DSP是TMS320TM系列DSP產(chǎn)品中的定點數(shù)字信號處理器

1、PAGE 16TMS320C54x系列DSP的CPU與外設(shè)PAGE 15第1章 緒 論第1章 緒 論TMS320C54xTM DSP是TMS320TM系列DSP產(chǎn)品中的定點數(shù)字信號處理器。C54x DSP滿足了實時嵌入式應(yīng)用的一些要求，例如通信方面的應(yīng)用。C54x的中央處理單元（CPU）具有改進的哈佛結(jié)構(gòu)，它的特點是最小化的功耗和高度的并行性。除此之外，C54x中多樣化的尋址方式和指令集也大大提高了整個系統(tǒng)的性能。1.1 TMSS3200系列DDSP簡簡介TMS3220TMM系列DDSP包包括定點點DSPP、浮點點DSPP和多處處理器DDSP（也也稱DSSPs），其其結(jié)構(gòu)是是專門為為實時的的信

2、號處處理設(shè)計計的。TTMS3320系系列DSSP有以以下一些些特性使使得該系系列的產(chǎn)產(chǎn)品有著著廣闊的的應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域：非常靈活的的指令集集。固有的操作作靈活性性。高速運行的的性能。創(chuàng)新的并行行結(jié)構(gòu)。成本效率高高。對C語言的的友好的的結(jié)構(gòu)。1.1.11 TMMS3220系列列DSPP的歷史史、發(fā)展展和優(yōu)勢勢1982年年，德州州儀器公公司（TTI）推推出了TTMS3320系系列中第第一代定定點DSSP產(chǎn)品品TMMS3220C110。在在這一年年年末，電電子產(chǎn)品品雜志志贈予TTMS3320CC10“年度產(chǎn)產(chǎn)品”的稱號號。TMMS3220C110成為為后續(xù)的的TMSS3200系列DSSP的模模型。今天，T

3、MMS3220 DSPP系列包包括三大大DSPP平臺：TMSS3200C20000TTM、TMSS3200C50000TM和TMSS3200C60000TM。在在C50000TM DDSP平平臺中又又包含三三代產(chǎn)品品：TMMS3220C55xTMM、TMSS3200C544xTMM和TMSS3200C555xTMM系列。C50000 DSSP平臺臺中的器器件都采采用了相相同的CCPU結(jié)結(jié)構(gòu)，但但結(jié)合了了不同的的片內(nèi)存存儲器和和外設(shè)結(jié)結(jié)構(gòu)。這這些不同同的結(jié)構(gòu)構(gòu)滿足了了世界范范圍內(nèi)電電子市場場的很多多領(lǐng)域的的需要。當當把存儲儲器、外外設(shè)和CCPU結(jié)結(jié)合起來來集成到到單個芯芯片上時時，整個個系統(tǒng)的的

4、費用就就大大地地降低了了，電路路板的體體積也減減小了。圖圖1-11所示為為TMSS3200系列器器件的演演化過程程。圖1-1 TMMS3220系列列DSPP的演化化過程1.1.22 TTMS3320系系列DSSP的典典型應(yīng)用用表1-1列列出了TTMS3320系系列DSSP的一一些典型型的應(yīng)用用。TMMS3220 系系列DSSP與標標準的微微處理器器/微計計算機器器件相比比，可以以為傳統(tǒng)統(tǒng)信號處處理問題題提供更更合適的的處理方方式，例例如處理理語音合合成和濾濾波問題題。TMMS3220系列列DSPP也支持持多個操操作需要要同時進進行處理理的復(fù)雜雜應(yīng)用場場合。表1-1 TMMS3220 系系列DS

