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1、DSP总结：以下总结仅针对宁波大学DSP芯片技术及应用（通信类非控制类）这门课，个人根据重点、 考点总结的，用于期末复习（请结合课本以及PPT的例子），不足之处请见谅，基本能过就 是，如若其中有错请联系QQ： 493288964。还是建议您平时学点，理解为先！将该文章用于百度等兑换积分的行为是可耻的！第一章绪论（简介）1、DSP芯片特点：采用哈佛结构；多总线结构；流水线技术；专用的硬件乘法器；特殊的DSP指令；快速的 指令周期；硬件配置强；支持多处理器结构1）CPU是冯诺伊曼结构；DSP是数据和地址空间分开的哈佛结构。冯诺依曼结构：单存储空间；统一的程序和数据空间；共享的程序和数据总线；程序指
2、令 只能串行执行单指令周期：100ns，现在单指令周期为：10ns哈佛结构：双存储空间；程序存储器和数据存储器分开；程序总线和数据总线分开；独立编 址、独立访问改进型哈佛结构：双存储空间、多条总线；多条数据总线；高速缓冲器（重复指令，只需读 入一次）2）采用多总线结构：TMS320C54X： 4组总线；单机器周期内可完成的操作；3）流水线操作4）专用的硬件乘法器硬件乘法累加器是DSP区别于通用微处理器的一个重要标志MAC （乘累加）单元（独立的乘法器和加法器；单周期内完成一次乘法和一次加法运算；MPY,MAC,MACA, MACSU等指令）分类：工作时钟和指令类型：静态和一致性DSP芯片；用途
3、分：通用和专用型；数据格式 分：定点和浮点型2、DSP按数据格式分为定点型和浮点型定点DSP芯片:数据长度16位/24位TMS320C2000/5000/6000价格便宜、功耗较低、但运算精度稍低。浮点 DSP 芯片:数据长度 32 位/40 位MS320C3X/4X/VC33/C67X/C8X价格稍贵、功耗较大、但运算精度高。3、芯片简介TMS320VC5416PGE160主处理器芯片的性能:频率:160MHz速度:160MIPS周期:6.25ns第二章：TMS320C54X的硬件结构1、C54X：为低功耗,高性能而专门设计的16位定点DSP芯片C54基本结构：中央处理器（CPU）、内部总线
4、结构、存储器、片内外设。D(15-0) A(15-0)17 x 17MPY40-Bit ALU40-Bit AdderCMPS Operator (Viterbi Accelerator)Round, SaturateEXP EncoderMACALU40-Bit Barrel40-Bit ACC A(-16, 31)40-Bit ACC BAccumulatorsShifterAddressing Unit8 Auxiliary Registers2 Addressing UnitsIEEE 1149.1 Std.Test/EMU1、Note: The LC542 and *LC543 ar
5、e available with one of two different PLL options. 内部总线结构8组16-bit总线1组程序总线:PB （传送从程序存储器来的指令代码和立即数）3组数据总线:DB、CB、EB （CB和DB总线传送从数据存储器读出的操作数。EB总线传送写入存储器中的数据）对应的4组地址总线：PAB、DAB、CAB、EAB：提供执行指令所需的地址2、中央处理单元（CPU）CPU主要包括以下几部分:40位的算术逻辑单元（ALU）2个40位累加器ACCA、ACCB40位桶形移位寄存器乘累加单元（MAC）比较、选择和存储单元（CSSU） 指数编码器CPU状态和控制寄存器
6、1）两个40位累加器A和B；既可作为ALU或MAC的输入源，也可存放运算结果；累加器A和B的区别：累加器A的1632位能被用作乘法-累加单元中的乘法器输入, 而累加器B不行累加器的各部分AG,BG,AH,BH,AL,BL都是存储器映象寄存器，可使用寄存器寻址方式2）算术逻辑单元（ALU）完成多数算术逻辑运算：由1个40位的ALU和2个40位累加器完成多数算术逻辑运算指令都是单周期指令ALU的输入和输出：X输入源、Y输入源。X输入源（桶形移位寄存器、数据总线DB 的操作数）、Y输入源（暂存器T、累加器A/B、数据总线CB的操作数）SXM :符号位扩展方式控制位ALU对输入数据的预处理受SXM值的
7、影响：当数据存储器操作数在低16位时：SXM=O，高位用0填充（进行无符号数运算）；SXM=1，高位进行符号扩展（带符号数运算） 当数据存储器操作数在高16位时：SXM=0,高位用0填充，低16位用0填充；SXM=1,高位进行符号扩展，低16位用0填充 对16位数:最大正数为7FFFH,最小负数为8000H对32位数:最大正数为7FFF FFFFH,最小负数为8000 0000HCMPS src, Smem比较src累加器高端和低端两个16位二进制补码的大小，将较大值放入Smem存储器中. EXP编码器：支持指数运算指令的专用硬件电路EXP指令：说明:计算src的指数值并以二进制补码形式存放于
