiáng)的電機(jī)控制外設(shè)、高性能的模/數(shù)轉(zhuǎn)換能力和改進(jìn)的數(shù)轉(zhuǎn)換能力和改進(jìn)的通信接口，具有通信接口，具有8GB的線性地址空間，采用低電壓供電的線性地址空間，采用低電壓供電(3.3V外設(shè)外設(shè)/1.8V CPU核核)，與，與TMS320C24x源代碼兼容。該系列芯片已投放市場。源代碼兼容。該系列芯片已投放市場。 D(150) A(

27、150) Data RAM 2.5K W ords Program Flash 32K W ords CAN SCI SPI A/D Converter 10bits 16 Channels 8-Level Hardware Stack 40bit ACCB 32-bit accumulator Shifter L(0-7) 16-bit T Register 16X16 Multiply Shifter L(0,1,46) 32-bit P Register 32 bit ALU C2xLP DSP Core Program/Data/I/O Buses Boot ROM 256 W ord

28、s 16-bit Barrel Shifter(L) Evet Manager 2 Times 5 Compares 8 PWM Outputs Dead Band Logic 3 Input Captures 2 QEP Channels WD Timer Evet Manager 2 Times 5 Compares 8 PWM Outputs Dead Band Logic 3 Input Captures 2 QEP Channels 8 Auxiliary Register Repeat Count MulticoreApplicationEnhancedDSP + RISCFeat

29、ure IntegrationPower Efficiency/System DensityCode CompatibleOMAP5910C55x+ARM9C5509A400 MIPS, USBC5510320-400MIPSC55xTM DSPMulticoreOMAPTMC55x+ARM9C55xTM DSPIn SiliconAnnouncementRoadmapTNET30104800 MIPSC5420200 MIPSC5421200 MIPSC5441532 MIPSC5470C54x+ARM7C5501600 MIPSC5502400-600 MIPSC540980-160 MI

30、PSC5410A100-160MIPSC5416120-160MIPSC540150 MIPSC5402100-160MIPSC5404120 MIPSC5407120 MIPSC54CST120 MIPSC54V90120 MIPSC5503 64KB RAMC5507 128KB RAMLow cost FingerprintC5471C54x+ARM7 TMS320C5000系列特性比較 特特 性性 TMS320C54x單單核核DSP TMS320C55xDSP功耗功耗/(mW/MIPS) 0.54 0.05執(zhí)行速度執(zhí)行速度/MIPS或或MMACS 30160 140800代碼密度代碼密

31、度 變指令長度結(jié)構(gòu)變指令長度結(jié)構(gòu)功能功能單元單元 MACs ALUs 累加器累加器 1 1 2 2 2 4 程序獲取程序獲取 16位位 32位位 指令長度指令長度 固定固定16位位 848位可變位可變 Code CompatibleC6416T1 GHzC6411C6416T720 MHzC6415T720 MHzC6414T720 MHzDM642Performance ValueC6412DM641DM640C6415T1 GHzC6414T1 GHzHigh PerformanceApplication SpecificFloating PointC6701C6712C6711C6201

32、C6202C6203C6204C6205C6211 More than 20 code-compatible devices Ranging from sub $9 to 1GHz 30K+ Programmers Millions shipped to dateIncreasing Performance, Memory & PeripheralsC6713C6416C6415C6414C6413C6410199050 MHz50MIPS2000600 MHz4800 MIPS因特網(wǎng)音頻播放器因特網(wǎng)音頻播放器線纜調(diào)制解調(diào)器線纜調(diào)制解調(diào)器DSL調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器數(shù)字相機(jī)數(shù)字相機(jī)多媒體網(wǎng)關(guān)多媒

