TMSC结构与工作原理PPT学习教案

1、会计学1TMSC结构与工作原理结构与工作原理第1页/共111页第2页/共111页C54x芯片的基本结构芯片的基本结构CPU片内存储器串行通信接口PLLJTAGHPI通用I/0口中断系统Timer其他硬件电路可编程分区转换逻辑软件可编程等待状态发生器第3页/共111页JTAG 测试/仿真接口McBSP1McBSP2McBSP3Clock PLL Generator HPI GP I/OS/W WaitstateGenerator64KW 单访问RAM 64KW 双访问RAM 16KW ROMCPUTimerPeripheral BusProgram/Data BusesDMA电源管理第4页/共1

2、11页第5页/共111页系统控制接口程序地址产生器PAGEN数据地址产生器DAGEN存 储 器 和外部接口DMA控制器片内外设PABPBCABCBDABDBEABEB乘法/加法器算 术 逻 辑单元ALU指数编码器CPU状态控制寄存器桶 形 移 位寄存器比较、选择和存储单元累加器B累加器ACPU第6页/共111页第7页/共111页15 1312111098 0ST0：ARPTCCOVAOVBDP第8页/共111页1514131211109876540BRAF CPLXFHMINTM0OVM SXM C16 FRCT CMPTASMBRAFCPLXFHMINTM0OVM SXMC16FRCTCMP

3、TASMBRAFCPLXFHMINTM0OVM SXMC16FRCTCMPTASM第9页/共111页SSTSMULCLKOFFDROMAVISOVLYMP/MCIPTR0123456157第10页/共111页第11页/共111页第12页/共111页算术逻辑运算单元ALU累加器A累加器B数据总线CB15-CB0数据总线DB15-DB0乘法/累加单元（MAC）输出符号控制符号控制转移输出（40）ADD *AR1，A第13页/共111页nT寄存器的数据nALU的输出nALU的输出为40位，被送入累加器A或B。第14页/共111页第15页/共111页；C16=1 则：；Lmem（31至16）+Tdst

4、（39至16）；Lmem（15至0）-Tdst （15至0）；C16=0 则：；dst=Lmem+（TA（150）；则A（3116）-*AR1，；TRN左移1位，0-TRN（0），0-TC ；否则A（150）-*AR1，TRN左移1位，；1-TRN（0），1-TC,TRN状态转移寄存器，TC测试控制寄存器If (M1+D1)(M2+D2)then N1= M1+D1Else N1= M2+D2D1D2M1(尺度1)M2(尺度2)2*J2*J+1N1JN2J+8D1D2第26页/共111页EXP指数编码器ABT寄存器第27页/共111页举例EXP A ； T把累加器A的指数TST T，EXPON

5、ENT ；保存指数（T）到数据存储区NORM A ；归一化寄存器A，依靠T的值移动累加器A的值若：40位累加器A中的定点数FF FFFF F001则：11111111 111111111111111111110000000000011111 1111 1000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000则：T=27-8=19则：Norm A ； 需要左移19位，结果如下第28页/共111页第29页/共111页总线结构图：Program A/D Bus (P)Data Read A/D Bus (D)Data Read A/D Bus (C)Data Write A/D

6、 Bus (E)ExtlMemI/FADInternalMemoryExternalMemoryExternal: 1 access / cycleup to 8M words programInternal: Up to 4 accesses / cycle第30页/共111页第31页/共111页第32页/共111页64K Words的DARAM （双访问RAM）p每一块，被分成块，由低地址开始记作DARAM0DARAM7p在同一块内一个指令周期支持两个操作64K Words的SARAM （单访问RAM）p每一块，被分成块，由低地址开始记作SARAM0SARAM7p在同一块内一个指令周期仅支

7、持一个操作，但支持一个指令周期同时对不同的块完成两个操作16K Words的ROMp掩模ROM，只能读不能写TMS320VC5416 DSP的内部存储资源第33页/共111页第34页/共111页第35页/共111页用户代码保留中断向量表自举引导程序256字律扩展表256字A律扩展表256正弦函数查值表保留中断向量表第36页/共111页TMS320VC5416 DSP 的存储空间以TMS320VC5416 DSP为例数据空间p支持16位地址和16位数据宽度p访问空间为21616bit64K Words程序空间p支持23位地址和16位数据宽度p分成27128页 64K Words的程序空间IO空间

