硬件结构课件.ppt

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1、第二讲DSP芯片的硬件结构（TMS320C54X）TMS320C54X是低功耗、高性能的定点DSP芯片1.TMS320C54x硬件结构框图存储器地址线：810121416容量：256102440961638465536101102103104105106107108109110旅店存储单元、单元位数、地址:程序存储器：程序代码数据存储器：数据几个概念程序设计语言：机器语言；f166000a汇编语言；MPY#0Ah,B;高级语言；C语言,t=a*k;总线：数据总线地址总线控制总线何谓总线？地址总线：传

2、送地址信号，用于寻址。数据总线：传送数据、状态、指令、命令控制总线：传送控制信号TMS320C54x内部结构基本组成(1)CPU：主要包括指令解码部分，运算与逻辑部分及寻址部分等。(2)存储器系统：包括片内程序ROM、片内单访问的数据RAM和双访问的数据RAM、Flash等。(3)片内外设与专用硬件电路：包括片内定时器、各种类型的串口、主机接口、片内锁相环(PLL)、时钟发生器及各种控制电路。(4)内部总线：在各部分间传送指令和数据，起到桥梁作用。TMS320C54X总线结构是围绕8条16比特总线建

3、立的。☉一条程序总线PB：传送从程序存储器来的指令代码和立即数；☉三条数据总线：（CB、DB）：传送从数据存储器读出的操作数；（EB）：传送写入到数据存储器中的数据；☉四条地址总线（PAB、CAB、DAB、EAB）：传送执行指令所需的地址；总线结构CPU状态和控制寄存器C54xDSP的CPU有三个状态和控制寄存器：(1)状态寄存器0(ST0)；(2)状态寄存器1(ST1)；(3)处理器工作模式状态寄存器(PMST)。ST0和ST1中包含CPU各种工作条件和工作方式的状态，PMST中包含存储器的设置状

4、态及其他控制信息。状态寄存器（ST0）功能：反映寻址要求和计算中的状态；ST0的结构图：含义：ARP——辅助寄存器指针TC——测试/控制标志位C——进位位。OVA/OVB——累加器A/B的溢出标志位DP——数据存储器页指针（AuxiliaryRegisterPointer）（Overflow）（Datapage）状态寄存器（ST1）功能：反映寻址要求、计算初始状态、I/O终端控制。ST1的结构图：含义：BRAF——块重复操作标志位。CPL——直接寻址编辑方式位XF——XF引脚状态位。HM——保持方式

5、位INTM——中断方式位。OVM——溢出方式位SXM——符号位扩展方式位。C16——双16位/双精度算术运算方式位FRCT——小数方式位。CMPT——修正方式位ASM——累加器移位方式位功能：设定并控制处理器的工作方式，反映处理器工作状态；工作方式寄存器（PMST—ProcessorModeStatus）基本思想：☉学习DSP硬件结构，很大程度上是学习并掌握各寄存器的功能及用法。☉使用DSP的硬件实质上就是掌握各寄存器的正确使用。☉使用DSP的片内集成外设的实质上就是掌握该集成外设相关的各寄存器的配

6、置。表6-1CPU映射寄存器（1）算术逻辑单元（ALU）功能：①C54X使用40bit的ALU和2个40bit累加器（A、B）完成二进制补码的算术运算：②ALU可完成布尔运算；③同时完成两个16bit运算（具有两个16位的ALU）组成：ALU组成框图见下图CPU的运算与逻辑部分ALU组成框图DB15~DB0（2）累加器功能：存放参加运算的数据或存放运算的结果（ALU或MAC）组成：三个部分（保护位作用：数据位余量，防止溢出，迭代运算）累加器A和B的差别仅在于累加器A的31～16位可以作为乘法器的一个

7、输入。CPU的运算与逻辑部分（3）桶形移位器功能：能把输入的数据进行0～31bit左移和0～16bit右移移位数可以用以下方式定义：用一个立即数(-16～15)表示。用状态寄存器ST1的累加器移位方式(ASM)位表示，共5位，移位数为-16～15。用T寄存器中最低6位的数值(移位数为-16～31)表示。用途：位提取、数字定标、扩展算术和溢出保护等。CPU的运算与逻辑部分（4）乘/加单元组成：17×17bit乘法器、40bit加法器、符号控制、小数控制、零检测器、舍入器、溢出/饱和逻辑、暂存器；功能：

8、一个单指令周期内完成17×17bit的二进制补码运算；用途：卷积、相关、滤波（LMS）、欧氏距离等运算；CPU的运算与逻辑部分如：TMS320C54x中的MAC指令。MAC*AR5+，A；A+(AR5)*T→A,AR5=AR5+1DSP芯片的存储器存储器主要用于存储程序,数据，变量等。从存储器的位置来区分：分为片内存储器和片外存储器两类。按照类型划分：ROM,RAM,Flash等多种类型。按照使用方式划分：程序存储空间、数据存储空间、I/O空间。DSP一般都具有192