33、體網(wǎng)關(guān)數(shù)字收音機(jī)數(shù)字收音機(jī)智能電話智能電話數(shù)字視頻相機(jī)數(shù)字視頻相機(jī)平板平板PC720 MHz5760 MIPS2003儀器儀器軍事軍事工業(yè)工業(yè)PC調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)器器數(shù)字通信數(shù)字通信數(shù)字無線電話數(shù)字無線電話phones硬盤驅(qū)動器硬盤驅(qū)動器發(fā)音玩具發(fā)音玩具200 MHz1600 MIPS19971 GHz8000 MIPSTI 推出推出 1 GHz DSP 1995100 MHz100MIPSDSP/BIOS Bridge 用戶接口 先進(jìn)的操作系統(tǒng) MPEG 4編解碼器 H263 編解碼器 AMR 編解碼器 MP3 編解碼器OMAP平臺對數(shù)字信息終端的意義 所所針對多媒體應(yīng)用針對多媒體應(yīng)用 無線

34、視頻和圖像處理無線視頻和圖像處理 無線高級語音應(yīng)用無線高級語音應(yīng)用 無線音頻處理無線音頻處理 圖形和視頻顯示加速處理圖形和視頻顯示加速處理 因特網(wǎng)網(wǎng)頁生成接入因特網(wǎng)網(wǎng)頁生成接入 無線數(shù)據(jù)處理無線數(shù)據(jù)處理 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS ) 短距離無線通信應(yīng)用短距離無線通信應(yīng)用(SDW) ARM 和和DSP 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)教學(xué)目的1、了解TMS320C54x的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要特性。2、掌握存儲器系統(tǒng)及其使用方法。3、了解CPU各組成部分的特點(diǎn)和作用。4、掌握定時器和時鐘發(fā)生器的工作原理及使用方法。5、了解McBSP多通道緩沖串口。6、掌握中斷系統(tǒng)的工作原理及使用方法。教學(xué)重點(diǎn)1、存儲器

35、系統(tǒng)及其使用方法。2、定時器和時鐘發(fā)生器的工作原理及使用方法。3、中斷系統(tǒng)的工作原理及使用方法。教學(xué)難點(diǎn)1、定時器和時鐘發(fā)生器的工作原理及使用方法。2、McBSP多通道緩沖串口的工作原理。3、重新映射中斷向量地址。第二章TMS320C54x的結(jié)構(gòu)原理 1、課本P114作業(yè)2.4,2.5,2.7,2.8,2.10,2.11,2.13,2.4,2.15 2、希望將程序放在C54x DSP片內(nèi)RAM中運(yùn)行，要怎么設(shè)置？ 3、寫出將狀態(tài)寄存器ST1中的SXM位置為1的指令。 4、一個16位的二進(jìn)制數(shù)送入ALU后將成為40位的二進(jìn)制數(shù)?，F(xiàn)將8000H送入ALU，并放在第15-第0位，寫出下面兩種情況下得

36、到的40位二進(jìn)制數(shù)： （1）SXM=0；（2）SXM=1 5、若CPU時鐘頻率為32MHz，用定時器定時500微秒，求TDDR和PRD的值。 6、已知輸入時鐘CLKIN的頻率為16MHz，若希望DSP時鐘頻率為32MHz，設(shè)計(jì)相應(yīng)的程序。假設(shè)已求得PLLCOUNT的值為20h。課外作業(yè)第二章TMS320C54x的結(jié)構(gòu)原理 2.1 TMS320C54x的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要特性 2.1.1 TMS320C54x的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 程序/數(shù)據(jù)ROM 程序/數(shù)據(jù)RAM 6通道DMA 串行口 主機(jī)接口 通用I/O 定時器 時鐘發(fā)生器 40bit桶形(-16,31) 40bit ACCA 40bit ACCB 8個輔