8、T寄存器中.（TS:D0D5） 举例：1.A=FF FFFF FFCBH,执行EXP A指令后A和T的值分别为多少？ A= FF FFFF FFCBH, T=0019HEXP常与NORM联合使用,实现累加器的归一化（定点数的定标）。NORM 指令： NORM src , dst功能：（src） TS,结果存放在dst中。例一：EXP ANORM A假设A=FF FFFF F001H,以上两条指令执行后，A和T的值分别为多少？T=0013H A=FF 8008 0000H例二：NORM B, A若 A=FF FF8F F302H, B =21 0A0A 0A0AH,T= FFF9H思考：执行后A
9、、B及T的值？A=00 4214 1414H B =21 0A0A 0A0AHT= FFF9H3）乘累加单元MAC单元由以下部分组成：乘法器,40位的专用加法器,带符号/无符号输入控制,暂存器（TREG），小数控制（FRCT）, 零检测器，舍入器（二进制补码）和溢出/饱和逻辑.FRCT:小数相乘方式控制位当FRCT=1时,乘法结果左移1位，消去多余的符号位，相应的定标值加1 乘法器的两个输入：例：MACP Smem,pmad,src MACA Smem,B4）CPU状态和控制寄存器C54x有三个16位的状态和控制寄存器状态寄存器ST0状态寄存器ST1处理器工作方式状态寄存器PMSTST0、ST
10、1中包含各种工作条件和工作方式的状态PMST中包含存储器的设置状态和其他控制信息ST0：ARPTCCOVAOVBDP反映寻址要求和计算的中间运行状态ARP:辅助寄存器指针（AR0AR7）TC:测试/控制标志位如：CMPM Smem, #lkBC again,NTCC:进位标志，加法进位时，置1；减法借位时，清0OVA/OVB:累加器A/B的溢出标志当运行结果送入累加器A或B中且发生溢出时，OVA或OVB置1。 DP：数据存储器页指针，对应16位数据存储器地址的高9位（基地址） 如：Id #4,dpst #1,1;指令中给出低7位地址（偏移地址）ST1：反映寻址要求，计算的初始状态设置，I/O及
11、中断控制。BRAF:块重复操作标志位（RPTB指令）CPL：直接寻址选用何种指针,SP（CPL=1）或DP（CPL=0）XF：控制XF通用外部I/O引脚输出状态，可对XF进行复位和置位INTM :置1,关闭所有可屏蔽中断OVM：累加器是否溢出保护，置1 （要保护）。SXM：符号位扩展方式控制位，控制进行无符号数运算还是带符号数运算。C16:双精度/双16位运算方式，置1 （双16位）。FRCT：小数方式控制位。ASM：累加器移位方式控制位（5位）。PMST：15-76543210IPTRMP/MC OVLY AVIS DROM CLKOFF SMULt SSTt I设置并控制处理器的工作方式I
12、PTR:中断向量指针，决定中断向量表起始地址的高9位。复位时,FF80H3、存储器（片内存储器）包括片内 ROM、DARAM、SARAMDARAM:双访问RAM单机器周期内可被访问2次女口： MAC Xmem, Ymem, srcSARAM:单访问RAM 机器周期内只能被访问1次 片内DARAM和SARAM可映射到数据空间或程序空间CPU在单周期内可执行4次存储操作：1次取指、2次读操作数和1次写操作数 并行结构、多总线及片内RAM的双寻址能力4、存储器空间：C54x DSP具有三个独立的空间程序空间:随地址线根数不同而不同。如:16根（64K）, 20根（1M,C5402）, 23根（8M,
13、C5416）数据空间:64K程序空间:64KI/O 空间:64K片内、片外数据空间统一编址!片内、片外程序空间统一编址!HexM00Page 0 ProgramHex0000Page 0 ProgramHexU000Data007FU080Reserved(OVLY = 1External(OWLY = 0Reserved(OVLY = 1)ExtBmal(OWLY = 0005FDD60Memory MappedRegistersM7FOOBD007F00B0On-Chip DARAM(ovEy = 11Extenul(OVL = -O|On-Chip DAF1AM(OVEy = 11Ext
14、ernal(OVLY = 0On-Chip DARAM|1fiKKl6-bits)3FFF40003FFF3FFF4000ExternalExternalExternalEFFFFOODEFFFFOOD1）程序存储空间：存放指令、C5 416： 8M字的空间， 与程序寻址相关的寄二:程序计数器PC：立即数和整个程序空 存器：FFOO饰常霜兆字间分成128页（XPC=0127） 每ROM (DROM=11 orExlarnal |DROM=0) 页均64K字FF7F的16位寄存器 ，顺序执行时F包含程序存储器地址控制程序的运行过程匸|扩展程序计数器XPC（7位寄存器）InterruptsPC = PC+1FEFFFFMFFFFRenrad (DROM=1|or Extemjl DROM=0|程序长转移时,PC=te序存储器地址（015）XPC=程序存储器地址（1622）。 内部ROM：不同型号的芯片内部ROMC5402:0 Mode)有4K字的片内ROM映射到程序空间的F000HFFFFH:高2千字由TI定义（F800HFFFFH）,图2.5.3F800H：引导程序FF80H：中断向量表2）数据存储空间：用来存储数据：包括需处理的数据和数据处理的中间结果。空间的配置：共64K字DROM标
