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1、第2章:TMS320LF240x DSP内部资源介绍 2.1 TMS320LF240x DSP的CPU内部功能 模块介绍 2.2 存储器和I/O空间 2.3 系统配置和中断 2.4 程序控制2.1 TMS320LF240x DSP的CPU 内部功能模块介绍 中央处理单元(CPU) 输入定标移位器 乘法单元 中央算术逻辑单元2.1.1 输入定标移位器 是一个16位到32位的滚动式左向移位器； 能将输入的16位数据的0 15位在本周期内向左移位以 得到32位的输出； 本操作不需要额外的周期。 移位器的输入来源 数据读总线(DRDB)，该输入值来自指令操作数据所引用的数据存储单元； 程序读总线(PR
2、DB),该输入是指令操作数给出的常数。 输入移位器的输出值 最低有效位LSBs段填0； 未使用的最高有效位MSBs填0或者根据状态寄存器 ST1的SXM位的值来确定是否需要进行符号扩展2.1.2 乘法器 1616位的硬件乘法器，在单个周期内产 生一个32位乘积结果的有符号或无符号数 ； 除了MPYU指令，所有的乘法指令都执行 有符号的乘法操作。 乘法器的输入 16位临时寄存器 (TREG)，在乘法之前把数据读总线的值 加载到TREG； 数据读总线的数据存 储器值和程序读总线 的程序存储器值。 乘法器的输出 两个输入值相乘后的32位结果保存在乘积寄存 器(PREG)中； PREG的输出连接到32
3、位的乘积定标移位器 (PSCALE)，通过 PSCALE将乘积结果送 到CALU或数据存储器。 乘法定标移位器(PSCALE)输入：该移位器的32位输入练到PREG的输出。输出：完成移位后，全部32位送到CALU，或将结果的16位存到数据存储器。移位模式：该移位器可用4种移位模式，这些模式由状态寄存器ST1的乘积移位方式(PM)位确定。注：PREG的内容保持不变，其值被复制到PSCALE中，进行移位。PM移位说明00不移位乘积结果没有移位地送到CALU单元或数据总线01左移1位移去在一次2的补码乘法运算中产生的1位附加符号位，以得到一 个Q31的乘积 10左移4位当与一个13位的常数相乘时，移
4、去在1613位的2的补码乘法运算 中产生的4位附加符号位，以生成一个Q31的乘积 11右移6位对乘积结果进行定标，以使得运行128次的乘积累加器不会溢出 乘法器相关指令及操作 用LT指令将数据从数据总线载入TREG提供1操作数， MPY指令提供第2个操作数或从数据总线上得到。 使用MPY指令时，可以对一个13位的立即数进行操作，每两个指令周期得到一个乘积。 代码执行多路乘法和乘积求和运算时，CPU支持流水线操作。指令操作LT把通过CALU得到的前次乘积结果装载到TREGLTP把PREG的值装载入ACCLTA把PREG的值加载到ACCDMOV,LT D把PREG的值加到ACC，移位TREG输入数
5、据到数据存储器的下一地 址 LTS从ACC中减去PREG的值 乘且累加并带动数据移动指令MAC和MACD充分利用了乘法器的计算宽度，允许两个操作数被同时处理。 无符号乘法运算MPYU指令执行大大方便了用于扩展精度的算术运算。 存储乘积的高字节指令SPH和低字节指令SPL，可将装 入PREG的32位乘积结果传送到CALU单元或数据存储器。 在执行中断服务程序前必须对PREG的值进行保存。2.1.3 中央算术逻辑部分 中央算术逻辑单元 (CALU)：实现各种算术、逻辑功能； 32位累加器(ACC)：接收 来自CALU的输出，并可 以根据进位位(C)的值来实现移位； 输出移位器：将ACC的高位字和低