37、助寄存器 2個尋址單元 1717乘法器 40bit 加法器 圓整和飽和 40bitALU 比較選擇單元 （viterbi加速器） 累加器 桶形移位器 指數(shù)編碼器 MAC ALU CPU D(150) A(150) 等待狀態(tài)發(fā)生器 IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)測試/仿真 內(nèi)部總線 (1)CPU：包括：包括算術(shù)邏輯單元、算術(shù)邏輯單元、乘法器、累加乘法器、累加器、移位寄存器、移位寄存器、各種專門器、各種專門用途的寄存器、用途的寄存器、地址發(fā)生器以地址發(fā)生器以及內(nèi)部總線；及內(nèi)部總線；(3)片內(nèi)的外設(shè)：片內(nèi)的外設(shè)：包括片內(nèi)的定包括片內(nèi)的定時器、各種類時器、各種類型的串口、主型的串口、主機(jī)接口、片內(nèi)機(jī)接口、片

38、內(nèi)的鎖相環(huán)的鎖相環(huán)(PLL)時鐘發(fā)生器以時鐘發(fā)生器以及各種控制電及各種控制電路；路；JTAGJTAG接口。接口。 (2)存儲器系統(tǒng)：存儲器系統(tǒng)：包括包括1624位外位外接存儲器接口、接存儲器接口、片內(nèi)的程序片內(nèi)的程序ROM、片內(nèi)的單訪問的片內(nèi)的單訪問的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)RAM和雙訪和雙訪問的數(shù)據(jù)問的數(shù)據(jù)RAM； 2.1.2 TMS320C54x的主要特性 CPU先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu)，具有1條程序存儲器總線、3條數(shù)據(jù)存儲器總線和4條地址總線；40位算術(shù)邏輯單元(ALU)，包括40位的桶形移位寄存器和2個獨(dú)立的40位的累加器；17位乘17位的并行乘法器與一個40位的專用加法器結(jié)合在一起，用于單周期乘累加操作；比

39、較、選擇和存儲單元(CSSU)，用于Viterbi操作(一種通信的編碼方式)中的加/比較選擇；指數(shù)編碼器用于在單周期內(nèi)計(jì)算40位累加器的指數(shù)值；2個地址生成器，包括8個輔助寄存器和2個輔助寄存器算術(shù)單元。 2.1.2 TMS320C54x的主要特性續(xù) (2) 存儲器系統(tǒng)具有16位192 K的基本可尋址空間：64 K字程序空間，64 K字?jǐn)?shù)據(jù)和64 K字的I/O空間；片內(nèi)的存儲器結(jié)構(gòu)及容量根據(jù)芯片的型號有所不同(見表2-1) (3) 在片外設(shè)和專用電路軟件可編程等待狀態(tài)產(chǎn)生器；可編程的存儲器體轉(zhuǎn)換邏輯；片內(nèi)的鎖相環(huán)(PLL)時鐘發(fā)生器，可采用內(nèi)部振蕩器或外部的時鐘源；外部總線關(guān)斷控制電路可用來斷

40、開外部數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號；數(shù)據(jù)總線具有數(shù)據(jù)保持特性；可編程的定時器；直接存儲器訪問(DMA)控制器；可與主機(jī)直接連接的8位并行主機(jī)接口(HPI)，有些產(chǎn)品(見表2-1)還包括：擴(kuò)展的8位并行主機(jī)接口(HPI8)和16位并行主機(jī)接口(HPIl6)；片內(nèi)的串口根據(jù)型號不同分以下類型(見表2-1)：全雙工的標(biāo)準(zhǔn)串口，支持8位和16位數(shù)據(jù)傳送、時分多路(TDM)串口、緩沖串口(BSP)以及多通道緩沖串口(McBSP)。2.1.2 TMS320C54x的主要特性續(xù)(4) 片內(nèi)的引導(dǎo)功能除TMS320C5420外，所有的芯片都具有片內(nèi)的引導(dǎo)功能，能從片外的存儲器將程序引導(dǎo)裝入指定的存儲器位置。(

