第02章硬件结构

1、2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1 12.1 C28x的基本结构的基本结构 2.2 C28x的主要特性的主要特性 2.3 C28x的内部总线结构的内部总线结构 2.4 C28x的存储空间结构的存储空间结构2.5 C28x的片内外设电路的片内外设电路2.6 C28x的系统控制的系统控制2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2 2l TMS320C2000系列系列DSP集微控制器和高性能集微控制器和高性能DSP的特点于一身，具有强大的控制和信号处理能力，能的特点于一身，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法够实现复杂的

2、控制算法,大幅度提高应用效率、降低大幅度提高应用效率、降低功耗。功耗。 l TMS320C2000系列系列DSP芯片上整合了芯片上整合了FLASH存储存储器、快速的器、快速的AD转换器、增强的转换器、增强的CAN模块、时间管理模块、时间管理器、正交编码电路接口、多通道缓冲串口等外设。器、正交编码电路接口、多通道缓冲串口等外设。2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用3 32022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用4 4 2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用5 52022-3-172022-3-17DSPDSP

3、技术及应用技术及应用6 6TMS320C28x的组成的组成 2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用7 72022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用8 82022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用9 9TMS320X28xx系列DSP比较2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用10102022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用11112022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1212第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28

4、x的硬件结构的硬件结构 2.2 2.2 C28xC28x的主要特性的主要特性 1 1CPUCPU C28X支持支持32位单周期指令，其数据地址为位单周期指令，其数据地址为32位，程序地址为位，程序地址为22位，可以访问位，可以访问4G字（字（16位）的数据空间和位）的数据空间和4M字的程序空间。字的程序空间。 n 32 x 32 bit MACn 2次单周期次单周期16 x 16 MAC (DMAC)n 快速中断响应机制快速中断响应机制n 单周期读、写、修改指令单周期读、写、修改指令n 8级流水线，完全避免硬件流水线冲突级流水线，完全避免硬件流水线冲突n 向上代码兼容性：向上代码兼容性：C27

5、x目标目标-兼容模式、兼容模式、C28x模式及模式及C2xLP源源-兼容模式兼容模式2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1313片内集成大容量存储器：最多片内集成大容量存储器：最多128K字的字的Flash存储存储器、器、1K字的字的OTP型型ROM、18K字字RAM外部存储器接口外部存储器接口EMIF：多达：多达1MB的存储器、的存储器、可编程软件等待状态、三个独立的片选可编程软件等待状态、三个独立的片选2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1414片内存储器片内存储器 8K16位的位的Flash存储器存储器1K16位的位的OTP

6、型只读存储器型只读存储器L0和和L1：两块：两块4K16位的单口随机存储器位的单口随机存储器（SARAM）H0：一块：一块8K16位的单口随机存储器位的单口随机存储器M0和和M1：两块：两块1K16位的单口随机存储器位的单口随机存储器 自举只读存储器（自举只读存储器（Boot ROM）4K16位位2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1515第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构 2.2 2.2 C28xC28x的主要特性的主要特性 3 3指令系统指令系统 支持单指令重复和块指令重复操作支持单指令重复和块指令重复操作 支持存储

7、器块传送指令支持存储器块传送指令 支持支持32位长操作数指令位长操作数指令 具有支持具有支持2操作数或操作数或3个操作数的读指令个操作数的读指令 具有能并行存储和并行加载的算术指令具有能并行存储和并行加载的算术指令 支持条件存储指令及中断快速返回指令支持条件存储指令及中断快速返回指令 2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1616第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构 2.2 2.2 C28xC28x的主要特性的主要特性 4 4系统控制系统控制 具有软件可编程等待状态发生器具有软件可编程等待状态发生器 设有可编程分区转换逻辑电

8、路设有可编程分区转换逻辑电路 带有内部振荡器或外部时钟源的片内锁相环（带有内部振荡器或外部时钟源的片内锁相环（PLLPLL）发生器发生器 具有外部总线判断控制，以断开外部的数据总具有外部总线判断控制，以断开外部的数据总线、地址总线和控制信号线、地址总线和控制信号 数据总线具有总线保持器特性数据总线具有总线保持器特性 2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用17172022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用18182022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用1919 TMS320C28xTMS320C28x的结构是以的

9、结构是以5 5组组3232位总线和位总线和1 1组组2222位为核心，形位为核心，形成了支持高速指令执行的硬件基础。成了支持高速指令执行的硬件基础。 3个地址总线个地址总线PAB Program address bus. The PAB carries addresses for reads and writes from program space. PAB is a 22-bit bus.DRAB Data-read address bus. The 32-bit DRAB carries addresses for reads from data space.DWAB Data-writ

10、e address bus. The 32-bit DWAB carries addresses for writes to data space.2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2020The memory interface also has three data buses:PRDB Program-read data bus. The PRDB carries instructions or data during reads from program space. PRDB is a 32-bit bus.DRDB Data-read data b

