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文檔簡介
2.1中央處理單元2.2系統(tǒng)配置寄存器2.3總線結(jié)構(gòu)2.4
引腳和信號說明第二章內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部引腳
內(nèi)容摘要TMS320C2000概述1精選課件pptTMS320C2000概述
TMS320C2000是TI公司繼第二代定點DSP處理器TMS320C2X和第三代定點DSP處理器TMS320C5X之后出現(xiàn)的一種低價格、高性能的定點DSP芯片。
主要包括:
TMS320C20、TMS320C24X、TMS320C28X三個子系列2精選課件ppt該產(chǎn)品的主要特點是:
單周期指令執(zhí)行時間為50、35或25ns;即運算能力為20、28.5或40MIPS。
1.運算速度3精選課件ppt源代碼與TMS320C1X/C2X全部產(chǎn)品兼容;產(chǎn)品與TMS320C5X產(chǎn)品向上兼容;
2.兼容性4精選課件ppt內(nèi)部配置數(shù)量不同的RAM和ROM存儲器,有的芯片還配有閃爍存儲器Flash。 利用閃爍存儲器存儲程序,不僅能降低成本,減小體積,而且系統(tǒng)升級也比較方便。
3.片內(nèi)存儲器5精選課件pptDSP芯片資源配置比較靈活。目前該系列已有10多種不同配置的芯片。
4.片內(nèi)資源配置6精選課件ppt表1-1TMS320C2000內(nèi)部資源配置TMS320C2000指令周期(ns)
片內(nèi)RAM(字)片內(nèi)ROM(字)片內(nèi)Flash(字)同步串行口異步串行口C20325/35/5054411C20425/35/505444K11C20525/35/504.5K11F20625/35/504.5K32K11F20725/35/504.5K32K21C20935/504.5K4K
C2405054416K11F2405054416K11C241505448K11F241505448K11C242505444K11F243505448K117精選課件ppt8精選課件pptTMS320C2000采用5V或3.3V供電,靜態(tài)CMOS技術(shù)使功耗最小。
5.功耗9精選課件pptTMS320C24x系列10精選課件pptTMS320C24x系列的特點:包含TMS320C25DSP核片上存儲器擴展了EEROM、PROM、GLOBAL事件管理模塊12路PWM3路加/減計數(shù)器多種比較單元等擴展外設(shè)ADC/DAC6EXT-INTERRUPTs、28GLOBALI/Os多種通信口11精選課件pptTMS320C2812:
1)主頻150MHz核電壓1.8V/1.9VFlash編程電壓3.3V2)CPU:32位支持c/c++、匯編語言,可尋址4M空間的程序和4M空間的數(shù)據(jù)可兼容24X/LF240X的源代碼3)RAM:18KROM:128K*16FLASH:128K*164)3個外部中斷5)128位SecurityKey/Lock6)兩個事件管理器:EVA和EVB(可產(chǎn)生PWM波形),與240X兼容7)一個SPI口,兩個SCI口,增強型CAN控制器(eCAN),16通道12位ADCSPI模式的多通道串口(McBSP),高達56的可編程GPIO引腳12精選課件ppt
所有的C2000的器件都采用同樣的中央處理單元CPU、總線結(jié)構(gòu)和指令集。每個器件均有不同的片內(nèi)存儲器配置和片內(nèi)外設(shè)。
硬件特點13精選課件ppt14精選課件pptC2000是16位定點DSP,它采用改進的哈佛結(jié)構(gòu),其程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器有各自的總線結(jié)構(gòu),從而使其處理能力得到最大程度的優(yōu)化。C2000有三個主要組成部分:中央處理單元(CPU)存儲器片內(nèi)外設(shè)15精選課件pptC2000的CPU:(1)32位中央算術(shù)邏輯單元(CALU)(2)32位的累加器(ACC)(3)用于CALU的輸入與輸出數(shù)據(jù)比例移位器(4)16bit×16bit乘法器(MUL)(5)乘積比例移位器(6)數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生邏輯(7)程序地址產(chǎn)生邏輯
2.1中央處理單元16精選課件ppt17精選課件ppt功能:將來自存儲器的16位數(shù)據(jù)左移0~16位變成32位送往CALU。