41、5) 指令系統(tǒng)單指令重復(fù)和塊重復(fù)操作指令；用于程序和數(shù)據(jù)管理的存儲器塊傳送指令；32位長操作數(shù)指令；同時讀入2個或3個操作數(shù)的指令；并行存儲和裝入的算術(shù)指令；條件存儲指令；快速從中斷返回的指令；具有延遲轉(zhuǎn)移和調(diào)用指令；指令的執(zhí)行采用指令預(yù)提取、指令提取、指令譯碼、訪問操作數(shù)、讀取操作數(shù)、執(zhí)行等6級流水線并行結(jié)構(gòu)，大大提高了指令的執(zhí)行速度。2.1.2 TMS320C54x的主要特性續(xù)(6) 執(zhí)行速度單指令周期時間分為：25/20/15/12.5/10 ns；每秒指令數(shù)：40/50/66/80/100/200 MIPS。(7) 電源和功耗可采用5 V，3.3 V，3.3 V和1.8或2.5 V的超

42、低電壓供電，在型號中分別用C、LC 、UC和VC指明，如，TMS320C54x，TMS320LC54x和TMS320UC54x；可采用功耗下降指令I(lǐng)DLE 1，IDLE 2和IDLE 3控制芯片的功耗；可控制禁止CLKOUT信號。 (8) 片內(nèi)的仿真功能具有符合IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)的在片仿真接口，可與主機(jī)連接，用于系統(tǒng)芯片開發(fā)應(yīng)用。2.2總線結(jié)構(gòu) 2.2總線結(jié)構(gòu) C54x片內(nèi)有片內(nèi)有8條條16位總線：位總線：4條程序數(shù)據(jù)總線和條程序數(shù)據(jù)總線和4條地址總線。條地址總線。3組數(shù)據(jù)總線組數(shù)據(jù)總線(CB、DB和和EB)：CB和和DB傳送讀自數(shù)據(jù)存儲器的傳送讀自數(shù)據(jù)存儲器的操作數(shù)，操作數(shù)， EB傳

43、送寫到存儲器的數(shù)據(jù)。傳送寫到存儲器的數(shù)據(jù)。CB：雙數(shù)據(jù)讀、長數(shù)據(jù)讀（：雙數(shù)據(jù)讀、長數(shù)據(jù)讀（32位）讀高位）讀高16位位DB:單數(shù)據(jù)讀、雙數(shù)據(jù)讀、長數(shù)據(jù)（單數(shù)據(jù)讀、雙數(shù)據(jù)讀、長數(shù)據(jù)（32位）讀低位）讀低16位、外設(shè)讀位、外設(shè)讀4組地址總線組地址總線(PAB、CAB、DAB和和EAB)：傳送執(zhí)行指令所需的：傳送執(zhí)行指令所需的地址。地址。C54x還有一條在片雙向總線，用于尋址片內(nèi)外圍電路。這條還有一條在片雙向總線，用于尋址片內(nèi)外圍電路。這條總線通過總線通過CPU接口中的總線交換器連到接口中的總線交換器連到DB和和EB。利用這個總線。利用這個總線讀讀/寫，需要寫，需要2個或個或2個以上周期，具體時間取

44、決于外圍電路的結(jié)構(gòu)。個以上周期，具體時間取決于外圍電路的結(jié)構(gòu)。程序總線程序總線(PB)：傳送取自程序存儲器的指令代碼和立即操作數(shù)。：傳送取自程序存儲器的指令代碼和立即操作數(shù)。2.3存儲器系統(tǒng) C54x總的基本存儲空間為總的基本存儲空間為192 K字，分成字，分成3個可選擇的存儲空間：個可選擇的存儲空間：64K字的程序存儲空間：字的程序存儲空間：64 K字的數(shù)據(jù)存儲空間：字的數(shù)據(jù)存儲空間：64 K字的字的IO空間：空間：存放要執(zhí)行的指令和執(zhí)行中要用到的系數(shù)表存放要執(zhí)行的指令和執(zhí)行中要用到的系數(shù)表存放各種數(shù)據(jù)存放各種數(shù)據(jù)用于映射外圍設(shè)備接口用于映射外圍設(shè)備接口每每64K字可分為字可分為512頁，每