8、p支持16位地址和16位数据宽度，固定片外寻址p访问空间为21616bit64K WordspPortR和PortW两条汇编指令用于IO空间访问第37页/共111页第38页/共111页TMS320VC5416 DSP的存储空间映射由处理器工作方式与状态寄存器PMST控制p具体由MP/MC、OVLY、DROM三个位控制第39页/共111页DROMOVLYMP/MCIPTR地址第0页程序存储器地址第0页程序存储器地址数据存储器0000H007FH保留（OVLY=1）外部使用（OVLY=0）0000H007FH保留（OVLY=1）外部（OVLY=0）0000H005FH存储器映射寄存器0060H00

9、7FHScratch-PadRAM0080H7FFFH片内DAAM0-3（OVLY=1）外部使用（OVLY=0）0080H7FFFH片内DARAM0-3（OVLY=1）外部使用（OVLY=0）0080H7FFFH片内DARAM0-3（32K16位）8000H0FF7FH外部使用8000H0BFFFH外部使用8000H0FFFFH片内DARAM4-7（DROM=1）或者片外（DROM=0）C000H0FEFFH片内ROM（4K16位）0FF80H0FFFFH中断（片外）0FF00H0FF7FH保留0FF80H0FFFFH中断（片内）MP/MC=1微处理器模式MP/MC=0微计算机模式第40页/共

10、111页扩展的程序存储器映射 第41页/共111页扩展的程序存储器映射(续) 第42页/共111页XPC =第43页/共111页DROM=1OVLY=1MP/MC=10 0DARAM03块DARAM03块(0 x0000(0 x00000 x007F保留)0 x007F保留)内部ROM映射到内部ROM映射到0 xFC000 xFC000 xFFFF0 xFFFFDARAM03块DARAM03块(0 x0000(0 x00000 x007F保留)0 x007F保留)外部寻址外部寻址第44页/共111页第45页/共111页来完成的.第46页/共111页第47页/共111页软件可编程等待状态发生器软

11、件可编程等待状态发生器第48页/共111页软件可编程等待状态发生器软件可编程等待状态发生器在省电状态。第49页/共111页软件等待状态寄存器软件等待状态寄存器SWWSR位号位号复位值复位值功能功能150XPA=0XPA=0，程序存储空间不扩展，程序存储空间不扩展XPA=1XPA=1，程序存储空间扩展，程序存储空间扩展14-12111对对0000H0000HFFFFH I/OFFFFH I/O空间空间插入等待状态数空间空间插入等待状态数11-9111对对8000H8000HFFFFHFFFFH数据空间插入等待状态数数据空间插入等待状态数8-6111对对0000H0000H7FFFH7FFFH数据

12、空间插入等待状态数数据空间插入等待状态数5-3111XPA=0XPA=0：XX8000HXX8000HXXFFFFHXXFFFFHXPA=1XPA=1：400000H400000H7FFFFFH7FFFFFH2-0111XPA=0XPA=0：XX0000HXX0000HXX7FFFHXX7FFFHXPA=1XPA=1：000000H000000H3FFFFFH3FFFFFH软件可编程等待状态发生器第50页/共111页软件等待状态控制寄存器软件等待状态控制寄存器SWCR软件可编程等待状态发生器第51页/共111页第52页/共111页自动插入一个附加周期的情况自动插入一个附加周期的情况第53页/共

13、111页HPI主机接口主机接口第54页/共111页HPI口数据传输口数据传输HPI主机接口第55页/共111页HPI的两种工作模的两种工作模式式功耗配置。HPI主机接口第56页/共111页HPI传输速度传输速度HPI主机接口第57页/共111页HPI与主机的数据线连接与主机的数据线连接HPI主机接口第58页/共111页HPI管脚信号名称管脚信号名称HPI主机接口第59页/共111页HAS信号信号HPI主机接口第60页/共111页HCS信号信号HPI主机接口第61页/共111页HRDY信号信号HPI主机接口第62页/共111页HCNTL0、HCNTL1信号信号HCNTL0HCNTL0HCNTL1

14、HCNTL1说明说明0 00 0主机可以读写主机可以读写HPICHPIC寄存器寄存器0 01 1主机可以读写主机可以读写HPIDHPID寄存器。每读寄存器。每读1 1次，次，HPIAHPIA事事后增后增1 1；每写；每写1 1次，次，HPIAHPIA事先增事先增1 11 10 0主机可以读主机可以读/ /写写HPIAHPIA寄存器。这个寄存器指向寄存器。这个寄存器指向C54xC54x的片内的片内RAMRAM1 11 1主机可以读主机可以读/ /写写HPIDHPID寄存器。寄存器。HPIAHPIA寄存器不受寄存器不受影响影响HPI主机接口第63页/共111页HDS1、HDS2信号信号HPI主机接