6、位字在送入 数据存储器之前进行移 位。 中央算术逻辑单元(CALU) 运算功能：16位加、16位减、布尔逻辑操作、位测试、移动和循环。 输入：一个由累加器提供，另一个由乘积定标移位 器或输入数据定标移位器提供。 输出：其结果送至32位累加器，进行移位。 相关状态位：符号扩展模式位SXM(ST1第10位)确 定CALU是否进行符号扩展。SXM=0，抑制符号扩 展；SXM=1，进行符号扩展。 累加器(ACC) 功能：对送到ACC的CALU的运算结果进行单个移位和循环操作。 输入：CALU的运算结果。 输出：ACC的高16位和低16位中任何一个都可送到输出定标移位器，经定标移位后存入数据存储器。 相
7、关状态位状态位状态寄存 器说明进位位CST1第9位C=0:减结果产生借位/加结果未产生进位；C=1:加结果产生进位/减结 果未产生借位；左移或左循环，ACC最高位送至C，否则最低位送至C 。溢出方式位OVMST0第11位决定ACC如何反映算术运算的溢出。OVM=1:正溢出，ACC填充最大 正数，否则填充最大负数；OVM=0:正常溢出。溢出标志位OVST0第12位ACC未发生溢出时，OV=0；否则OV=1且被锁存。测试/控制标志位TCST1第11位根据被测试位的值，该位被置0或1。 输出定标移位器 将累加器输出的内容左移07位，移动位数由存 储器指令指定，然后用SACH或SACL指令将移位器中
8、的高位字或低位字保存到数据存储器中，ACC的内容不变。2.1.4 辅助寄存器算术逻辑单元(ARAU) 在CALU操作的同时执行8个辅助寄存器(AR7AR0)上的算术运算。 8个辅助寄存器提供了灵活而有效的间接寻址。 通过把数值07写入状态寄存器ST0第3位的辅助寄存 器指针(ARP)，选择一个辅助寄存器作为当前AR。 当前AR存放被访问的数据存储器的地址，根据指令 的需要分别向数据读/写地址总线读/写数据，使用完 该数据后，当前AR的内容可以被ARAU增减，可实 现无符号16位算术运算。 ARAU可执行的操作 将辅助寄存器值增、减1，或 者增、减一个变址量(借助任 何支持间接寻址的指令)。 使
9、辅助寄存器的值加/减一个 常数(ADRK/SBRK指令)，该 常数是指令字的低8位。 将AR0的内容与当前AR的内 容进行比较，并把结果放入 状态寄存器ST1的测试/控制 位TC(CMPR指令)。结果经 数据写总线DWEB传送到TC 。 辅助寄存器的用途 数据存储器地址存储 器； 通过CMPR指令，使 辅助寄存器支持条件 分支、调用及返回； 用作暂存单元； 用作软件计数器，按 需要对其进行加、减 。2.1.5 状态寄存器 两个状态寄存器ST0和ST1，含有各种状态和控制位； 可保存在数据存储器，也可从数据存储器加载，可以保存和恢复子程序的机器状态； 加载状态寄存器LST指令写ST0和ST1，保
10、存状态寄存器SST指令读ST0和ST1； INTM位不受LST指令的影响； 寄存器中每一位均可由SETC和CLRC指令单独置位和清0。 ARB辅助寄存器指针缓冲器：当ARP被加载到ST0，除了使用LST指令外，原有的ARP值被复制到ARB中；当通过LST #1指令加载ARB时，把相同的值复制到ARP。 ARP辅助寄存器指针：ARP选择间接寻址时使用的当前AR；当ARP被加载时，原有的ARP值被复制到ARB寄存器中；在讲解寻址时，ARP可由存储器相关指令改变，也可由LARP、MAR和LST指令改变；当执行LST #1时，ARP也可加载与ARB相同的值。 OV溢出标志位：该位锁存的值指出CALU是
11、否发生了溢出；发生溢出，OV=1，直到复位、溢出时条件转移、无溢出时条件转移或LST指令执行时才被清0。 OVM溢出方式位：该位决定如何管理CALU的溢出。SETC和CLRC指令分别可将该位置1或清0；LST指令也可修改该位；OVM=0，ACC结果正常溢出；OVM=1，根据发生的溢出，把ACC置为最大正值或负值。 CNF片内DARAM配置位：CNF=0，可配置双口RAM被映射 到数据存储空间；CNF=1，可配置双口RAM被映射到程序； 该位可通过SETC、CLRC和LST指令修改；RS复位时该位清 0。 TC测试/控制标志位：TC=1，由BIT或BITT指令测试位为1； 利用NORM指令测试时