45、頁頁，每頁128字字。在在C54x中，片內(nèi)存儲器的型式有中，片內(nèi)存儲器的型式有RAM和和ROM兩種兩種。其中。其中RAM又可分為兩種又可分為兩種類型：單訪問類型：單訪問RAM（SARAM）和雙訪問）和雙訪問RAM（DARAM）片內(nèi)片內(nèi)ROM： 片內(nèi)片內(nèi)ROM是程序存儲器空間的一部分，有時部分也可用作數(shù)據(jù)是程序存儲器空間的一部分，有時部分也可用作數(shù)據(jù)空間的一部分。各類器件的片內(nèi)空間的一部分。各類器件的片內(nèi)ROM容量不同，如表容量不同，如表2-3所列。所列。 片內(nèi)雙訪問片內(nèi)雙訪問RAM(DARAM):DARAM由幾個塊組成。由幾個塊組成。CPU可在一個周期內(nèi)對同一可在一個周期內(nèi)對同一DARAM塊訪

46、問兩次塊訪問兩次: :進(jìn)行進(jìn)行兩次讀或一次讀和一次寫。兩次讀或一次讀和一次寫。DARAM總是會被總是會被映射映射到到數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)空間，且主要，且主要用于用于存存儲數(shù)據(jù)值；也可映射到儲數(shù)據(jù)值；也可映射到程序空間程序空間，用于存儲程序代碼。，用于存儲程序代碼。 存儲器系統(tǒng)續(xù) 片內(nèi)單訪問片內(nèi)單訪問RAM(SARAM)SARAM也是由幾個塊組成。一個也是由幾個塊組成。一個SARAM塊在每個機(jī)器周期只可被訪問一次，塊在每個機(jī)器周期只可被訪問一次，進(jìn)行一次讀或一次寫。進(jìn)行一次讀或一次寫。SARAM總是會被總是會被映射映射到到數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)空間，且主要用于存儲數(shù)據(jù)，且主要用于存儲數(shù)據(jù)值；值；也可被映射到也可被

47、映射到程序空間程序空間，用于存儲程序代碼。用于存儲程序代碼。通過處理器工作方式狀態(tài)寄存器通過處理器工作方式狀態(tài)寄存器(PMST)(PMST)的的3個狀態(tài)位個狀態(tài)位MP/ MC 、OVLY位、位、DROM位位, ,可以控制存儲器的配置：可以控制存儲器的配置：OVLY位位 若若OVLY=1，則片內(nèi)，則片內(nèi)RAM安排到程序和數(shù)據(jù)空間；安排到程序和數(shù)據(jù)空間； 若若OVLY=0，則片內(nèi)，則片內(nèi)RAM只安排到數(shù)據(jù)存儲空間。只安排到數(shù)據(jù)存儲空間。DROM位位 當(dāng)當(dāng)DROM=1，則部分片內(nèi)，則部分片內(nèi)ROM安排到數(shù)據(jù)空間；安排到數(shù)據(jù)空間； 當(dāng)當(dāng)DROM=0，則片內(nèi)，則片內(nèi)ROM不安排到數(shù)據(jù)空間。不安排到數(shù)據(jù)空

48、間。 DROM的用法與的用法與MPMC 的用法無關(guān)。的用法無關(guān)。MP/MC位位 若若MP/ MC =0，則片內(nèi)，則片內(nèi)ROM映射到映射到(安排到安排到)程序空間；程序空間； 若若MP/MC =1，則片內(nèi)，則片內(nèi)ROM不映射到不映射到(不安排到不安排到)程序空間。程序空間。C5402的數(shù)據(jù)和程序存儲器映射圖，以及的數(shù)據(jù)和程序存儲器映射圖，以及MP/ 、OVLY和和DROM 3個狀態(tài)位的關(guān)系：個狀態(tài)位的關(guān)系： MC注意：若用戶需要運(yùn)行注意：若用戶需要運(yùn)行BOOT程序應(yīng)選用微計(jì)算機(jī)模式程序應(yīng)選用微計(jì)算機(jī)模式C5402擴(kuò)展程序存儲器圖(250)Page 064KPage1:低16K外部Page1:高4