5、SP的典典型應(yīng)用用汽 車消 費控 制自適應(yīng)車速速控制防滑剎車蜂窩電話數(shù)字廣播引擎控制導(dǎo)航和全球球定位振動分析語音命令防撞雷達數(shù)字廣播/電視教育類玩具具音樂合成器器尋呼機動力工具雷達檢測器器固態(tài)的應(yīng)答答機磁盤驅(qū)動控控制引擎控制激光打印機機控制馬達控制機器人控制制伺服系統(tǒng)控控制通 用圖形/圖像像工 業(yè)自適應(yīng)濾波波卷積相關(guān)數(shù)字濾波快速傅里葉葉變換希爾伯特變變換波形產(chǎn)生開窗口3-D旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動畫/數(shù)字字地圖同態(tài)處理圖像壓縮/傳輸輸圖像增強模式識別機器人視覺覺工作站數(shù)字控制電力線監(jiān)控控機器人技術(shù)術(shù)安全訪問續(xù)表儀 器醫(yī) 療軍 事數(shù)字濾波函數(shù)發(fā)生器器模式匹配鎖相環(huán)地震信號處處理譜分析瞬態(tài)分析診斷設(shè)備胎兒監(jiān)測助聽

6、器病人監(jiān)測修復(fù)術(shù)超頻音響設(shè)設(shè)備圖像處理導(dǎo)彈制導(dǎo)導(dǎo)航雷達處理射頻調(diào)制解解調(diào)器保密通信聲納處理電 信語 音1200336600bbps調(diào)調(diào)制解調(diào)調(diào)器自適應(yīng)均衡衡器ADPCMM代碼轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器蜂窩電話信道多路復(fù)復(fù)用 數(shù)據(jù)編碼數(shù)字交換機機數(shù)字語音內(nèi)內(nèi)插（DDSI）DTMF編編碼/解解碼回波消除傳真線路中繼器器個人通信系系統(tǒng)（PPCS）個人數(shù)字輔輔助系統(tǒng)統(tǒng)信道（PDA）揚聲器電話話擴頻通信視頻會議X.25包包交換揚聲器檢驗驗語音增強語音識別語音綜合語音合成文本/語音音轉(zhuǎn)換音頻郵件1.2 TMSS3200C544x DDSP簡簡介C54xTTM DDSP的的操作靈靈活性高高，速度度快。它它具有高高級的改改進哈

7、佛佛結(jié)構(gòu)（11條程序序存儲器器總線、33條數(shù)據(jù)據(jù)存儲器器總線和和4條地地址總線線）、帶帶有專用用邏輯功功能的CCPU、片片內(nèi)存儲儲器、片片內(nèi)外設(shè)設(shè)和高度度專業(yè)化化的指令令集。后后續(xù)的DDSP器器件把CC54xx的CPUU和專用用的片內(nèi)內(nèi)存儲器器及外設(shè)設(shè)結(jié)合起起來。這這些產(chǎn)品品已經(jīng)并并且將來來也會繼繼續(xù)得到到發(fā)展，為為電子市市場上的的專門領(lǐng)領(lǐng)域服務(wù)務(wù)。C54x器器件具有有以下優(yōu)優(yōu)勢：圍繞1條程程序總線線、3條條數(shù)據(jù)總總線和44條地址址總線而而建立的的增強型型哈佛結(jié)結(jié)構(gòu)，提提供更好好的性能能和多樣樣性。具有高度并并行和專專用硬件件邏輯的的CPUU設(shè)計，提提供更高高性能。高度專用的的指令集集，提供供

8、更快的的代數(shù)運運算，提提供優(yōu)化化的高級級語言操操作。模塊化的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計，為后后續(xù)產(chǎn)品品的快速速發(fā)展提提供方便便。高級IC處處理技術(shù)術(shù)為其提提供更好好的性能能和低功功耗。新的靜態(tài)設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)實現(xiàn)低低功耗和和小輻射射。1.3 TMSS3200C544x DDSP的的主要特特征本節(jié)列出了了C544x DSPP的主要要特性。CPU高級多總線線結(jié)構(gòu)，具具有1條條程序總總線、33條數(shù)據(jù)據(jù)總線和和4條地地址總線線。40位的算算術(shù)邏輯輯單元（ALU），包括一個40位桶形移位器和兩個獨立的40位累加器。17位177位并行行乘法器器和一個個40位專專用加法法器結(jié)合合完成非非流水線線的單周周期乘/累加（MAC）操