12、，ACC的2个最高有效位“异或”为真； CMRP所测试的当前AR和AR0之间的比较条件成立。 INTM中断模式位：该位用来允许或禁止所有可屏蔽中断。通过SETC和CLRC指令置1或清0；该位不影响不可屏蔽中断RS和NMI；LST指令不影响该位；发生中断及复位时置1；INTM=0，允许全部没有被屏蔽的中断；INTM=1，禁止全部没有被屏蔽的中断。 DP数据存储器页指针：当指令使用直接寻址方式时，这个9位的DP寄存器与指令寄存器的低7位一起形成一个完整的数据存储器16位地址。LST和LDP指令可修改该字段。 SXM符号扩展模式位：SXM=1数据通过定标移位器传送到累 加器时产生符号扩展，SXM=0
13、抑制符号扩展；该位不影响某 些指令的基本操作，如ADDS指令不管SXM位的状态如何都抑 制符号扩展；通过SECT、CLRC和LST指令对该位进行置1、 清0和加载；复位时该位置1。 C进位位：C=1，加法结果产生进位或减法结果未产生借位； C=0，反之；移位16位的ADD指令只能使C位置1，SUB指令 只能使C位清0，不会对C位产生其他影响；移1位、循环指令 、SETC、CLRC和LST指令均影响该标志位；条件转移、调 用和返回指令可根据C的状态执行；复位时该位置1。 XF引脚状态位：该位确定通用输出引脚XF的状态；通过 SECT、CLRC和LST指令对该位进行置1、清0和加载；复 位时该位置
14、1。 PM乘积移位模式：该位决定PREG的值是送往CALU或数据 存储器时如何移位；SPM和LST指令可以对该位加载；复位 时该位清0。PM=00，乘法器32位乘积不经移位送到CALU或数据存储 器；PM=01，送到CALU之前，PREG的输出左移1位(低位 填0)；PM=10，送到CALU之前，PREG的输出左移4位(低 位填0)；PM=11，PREG输出进行符号扩展右移6位。 注：PREG的内容保持不变，其值被拷贝到乘积移位器中进行 移位。2.2 存储器和I/O空间 增强的哈佛结构，三组并行总线 程序地址总线(PAB) 数据读地址总线(DRAB) 数据写地址总线(DWAB) 三个可独立选择
15、的空间 程序存储器(64K字) 数据存储器(64K字) I/O空间(64K字)注意:LF240x DSP的所有片内外设的寄存器均映射在数据存储器空间。2.2.1 程序存储器 保存程序代码及数据表信息和常量 寻址范围为64K，包括片内DARAM和片内FLASH 访问片外程序地址空间时，DSP自动产生一个访问外部 程序地址空间的信号PSLF2407的程序存储器空间映射图 决定程序存储器的配置两个因素 CNF位。CNF位是状态寄存器ST1的第12位，决定DARAM中 的B0块配置在数据存储器空间，还是配置在程序存储器 空间。 CNF=0，256字的B0块被映射到数据存储器空间。 CNF=1，256字
16、的B0块被映射到程序存储器空间。复位时，CNF0，B0块被映射到数据存储器空间。 MP/MC#引脚。该引脚决定是从片内Flash读取指令，还 是从外部程序存储器读取指令。 MP/MC#=0:微控制器方式。此时访问的是片内程序存 储器（片内Flash）0000h-7FFFh空间。 MP/MC#=1:微处理器方式。此时访问的是片外程序存 储器的0000h-7FFFh空间。 注：无论MP/MC#引脚为何值，LF240xDSP都是从程序 存储器空间的0000h单元开始执行程序。2.2.2 数据存储器 寻址范围64K字：前32K字（0000h-7FFFh）是内部数据 存储器空间,包括了DARAM和片内外设的映射寄存器； 后32K