49、8K外部1 0000H1 3FFFH1 4000H0 0000H0 FFFFH1 FFFFHPage2:低16K外部Page2:高48K外部2 0000H2 3FFFH2 4000H2 FFFFH.Page15:低16K外部Page15:高48K外部F 0000HF 3FFFHF 4000HF FFFFHXPC=0XPC=1XPC=2XPC=15C5402片內(nèi)4K 字ROM區(qū)間分配 F900h FC 00h FD 00h FE00h FF80h FF00h F800h FA 00h FB 00h 自 舉 加 載 代 碼 機(jī) 內(nèi) 自 檢 程 序 中 斷 向 量 表 256 字 律 壓 擴(kuò) 表 2

50、56 字 A 律 壓 擴(kuò) 表 256 字 正 弦 函 數(shù) 查 找 表 C5402 FFFFh C5402片內(nèi)4K 字ROM由TI公司定，不能用來存儲用戶程序3、存儲器映射寄存器 存儲器映射寄存器有兩種：存儲器映射寄存器有兩種：26個個CPU內(nèi)部內(nèi)部寄存器寄存器、片內(nèi)、片內(nèi)外設(shè)寄存器外設(shè)寄存器它們被映像在數(shù)據(jù)存儲器的第它們被映像在數(shù)據(jù)存儲器的第0頁：頁：0000H005FH地址段地址段:其中其中0000H001FH是是CPU寄存器地址，寄存器地址，0020H005FH是片內(nèi)是片內(nèi)外設(shè)寄存器的地址。表外設(shè)寄存器的地址。表2-1 片內(nèi)外設(shè)寄存器用于對片內(nèi)外設(shè)片內(nèi)外設(shè)寄存器用于對片內(nèi)外設(shè) 的控制和存放

51、數(shù)據(jù)，對它們操的控制和存放數(shù)據(jù)，對它們操作需要作需要2個機(jī)器周期。個機(jī)器周期。 名稱地址說明IMR0中斷屏蔽寄存器IFR1中斷標(biāo)志寄存器ST06狀態(tài)寄存器0ST17狀態(tài)寄存器1表2-1 存儲器映象寄存器名稱地址說明AL8累加器A低16位AH9累加器A高16位AGAH累加器A最高8位BLBH累加器B低16位BHCH累加器B高16位BGDH累加器B最高8位TREGEH暫存器TRNFH狀態(tài)轉(zhuǎn)移寄存器AR0710H17H輔助寄存器 SP18H堆棧指針BK19H循環(huán)緩沖大小BRC1AH塊重復(fù)計(jì)數(shù)器RSA1BH塊重復(fù)起始地址寄存器2.3.4 I/O空間C54x有一個獨(dú)立編址的有一個獨(dú)立編址的I/O存儲器空

52、間。它是一存儲器空間。它是一個個64K字的地址空間字的地址空間(0000hFFFFh)，都在片，都在片外。外。訪問訪問I/O是對是對I/O映射的外部器件進(jìn)行訪問映射的外部器件進(jìn)行訪問 只有兩條指令可以對其尋址：只有兩條指令可以對其尋址：PORTR(讀讀I/O設(shè)備）、設(shè)備）、PORTW（向（向I/O設(shè)備寫）設(shè)備寫）PORTR 1000H,*AR1PORTW *AR1,1000H2.4中央處理單元CPUCPU由以下幾部分組成：由以下幾部分組成： 40位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)； 2個個40位累加器；位累加器； 桶形移位寄存器；桶形移位寄存器； 乘法器乘法器/加法器單元；加法器單