移位方法:均進行左移左移后,沒有使用的低位LSB填0沒有使用的高位MSB填0或用符號擴展。(取決于狀態(tài)寄存器ST1的符號擴展模式位SXM)SXM=0填0SXM=1符號擴展
2.1.1輸入比例部分18精選課件ppt
例:輸入移位器接收數(shù)值A(chǔ)F11若SXM=0,左移8位后輸出:00AF1100若SXM=1,左移8位后輸出:FFAF110019精選課件ppt功能:利用16bit×16bit硬件乘法器,在一個機器周期內(nèi)完成有符號或無符號乘法,乘積為32bit。
乘法器:將來自16位數(shù)據(jù)存儲器(或程序存儲器)的值與TREG寄存器的值相乘,結(jié)果送到乘積寄存器PREG(32位)中。
2.1.2乘法部分20精選課件ppt乘積比例移位器:將PREG寄存器的乘積移位后,將全部32位送到CALU,或?qū)⒔Y(jié)果的16位存到數(shù)據(jù)存儲器。注意:移位后PREG的值不變,移位后的值直接送往CALU。21精選課件ppt移位模式:取決于狀態(tài)寄存器ST1中的乘積移位模式PM位(D1D0位)
PM
移位
說明
00不移
乘積直接送到CALU或數(shù)據(jù)總線(DWEB)01左移1位
移去年和補碼乘法產(chǎn)生和額外符號位,產(chǎn)生Q31格式和乘積
10右移4位
移去16bit*13bit,2的補碼相乘產(chǎn)生的額外的4比特符號位,產(chǎn)生Q31格式的乘積(當(dāng)乘以13比特常數(shù)時)11右移6位
把乘積定標,使最多作128次乘法累加而秒使累加器溢出。不論ST1中的STM為何值,右移總是要進行符號擴展。注:
Q31格式:XX.XX…XXX
(31位二進制小數(shù))
22精選課件ppt包含三個部分:1.中央算術(shù)邏輯單元(CALU)2.累加器3.輸出移位器
2.1.3中央算術(shù)邏輯部分23精選課件ppt功能:實現(xiàn)各種算術(shù)邏輯運算。
包括16位加、減、布爾邏輯操作、位測試、移動和循環(huán)。上述大部分運算只需一個時鐘周期。
1.中央算術(shù)邏輯單元(CALU)24精選課件ppt功能:存放CALU的操作結(jié)果,并可對其進行位移動或循環(huán)。其輸出送往CALU或輸出移位器與累加器相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)位有進位位、溢出模式位、測試控制標志位。
2.累加器25精選課件ppt功能:將累加器的32位值進行左移0~7位,然后將移位器中的高位字(用SACH指令)或低位字(用SACL指令)保存到數(shù)據(jù)存儲器,而累加器的內(nèi)容保持為移位前的值不變。累加器32位輸出移位器
16位到數(shù)據(jù)總線
3.輸出移位器26精選課件ppt 3CF0FA03累加器:00111100111100001111101000000101左移6位:00111100001111101000000101000000用SACH指令用SACL指令
數(shù)據(jù)存儲單元
數(shù)據(jù)存儲單元移位方法:左移,移位時高位丟失,低位補0例:返回27精選課件ppt
2.1.4輔助寄存器算術(shù)單元ARAU28精選課件ppt
AR7~AR0提供了靈活而有效的間接尋址,使用其中任一個寄存器的16位地址就可以訪問64K數(shù)據(jù)存儲空間的任何單元。
1.尋址功能功能:對8個輔助寄存器(AR7~AR0)執(zhí)行算術(shù)操作,該操作可與CALU中的操作并行進行。29精選課件ppt加1或減1
(2)將AR0的內(nèi)容與當(dāng)前AR的內(nèi)容進行比較,結(jié)果影響TC位ST1的測試/控制位。(3)作暫存單元和軟件計數(shù)器。
2.運算功能返回30精選課件ppt
ST0、ST1均為16位,含有狀態(tài)和控制位,可通過數(shù)據(jù)存儲器對其進行寫和讀。LST(裝載狀態(tài)寄存器)指令寫ST0和ST1SST(保存狀態(tài)寄存器)指令讀ST0和ST1 用SETC或CLRC指令可對ST0、ST1中的某些位單獨置1或清0
2.1.5狀態(tài)寄存器ST0和ST131精選課件ppt1.狀態(tài)寄存器ST0D15~D13D12 D11 D10 D9 D8~D0ARPOVOVM1INTMDP
RW-x RW-0RW-xRW-1RW-x注:R為讀,W為寫,“–”后的值為復(fù)位后的值(x表示該值不受復(fù)位影響)。32精選課件pptARP:輔助寄存器指針