15、口第64页/共111页HINT信号信号HPI主机接口第65页/共111页HBIL信号信号HPI主机接口第66页/共111页HR/W信号信号HPI主机接口第67页/共111页HPI寄存器寄存器HPI主机接口第68页/共111页HPI的寄存器访问的寄存器访问nHPICC54X，并且HINT输出可以被C54X用来中断主机。HPI主机接口第69页/共111页第70页/共111页第71页/共111页标准同步串行口标准同步串行口SP的连接图的连接图C54X DX FSX CLKX C54XDRFSRCLKR第72页/共111页第73页/共111页第74页/共111页带缓冲的串行口BSP 第75页/共111

16、页时分复用串行口TDM 第76页/共111页多通道缓冲串口McBSP第77页/共111页多通道缓冲串口McBSP第78页/共111页HPI-16）需求的利用DMA总线的服务第79页/共111页第80页/共111页位名称复 位 值保留，总是01512ReservedSoft和Free一起决定在调试中遇到断点时，定时器的状态。(1) Soft=0,Free=0：定时器立即停止。(2) Soft=1,Free=0：定时器在计数器减到0时停止工作。(3) Soft=x,Free=1：定时器无视Soft位，继续工作11Soft010Free096PSC定时器预定标计数器值。当PSC的值减少到0后，TDD

17、R中的数据加载到PSC，TIM减15TRB定时器重新加载控制位。当TRB为1时，TIM重新装载PRD的值，PSC重新装载TDDR的值。TRB总是读作04TSS0定时器停止位。T为0时，启动定时器；T为1时，停止定时器30TDDR0000当PSC被减少到0后，PSC被TDDR的值装载第81页/共111页第82页/共111页 11PRDTDDRCLKTTT第83页/共111页第84页/共111页模式选择管脚时钟模式CLKMD1CLKMD2CLKMD3选择1选择2000外部时钟源，PLL3外部时钟源，PLL5110外部时钟源，PLL2外部时钟源，PLL4100内部振荡器，PLL3内部振荡器，PLL5

18、010外部时钟源，PLL1.5外部时钟源，PLL4.5001外部时钟源，频率除以2外部时钟源，频率除以2111内部振荡器，频率除以2内部振荡器，频率除以2101外部时钟源，PLL1外部时钟源，PLL1011停止模式停止模式第85页/共111页第86页/共111页CLKMOD寄存器初始化值为0 x9007CLKMOD寄存器初始化值为0 x77F7第87页/共111页第88页/共111页第89页/共111页第90页/共111页 C54x AB150 PS MSTRB R/ W DS IS IOSTRB DB150 DATA CS2 D WE CS1A OE PGMA D CS1 CS2 OE I/

19、O CS1 DCS2WEA OE 第91页/共111页第92页/共111页中断系统中断系统nCPU止当前程序的执行，而去执行中断服务程序ISR第93页/共111页第94页/共111页第95页/共111页第96页/共111页第97页/共111页第98页/共111页第99页/共111页接收中断请求接收中断请求第100页/共111页硬件中断请求硬件中断请求第101页/共111页软件中断请求软件中断请求第102页/共111页应答中断应答中断第103页/共111页执行中断服务程序执行中断服务程序ISR第104页/共111页中断向量地址中断向量地址的计算的计算第105页/共111页以TMS320VC541

20、6 的中断设计为例1. 中断初始化设计 置ST1寄存器的INTM位为1，屏蔽所有屏蔽中断 向IFR寄存器写入0 xFFFF，清除所有的中断标志 根据要处理的中断设置IMR寄存器，例如开放INT0中断，向IMR中写入0 x1 设置PMST寄存器，主要完成以下初始化 中断向量指针IPTR的初始化，设置中断向量表地址 MP/MC、OVLY和DROM位初始化，设置存储空间映射 CLKOFF位设置置ST1寄存器的INTM位为0，响应IMR寄存器允许的可屏蔽中断第106页/共111页以TMS320VC5416 的中断设计为例2. 中断向量地址计算方法（1）取PMST寄存器的IPTR的值(中断向量指针，9位

21、) （2）查DSP的中断表得到中断向量序号(5位)（3）将中断向量序号左移2位 （4）将IPTR值左移7位与（3）相加,得到中断向量地址INT0序号为16左移两位后为40H1. 硬件复位值为0 x1FF。2. 用户可以软件设置，3. 软件复位该值不变化第107页/共111页以TMS320VC5416 的中断设计为例3. 中断向量表程序设计 TI 54系列DSP最大支持序号031的32个中断（存在复用） 根据中断向量表地址计算方法，每个中断向量占4个字（序号左移两位），整个中断向量表共占128个字 硬件复位后，其中断向量表首地址为0 xFF80（0号中断地址） 软件设置IPTR后，其中断向量表地址发生变化，为使中断高速响应，应在