53、元； 比較、選擇和存儲單元比較、選擇和存儲單元(CSSU)； 指數(shù)編碼器；指數(shù)編碼器； CPU存儲器映射寄存器；存儲器映射寄存器； 兩個地址發(fā)生器；兩個地址發(fā)生器；2.4.1 CPU狀態(tài)和控制寄存器狀態(tài)和控制寄存器 C54x有有3個狀態(tài)和控制寄存器：個狀態(tài)和控制寄存器：狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器0(ST0)；狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器1(STl)；處理器工作方式狀態(tài)寄存器處理器工作方式狀態(tài)寄存器(PMST)。 1 1、狀態(tài)寄存器、狀態(tài)寄存器 ST0和和ST1 ： ST0主要反映尋址要求和計(jì)算的中間運(yùn)行狀態(tài)。其各位定義如主要反映尋址要求和計(jì)算的中間運(yùn)行狀態(tài)。其各位定義如下：下：ST0各位的含義ARP：輔助寄

54、存器指針，用于間接尋址單操作數(shù)的輔助寄存器的選擇。當(dāng)DSP處于標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式時(CMPT0)，ARP0。TC：測試控制標(biāo)志。用來保存ALU的測試位操作結(jié)果。同時，可以由TC的狀態(tài)(0或1)控制條件分支的轉(zhuǎn)移和子程序調(diào)用，并判斷返回是否執(zhí)行。BC 2000H,TC(NTC);TC=1 或或 TC=0C：進(jìn)位標(biāo)志。加法進(jìn)位時，置1。減法借位時，清0。當(dāng)加法無進(jìn)位或減法無借位的情況下，完成一次加法此標(biāo)志位清0，完成一次減法此標(biāo)志位置1。帶16位移位操作的加法只能對它置位（有進(jìn)位時），而減法只能清0（有借位時）。OVA：累加器A溢出標(biāo)志。當(dāng)ALU或乘/加運(yùn)算的加法器發(fā)生溢出，且運(yùn)算結(jié)果送入累加器A時，O

55、VA置l。運(yùn)算時一旦發(fā)生溢出，OVA將一直保持置位狀態(tài)，直到硬件復(fù)位或軟件復(fù)位后方可解除此狀態(tài)。(AOV或ANOV)OVB：累加器B溢出標(biāo)志。當(dāng)ALU運(yùn)算結(jié)果送入累加器B且溢出時，OVB置1。運(yùn)算時一旦發(fā)生溢出，OVB將一直保持置位狀態(tài)，直到硬件復(fù)位或軟件復(fù)位后方可解除此狀態(tài)。(BOV或BNOV）ST0各位含義續(xù)DP：數(shù)據(jù)存儲器頁指針。DP的9位數(shù)作為高位將指令中的低7位作為低位,結(jié)合形成16位直接尋址方式下的數(shù)據(jù)存儲器地址。這種尋址方式要求STl中的編譯方式位CPL0，DP字段可用LD指令加載一個短立即數(shù)或從數(shù)據(jù)存儲器加載。 ST1主要反映尋址要求、計(jì)算的初始狀態(tài)設(shè)置、主要反映尋址要求、計(jì)算

56、的初始狀態(tài)設(shè)置、IO及中斷控及中斷控制制 。其各位定義如下：。其各位定義如下：例：例：LD #1 , DPTMS320VC5402管腳圖ST1各位含義 BRAF：塊重復(fù)操作標(biāo)志。此標(biāo)志置位表示正在執(zhí)行塊重復(fù)操作指令。此位清塊重復(fù)操作標(biāo)志。此標(biāo)志置位表示正在執(zhí)行塊重復(fù)操作指令。此位清零表示沒有進(jìn)行塊操作。零表示沒有進(jìn)行塊操作。CPL：直接尋址編輯方式標(biāo)志位，標(biāo)志直接尋址選用何種指針。此位置位直接尋址編輯方式標(biāo)志位，標(biāo)志直接尋址選用何種指針。此位置位CPL1表示選用堆棧指針表示選用堆棧指針(SP)的直接尋址方式。此位清零的直接尋址方式。此位清零CPL0表示選用頁表示選用頁指針指針(DP)的直接尋址

