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时间:2020-03-08
《DSP处理器原理与应用 教学课件 作者 鲍安平 全书第2章.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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,
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