用來選擇在間接尋址方式中使用的輔助寄存器AR0~AR7,使用MAR指令、LST指令和間接尋址訪問存儲器指令可以加載ARP。
當(dāng)ARP被裝載時,先前的ARP值被復(fù)制到ARB緩存器。33精選課件pptOV:溢出標志位
OV=1,CALU運算發(fā)生了溢出。 溢出時,OV位保持置位狀態(tài),直到被復(fù)位指令、條件轉(zhuǎn)移指令或LST指令清0。34精選課件pptOVM: 溢出模式位。
OVM決定累加器算術(shù)運算溢出的情況.當(dāng)累加器處于溢出方式(OVM=1)且發(fā)生一次溢出時,產(chǎn)生下面兩種情況:a.溢出方向為正(正向溢出),累加器被最大正數(shù)(7FFFFFFFh)填充。b.溢出方向為負(負向溢出),累加器被最大負數(shù)(80000000h)填充。當(dāng)OVM=0時按正常情況處理累加器。用SETCOVM或CLRCOVM指令可將該位置1或清0,LST指令可修改OVM。35精選課件pptINTM:中斷模式位。用來允許或禁止所有的可屏蔽中斷。
INTM=0,允許所有可屏蔽中斷使能。INTM=1,禁止所有可屏蔽中斷。
36精選課件pptDP:數(shù)據(jù)頁面指針。
當(dāng)一條指令采用直接尋址方式時,這個9位的DP字段與指令中的低7位拼接起來形成數(shù)據(jù)存儲器的16位地址。數(shù)據(jù)存儲器地址來自DP來自指令字的低7位D15~
D7D6~D037精選課件ppt2.狀態(tài)寄存器ST1D15~D13 D12 D11 D10 D9 D8ARBCNFTCSXMC1
RW-xRW-0RW-xRW-1RW-1
D7 D6 D5 D4D3D2 D1D0111XF11PM
RW_xRW_038精選課件ppt
ARB:輔助寄存器指針緩存器。
除LST#0,xx指令外,每當(dāng)加載輔助寄存器指針(ARP)時,ARP原來的值就拷貝到ARB。 當(dāng)用LST#1,xx指令加載ARB時,同樣的值也拷貝到ARP。39精選課件ppt兩個系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器SCSR1和SCSR2均為存儲器映射寄存器分別對240X的系統(tǒng)信號和片內(nèi)外設(shè)模塊進行選擇配置。
2.2系統(tǒng)配置寄存器40精選課件ppt1.系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器1(SCSR1)——地址7018hD15 D14 D13~D12 D11~D9D8ReservedCLKSRCLPMCLKPSReservedR-0 RW-0 RW-0 RW-1 R-0D7 D6 D5 D4 D3 D2D1D0ADCCLKENSCICLKENSPICLKENCANCLKENEVBCLKENEVACLKENReservedILLADRRW-0 RW-0RW-0RW-0RW-0RW-0R-0 RC-041精選課件pptD15 Reserved——保留位。D14 CLKSRC——CLKOUT引腳時鐘源選擇位.0CLKOUT引腳輸出CPU時鐘1CLKOUT引腳輸出看門狗時鐘DCLKD13~D12LPM—低功耗模式選擇位,指明CPU在執(zhí)行IDLE指令時進入哪一種低功耗方式(參見3.6).00 IDLE1(LMP0)模式01 IDLE2(LPM1)模式1x HALT(LPM2)模式42精選課件ppt2.系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器2(SCSR2)——地址7019hD15~D8ReservedRW-0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1D0ReservedI/PQUALWDOVERRIDEXMIFHi--ZBOOT_ENMP/MCDONPONRW-0 RC-1 RW-0RW-BOOT_ENRW-MP/MCRW-1 RW-1引腳 引腳注:RW表示可對該位讀或?qū)懀珻為清除,短劃線后的值為復(fù)位后的值。
43精選課件pptTMS320C2000內(nèi)部有6條16位總線
2.3TMS320C2000的總線結(jié)構(gòu)44精選課件pptTMS320C2000的總線結(jié)構(gòu)45精選課件pptPAB程序地址總線:提供讀、寫程序存儲器的地址DRAB數(shù)據(jù)讀地址總線:提供讀數(shù)據(jù)存儲器的地址DWAB數(shù)據(jù)寫地址總線:提
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