9、作。比較、選擇擇、存儲儲單元（CSSU）是一個專用的硬件單元，用于Viterbi解碼時的加法/比較/選擇操作。在單周期內(nèi)內(nèi)計算440位累累加器中中的值的的指數(shù)的的指數(shù)編編碼器。兩個地址產(chǎn)產(chǎn)生器，包包括8個個輔助寄寄存器和和兩個輔輔助寄存存器算術(shù)術(shù)單元。一些DSPP器件具具有多CCPU核核結(jié)構(gòu)。存儲器192K字字16位可可尋址的的存儲器器空間（64K字程序空間，64K字數(shù)據(jù)空間和64K字I/O口）。C548、C549、C5402、C5410和C5420帶有擴展程序存儲器。片內(nèi)結(jié)構(gòu)如如表1-2所示示（單位位：K字字）表1-2 TMMS3220544x DSPP的片內(nèi)內(nèi)結(jié)構(gòu)器 件程序ROMM程序/數(shù)

10、據(jù)據(jù)ROMMDARAMMSARAMMC54120850C54220100C54320100C545321660C546321660C54820824C5491616824C5402244160C54100160856C542000032168 雙存取取RAMM。 單存取取RAMM。指令集單指令重復(fù)復(fù)和塊重重復(fù)操作作。存儲器塊搬搬移指令令提供更更好的程程序和數(shù)數(shù)據(jù)管理理。具有32位位長操作作數(shù)指令令。同時讀取223個操作作數(shù)的指指令。并行存取的的算術(shù)指指令。條件存儲指指令?？焖僦袛喾捣祷?。片內(nèi)外設(shè)軟件編程的的等待狀狀態(tài)發(fā)生生器?？删幊痰膲K塊切換邏邏輯。片內(nèi)鎖相環(huán)環(huán)（PLLL）時時鐘產(chǎn)生生器帶有有

11、內(nèi)部振振蕩器或或外部時時鐘源。如如果是外外部時鐘鐘源，表表1-33所示器器件選項項中任一一項都有有若干可可選的乘乘數(shù)值。每每一種器器件只能能從所列列的某一一種選項項中提供供時鐘模模式的選選擇。表1-3 器件件選項選項1選項2選項31.01.52.03.01.04.04.55.0軟件可編程程的PLLL C5441B、C5445A、C5446A、C5448、C5449、C54402、C54410和和C54420都都有一個個軟件可可編程的的PLLL和兩個個附加的的飽和模模式。軟軟件可編編程的PPLL在在8.55.2小小節(jié)說明明，飽和和模式在在4.11.2小小節(jié)處理理器模式式狀態(tài)寄寄存器（PPMSTT

12、）中說說明。外部關(guān)總線線控制使使外部數(shù)數(shù)據(jù)總線線、地址址總線和和控制信信號無效效。數(shù)據(jù)總線有有保持的的特性?？删幊潭〞r時器。端口，如表表1-44所示。表1-4 端口口器 件主機接口串 行 口同步串口緩沖串口多通道緩沖沖串口時分復(fù)用串串口C541C542C543C545C546C548C549C54022C54100C5420001010111112001100000011112200000000002360110011000速度單周期定點點指令執(zhí)執(zhí)行時間間為255/200/155/122.5/10nns（40MMIPSS/500MIPPS/666MIIPS/80MMIPSS/ 1000MIPP

13、S），如如表1-5所示示。表1-5 速度度器 件電 源 電電 壓速 度封 裝C541C541BBC542C543C545C545AAC546C546AAC548C549VC5499VC54002VC54110VC542205V3V/3.3V3V/3.3V5V3V/3.3V3V/3.3V3V/3.3V3V/3.3V3V/3.3V3V/3.3V3.3V3.3V3.3V（核核2.55V）3.3V（核核1.88V）3.3V（核核2.55V）3.3V（核核1.88V）25ns25ns/20nns15ns25ns25ns/20nns25ns/20nns25ns/20nns15ns25ns/20nns15ns20ns/15nns15ns/12.5nss10ns10ns10ns10ns100引腳腳TQFFP封裝裝100引腳腳TQFFP封裝裝100引腳腳TQFFP封裝裝144引腳腳TQFFP封裝裝128/1144引引腳TQQFP封封裝100引腳腳TQFFP封裝裝128引腳腳TQFFP封裝裝128引腳腳TQFFP封裝裝100引腳腳TQFFP封裝裝100引腳腳TQFFP封裝裝144引腳腳TQFFP封裝裝144引腳腳TQFFP封裝裝/1444引腳腳BGAA封裝