TMS320C54x的引脚功能、流水线结构和外部总线结构ppt课件.ppt

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1、第5章TMS320C54x的引脚功能、流水线结构和外部总线结构5.1TMS320C54x的引脚和信号说明5.2流水线结构5.3外部总线结构5.1TMS320C54x的引脚和信号说明TMS320C54xDSP基本上都采用超薄的塑料或陶瓷四方扁平封装(TQFP)，也有其他封装形式。图5-1所示是TMS320C541的引脚图。本节重点描述TMS320C541芯片的引脚功能。图5-1TMS320C541的引脚图TMS320C5402引脚：电源引脚时钟引脚控制引脚地址和数据引脚串行口引脚主机接口引脚通用I/O引脚测试引脚4．振荡器及定时信号CLKOUT、

2、TOUT：主时钟输出信号、定时器输出信号。CLKMD1～CLKMD3：3个外部/内部时钟工作方式输入信号，可以预置DSP的时钟比。X2/CLKIN、X1：晶振到内部振荡器的输入引脚、内部振荡器到外部晶振的输出引脚。5．主机接口(HPI)信号(TMS320C542/545/548等具有)HD0～HD7：HPI双向并行数据总线。HCNTL0、HCNTL1：HPI控制信号。HBIL：HPI字节确认输入。6．串口信号CLKR0、CLKR1：接收时钟。CLKX0、CLKX1：发送时钟。DR0、DR1：串行口数据接收端。DX0、DX1：串行口数据发送端。F

3、SR0、FSR1：用于接收输入的帧同步脉冲。FSX0、FSX1：用于发送的帧同步脉冲。7．电源信号CVDD、DVDD、VSS：CPU内核电源电压、I/O引脚的电源电压和器件地。8．IEEE1149.1测试引脚5.2流水线结构1．流水线概述指令流水线包括执行指令时发生的一系列总线操作。TMS320C54x的流水线有6个独立的阶段：程序预取指、取指、指令译码、寻址、读和执行指令。由于这6个阶段是独立的，因此这些操作有可能重叠。在任意给定的周期里，可能有1～6条不同的指令是激活的，每一条指令都处于不同的阶段。图5-2说明了对于单字、单周期指令，在没有

4、等待状态情况下6级流水线的操作。图5-26级流水线的操作图5-26级流水线的操作这6级流水线的功能如下：预取指(Prefetch)：将所要取指的地址放在程序地址总线(PAB)上。取指(Fetch)：从程序总线(PB)上取指令字，并装入指令寄存器(IR)。译码(Decode)：对IR中的内容译码，产生执行指令所需要的一系列控制信号。寻址(Access)：数据地址产生单元(DAGEN)在数据地址总线(DAB)上输出读操作数的地址。如果还需要第二个操作数，则在另一个数据地址总线(CAB)上也装入适当的地址，同时更新间接寻址方式中的辅助寄存器和堆栈指针

5、(SP)。读(Read)：从数据总线(DB)和控制总线(CB)上读操作数。执行(Execute)：从数据总线(EB)上写数据。6条单字、单周期指令的流水线操作如图5-3所示。图5-36条指令的流水线的操作’C54x存储器操作情况：①执行读单操作数指令例如：LD*AR1，A；单周期指令，读单操作数通过DB读出数据读地址加载DAB通过IR指令译码通过PB读取指令加载PAB执行/写数读数R寻址A译码D取指F预取指P②执行读双操作数指令例如：MAC*AR2+，*AR3，A；单周期指令，读双操作数通过DB和CB读出数据读地址加载DAB和CAB通过IR指令

6、译码通过PB读取指令加载PAB执行/写数读数R寻址A译码D取指F预取指P*存储器的流水线操作内部存储器双寻址存储器DARAM单寻址存储器读写存储器SARAM只读存储器ROM存储器的流水线操作：①双寻址存储器的流水线操作②单寻址存储器的流水线操作2.双寻址存储器的流水线操作DARAM分成若干个独立的存储器块，CPU可以在单个周期内对其访问2次。①在单个周期内允许同时访问不同的DARAM块；②CPU同时处理两条指令访问不同的存储块；③处于流水线不同阶段的两条指令，可以同时访问同一个存储块。表5-1访问DARAM块操作类型访问时间利用PAB/PB取指

7、前半周期利用DAB/DB读取第一个数据前半周期利用CAB/CB读取第二个数据后半周期利用EAB/EB写数据后半周期DARAM的半周期寻址图①取指令操作预取指P取指F译码D寻址A读数R执行E读PB在T2的前半周期，利用PB线进行读指令操作。②读单操作数操作预取指P取指F译码D寻址A读数R执行E读DB在T5的前半周期，利用DB线进行读存储器操作。DARAM的半周期寻址图③读双操作数操作预取指P取指F译码D寻址A读数R执行E读DB读CBT5的前半周期，利用DB线读第一操作数；T5的后半周期，利用CB线读第二操作数。④写单操作数操作预取指P取指F译码D

8、寻址A读数R执行E写EB在T6的后半周期，利用EB线写操作数。CPU访问DARAM会发生流水冲突的情况：①同时从同一存储块中取指令和读操作数；②同时对