57、方式。的直接尋址方式。XF：XF引腳狀態(tài)控制位，控制引腳狀態(tài)控制位，控制XF通用外部通用外部IO引腳輸出狀態(tài)?？赏ㄟ^軟件引腳輸出狀態(tài)?？赏ㄟ^軟件置位或清零控制置位或清零控制XF引腳輸出電平。引腳輸出電平。HM：芯片響應(yīng)芯片響應(yīng)HOLD信號時，信號時，CPU保持工作方式標(biāo)志。此位置位表示保持工作方式標(biāo)志。此位置位表示CPU暫暫停內(nèi)部操作。此位清零標(biāo)志停內(nèi)部操作。此位清零標(biāo)志CPU從內(nèi)部處理器取指繼續(xù)執(zhí)行內(nèi)部操作，外部從內(nèi)部處理器取指繼續(xù)執(zhí)行內(nèi)部操作，外部地址、數(shù)據(jù)線掛起，呈高阻態(tài)。地址、數(shù)據(jù)線掛起，呈高阻態(tài)。INTM：中斷方式控制位。此位置位中斷方式控制位。此位置位(INTM1由由SSBX指令指

58、令)關(guān)閉所有可屏蔽關(guān)閉所有可屏蔽中斷。此位清零中斷。此位清零(INTM0由由RSBX指令指令)開放所有可屏蔽中斷。此位不影響不開放所有可屏蔽中斷。此位不影響不可屏蔽中斷可屏蔽中斷RS、NMI。此位不能用存儲器操作設(shè)置。此位不能用存儲器操作設(shè)置。 0：保留。：保留。ST1各位含義OVM：溢出方式位。此位確定溢出時，累加器內(nèi)容加載方式。 當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生溢出時，將按如下方式進(jìn)行處理：（1）如果OVM=0，則累加器直接加載ALU的實(shí)際運(yùn)算結(jié)果而不對其修改。（2）如果OVM=1，則累加器不加載ALU的結(jié)果，而是當(dāng)ALU運(yùn)算發(fā)生正數(shù)溢出時，目的累加器加載最大正32位值 (007FFFFFFFH)；發(fā)生負(fù)數(shù)

59、溢出時加載最小的負(fù)32位值 (FF80000000H)。這稱為溢出處理。此位可由指令SSBX和RSBX置位或清零。SXM：符號擴(kuò)展方式位，用以確定符號位是否擴(kuò)展。此位置位SXM1表明數(shù)據(jù)進(jìn)入ALU之前進(jìn)行符號位擴(kuò)展。此位清零SXM0表示數(shù)據(jù)進(jìn)入ALU之前符號位禁止擴(kuò)展。此位可由指令SSBX和RSBX置位或清零。C16：雙16位雙精度算術(shù)運(yùn)算方式控制位。此位置位C161表示ALU工作于雙16位算術(shù)運(yùn)算方式。此位清零C160表示ALU工作于雙精度算術(shù)運(yùn)算方式。 FRCT：小數(shù)方式控制位。此位置位FRCT1乘法器輸出自動左移1位，消去多余的符號位。ST1各位含義CMPT：間接尋址輔助寄存器修正方式控

60、制位。此位置位CMPT1，除AR0外，當(dāng)間接尋址單個數(shù)據(jù)存儲器操作數(shù)時，可通過修正ARP內(nèi)容改變輔助寄存器ARl一AR7的值。此位清零CMPT0，ARP必須清零，且不能修正。注意：注意：1、對、對ST0、ST1中某一位若可以復(fù)位或置位均可用指令中某一位若可以復(fù)位或置位均可用指令 RSBX 和和 SSBX。 2、對其中幾位賦值均可用、對其中幾位賦值均可用LD指令，如指令，如 LD #立即數(shù)，立即數(shù)，DP(ASM,IPTR)例例：LD #15，ASM 3、亦可隨整個寄存器操作，用指令、亦可隨整個寄存器操作，用指令STM,如如 STM #立即數(shù)，立即數(shù)，MMRASM：累加器移位方式位。占5位，規(guī)定一