武汉理工DSP原理及应用实验指导书_下载.docx

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1、TMS320C5402芯片介绍1DSP芯片介绍1.1DSP芯片及系统TI是全球DSP的主要供应商，其DSP芯片已经发展了好几代。其发展过程如下：1）C2x是技术比较成熟的一代DSP处理器，在我国有看广泛的应用。不过它已逐渐退出历史舞台。2）C2XX是TI公司的一代高性能、低价位定点DSP处理器。主要有TMS320C203/C204/C205,TMSC209.TMS320F206/F207,时钟频率达40M,它是TI最早使用片内内存的一代DSP芯片。3）C54x是TI推出的又一代高性能、低功耗定点DSP处理器。包括541,542,545,548。

2、C54X满足实时嵌入设备的要求。如电信设备，无线通线设备。4）TMS320C62XX系列是新一代超高性能DSP处理器。例如TMS320C6201.它的最大处理能力高达1600MIPS,即16亿次每秒定点运算，是当前市场屮所有的定点DSP芯片中速度最快、处理能力最强的DSP处理器。用丁•移动式无线基站、调制解调器、语音压缩、多媒体系统、家电领域。TMS320系列中同一代芯片具冇相同的CPU结构，但是片内存储器和片内外设的配置是不同的。TMS320C54xDSP具有如卜•的优点：1）具有哈佛结构的CPU,具有高度的并行性；2）包含定点，浮点，多CP

3、U；3）主耍用于实时处理；4）灵活的指令集；5）高速；6）并行；7）性价比高;8）c编程。TMS320C54xDSP芯片的总体结构如F:从上图可以看出，DSP芯片具冇计算，存储，和通信的功能。这恰好与数字思想是吻合的。只要对数字比特进行运算和存储及传输就能完成任何复朵的功能，这就是数字化的思想。在此CPU充当计算功能，而片内存储起数据缓存作用，另外片内外围电路则是传输通道。除上述结构特征外，DSP芯片还具有适合于数字信号处理的特点：1）改进的哈佛结构。冯•诺依曼结构，其特点是程序和数据共用一个存储空间。统一编址依靠令计数器捉供的地址进行区分。由

4、于对数据和程序进行分时读写，执行速度慢。哈佛结构是程序和数据具有独立的存储空间，有着各有的独立总线。由于可同时对数据和程序进行寻址，它大大地提高了数据处理能力。改进型哈佛结构是在数据总线和程序总线Z间建立交叉连接。这样允许数据存放在程序存储器内，另外指令可存储在CACHE屮。2）流水线操作。一个指令是分为取指令、译码、取操作数、执行。显然是顺序的，但如果冇多条这样的流水同时进行，将会大大减少指令执行时间。3）采用硬件乘法器。4）--套专门为数字信号处理而设计的指令系统。5）快速的指令周期。6）良好的多机并行运行特性，提供了并行运行的通信接口。一

5、个札I对完备的DSP系统框图如下所示输前入―►向信通□道・输出信号——►DSP-4-R心片后向通道存储器数字I/ODSP系统具有如下特点：1）精度高，相比R/L/C网络只要提高A/D和D/A的精度将有效提高敕体精度。2）可靠性强。由数字电路的特点所决定。3）集成度高。4）接口方便。对于系统集成接口设计是关键。5）灵活性好。可编程。6）保密性好。1.2CPU及总线结构TMS320C54xCPU包括：1）具有一条程序总线，三条数据总线，四条地址总线的哈佛结构。2）40bit的算术逻辑单元，包含一个40bit桶行移位器和两个40bit的寄存器，寄存器

6、是用来保存CPU的运算结果或提供数据输入的。3）可以在一个周期内执行乘及累加操作的破件单元mac指令。4）比较，选择，保存单元，CSSUo5）指数编码器。6）两个地址产生单元，包括八个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术单元。a）数据地址产生单元b）程序地址产生单元7）桶形移位器。8）17X17bit乘法器TMS320C54X具有增强的哈佛结构，它共有八条总线，如卜•图：Pro^amaddressgenerabonDataaddreesgenerationSystemcontrolooMemanoxterintorfPeripintei分开的程序和数

7、据空间允许同吋访问程序和数据。提供了高并行性。例如在一个周期内可以执行三次读和一次写。正是利用了这种结构，DSP可以执行特定指令的同时把结果并行的保存起来。1）程序总线：用來访问程序空间的指令代码和立即数。例如系数表，可以用三个指令访问程序空间，MVPD、READA、WRITA。2）三条数据总线与各种单元相连，包含CPU片内外围与数据空间等。3）四条地址总线可以在一个周期产生两个数据空I'可地址（使用ARAU0和ARAU1）。1.3内部存储器组织存储空间分成三个空间:程序,数据,I/O.空间。例如:C5402具有1M的程序空间,64k的数据空间

8、，64K1/O空间。也就是说CPU可以访问数据的空间最大是三者的和。空间是空间，但要冇物理实现。为了提高访问速度和稳定性，DSP内部一般都实现了存储器