11、us. The DRDB carries data during reads from data space. PRDB is a 32-bit bus.DWDB Data-/Program-write data bus. The 32-bit DWDB carries data during writes to data space or program space.2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2121第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构 ROM/FlashSARAMMemory-MappedRegisters外

12、设地外设地址总线址总线外设数外设数据总线据总线 Control BusPABDRABDWABPRDBDRDBDWEBExternalSignalsCPUOn-ChipPeripherals/Registers2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2222Access TypeAddress BusData BusRead from program spacePABPRDBRead from data spaceDRABDRDBWrite to program spacePABDWDBWrite to data spaceDWABDWDB2022-3-172022-

13、3-17DSPDSP技术及应用技术及应用23232022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2424PRDB Program-read data busPAB)PRDB2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2525DRDB Data-read data bus总线分别与不同功能内部单元相连接总线分别与不同功能内部单元相连接:如：如：CPU、程序地址程序地址产生逻辑产生逻辑PAGEN、数据地址数据地址产产生逻辑生逻辑 DAGEN、片内外设和数据存储器等。片内外设和数据存储器等。DWDB Data-/Program-write data bus

14、2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2626第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构 2.4 C28x的存储空间和存储器空间配置的存储空间和存储器空间配置 2.4.1 2.4.1 存储空间存储空间分成分成3个相互独立可选择的存储空间：（统一编址）个相互独立可选择的存储空间：（统一编址） 64K字（字（16位）的程序存储空间；位）的程序存储空间； 64K字（字（16位）的数据存储空间；位）的数据存储空间； 64K字（字（16位）的位）的I/O空间。空间。 程序存储空间：用来存放要执行的指令和指令执行中所需程序存储空间：用来存放要

15、执行的指令和指令执行中所需要的系数表要的系数表(数学用表数学用表)； 数据存储空间：数据存储空间：用来存放执行指令所需要的数据；用来存放执行指令所需要的数据； I/O存储空间：用来提供与外部存储器映射的接口，可以存储空间：用来提供与外部存储器映射的接口，可以作为外部数据存储空间使用。作为外部数据存储空间使用。2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2727第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构 2.4 C28x的存储空间和的存储空间和F2812的存储器映射的存储器映射 2.4.2 F2812的片内存储器：的片内存储器：所有所有C

16、28x芯片都含有片内芯片都含有片内RAM和和ROM。DARAM：由存储器内的一些分块组成。由存储器内的一些分块组成。 每个每个DARAM块在单周期内能被访问块在单周期内能被访问2次。次。 SARAM：由存储器分块组成。由存储器分块组成。 每个每个SARAM块在单周期内只能被访问块在单周期内只能被访问1次次。片内片内RAM ：DARAM和和SARAM既可以被映射到数据存储空间用既可以被映射到数据存储空间用来存储数据，也可以映射到程序空间用来存储程序来存储数据，也可以映射到程序空间用来存储程序代码。（代码。（ SARAM 单寻址单寻址RAM）片内片内ROM：主要存放固化程序和系数表。主要存放固化程

17、序和系数表。一般构成程序存储空一般构成程序存储空间，也可以部分地映射在数据存储空间。间，也可以部分地映射在数据存储空间。2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用28282022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用2929第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构 内部RAM总是映射到数据存储空间，但也可映射到程序存储空间。 ROM可以灵活地映射到程序存储空间，同时也可以部分地映射到数据存储空间。 存储空间的任何一种存储器都可以驻留在片内或片外。 2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及

18、应用3030第第2 2章章 TMS320C28xTMS320C28x的硬件结构的硬件结构2.2.4.3.1 4.3.1 程序存储空间程序存储空间1 1程序存储空间的配置程序存储空间的配置 程序存储空间可通过程序存储空间可通过PMST寄存器的寄存器的MP/MC和和OVLY控制位来设置内部存储器的映射地址。控制位来设置内部存储器的映射地址。 MP/MC控制位用来决定程序存储空间是否控制位用来决定程序存储空间是否使用内部存储器使用内部存储器。当当MP/ MC=0时，称为微计算机模式。时，称为微计算机模式。当当MP/ MC=1时，称为微处理器模式。时，称为微处理器模式。 2022-3-172022-3

19、-17DSPDSP技术及应用技术及应用3131DSP系列DSP类型特 性C28x32位定点150MIPS，3232位的乘法累加器，外设中断扩展模式，SCI、SPI、CAN、12位AD(80ns)、McBSP、watchdog、内部flash存储器，1.9V内核电压C24x16位定点40MIPS，1616位乘法累加器，中断控制器，EMIF接口，SCI、SPI、CAN、10位AD(375ns)、McBSP、watchdog、内部Flash存储器，3.3V内核电压C28x与与C24x的性能比较的性能比较2022-3-172022-3-17DSPDSP技术及应用技术及应用3232a、工作频率和供电n281x： 150MHz时，内核电压1.9V 135MHz以下，内核电压1.8Vn