DSP处理器原理与应用 教学课件 作者 鲍安平 全书第2章.ppt

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1、第2章TMS320C55X系列DSP2.1TMS320C55X概述2.2TMS320C55XCPU的结构2.3TMS320C55XDSP的存储器和2.4启动加载程序2.5本章小结习题与思考题本章介绍TMS320C55X(以下简称为C55X)在TMS320C5000(以下简称为C5000)系列DSP中的地位、C55X的存储器和I/O空间，C55X的CPU结构、低功耗的强化以及嵌入式仿真器的特性。其中C55X的CPU结构是本章的重点。2.1.1C55X在C5000系列DSP中的地位第1章我们讲到C5000系列DSP是高效能的DSP，功耗低，适合于消费类数字产品市

2、场以及通信电子产品。其发展方向是朝更加有效的电源使用以及更多的集成方向发展，并且有多核、DSP+RISC、功能强化三个产品系列。2.1TMS320C55X概述C55XDSP是C5000DSP系列中最新的一代产品，包含TMS320VC5503、TMS320VC5507和TMS320VC5509ADSP。C55X对C54X有很好的继承性，与C54X源代码兼容，从而有效地保护用户在软件上的投资。C55X继承了C54X的发展趋势，低功耗、低成本，在有限的功率条件下，保持最好的性能。其工作在0.9V下，待机功耗低至0.12mW，性能高达600MIPS，并且具有业界目前

3、最低的待机功耗，极大地延长了电池的寿命，对数字通信等便携式应用所提出的挑战，提供了有效的解决方案。其软件也与所有C5000DSP兼容。与120MHz的C54X相比，300MHz的C55X性能大约提高了5倍，而功耗则降为C54X的1/6。C55X的超低功耗，是通过低功率设计以及功率管理技术的进步而达到的。设计者使用了一种非并行层次的节电配置，以及创新的粒度耦合自动功率管理，对于用户是透明的。　　与C54X相比，C55X的片内有两个乘法累加器(MAC)，并且增加了累加器(ACC)、算术逻辑单元(ALU)、数据寄存器等，配合以并行指令，每个机器周期的效率提高了一

4、倍。其指令集是C54X的超集，加入了适应扩展的新的硬件单元的指令。其指令长度从8bit到48bit。这种长度可变的指令可以使每个函数的控制代码量比C54X降低40%。减少代码量，就意味着减少存储器的用量，从而降低系统成本。2.1.2TMS320C55XDSP的应用C55X的结构和设计是为了达到四个相关的目标：超低功耗，有效的DSP性能，降低代码密度，与C54X完全的代码兼容。C55X支持四类基本的应用：　　①在保持或略微提高性能的条件下，大大延长电池寿命。例如，将数字蜂窝电话、便携式声音播放器、数码相机的电池使用时间，从小时延长到天，从天延长到周。②在保持

5、或稍微延长电池寿命的条件下，大大提高性能。例如，刚刚推出使用的3G手机，可以用于因特网的音频、视频、数据的移动产品等，用户所期待的是具有一定水平的待机时间和使用时间的电池寿命，而不愿意为增加功能而牺牲电池的寿命。　　③要求很小的尺寸、超低功耗、中低水平的DSP性能。例如，助听器和医疗检测设备，要求DSP具有相当的能力，但电池的寿命要达到数周乃至数月。④高功效的设施，要求提高信道密度，但又有严格的板级功耗和空间的限制。　　一般地说，C55X的目标市场是消费和通信市场，多用于语音编解码，线路回音和噪声消除，调制解调，图像和声音的压缩与解压，语音的加密与解密，

6、语音的识别与合成等领域。2.1.3TMS320C55XDSP的主要性能和优点C55X的主要性能和优点如下所示：　　●一个32×16bit指令缓冲队列：缓冲可变长度指令和实现块重复操作。　　●两个17bit×17bitMAC：在单周期内实现双MAC操作。　　●一个40bitALU：执行高精度算术和逻辑运算。　　●一个40bit桶形移位寄存器：可以把40bit结果左移31位或右移32位。　　●一个16bitALU：和主ALU并行执行简单算术运算。●四个40bit累加器：保持计算结果和减少所需存储器数量。　　●12条独立总线：并行地对不同操作单元同时提

7、供处理指令和操作数。　　●用户配置的IDLE域：改善低活动性时的电源管理。2.1.4对低功耗能力的加强C55X是在C54X的基础上发展起来的，后者已经是低功耗的DSP。通过工艺、设计、结构等一系列的强化，使C55X的功耗降低到新的水平，不仅降低了功耗，而且提高了性能。1.提高并行处理的能力C55X通过结构上的改进，提高了并行性并降低了每个任务所需要的周期数。它采用的手段主要包括：　　●两个乘法累加(MAC)单元；　　●两个算术逻辑单元(ALU)；　　●三组读总线；　　●两组写总线。采用这些措施后，C55X可以处理两个数据流，或者以两倍的速度来处理一

8、个数据流，不需要将系数值读两遍。对于一个给定的任务，