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1、DSP原理与应用原理与应用The Technology & Applications of DSPs夏明超夏明超 郝瑞祥郝瑞祥 万庆祝万庆祝DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日2第三章第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置结构和存储器配置l第第3.1节节 发展历史发展历史l第第3.2节节 TMS320F28335 CPU结构结构l第第3.3节节 TMS320F28335 存储器配置与存储器配置与IOl第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式l习题习题DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日3第第3.1节节 发展历史发展历史DSP原理
2、与应用原理与应用2024年年7月月29日日4第第3.1节节 发展历史发展历史DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日5第三章第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置结构和存储器配置l第第3.1节节 发展历史发展历史l第第3.2节节 TMS320F28335 CPU结构结构l第第3.3节节 TMS320F28335 存储器配置与存储器配置与IOl第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式l习题习题DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日6第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构主要参考资料：主要参考资料：1.TMS320C28
3、x CPU and Instruction Set Reference Guide(spru430e) 2.2.TMS320F28335, TMS320F28334, TMS320F28332 Digital Signal Controllers (DSCs) Data Manual(SPRS439B)DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日7第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日8第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日9第第3.2节节 TMS
4、320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日10第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日11第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日12l150MHz，1.9V内核，内核，3.3V IOl32位位CPU,32位位FPU,16*16 32*32 乘法器乘法器l6路路DMA通道通道l32位外部接口位外部接口lRAM,FLASH,可外扩可外扩Boot ROMl88路复用路复用IOl128位加密锁位加密锁l18路路PWM输出，
5、输出，6个事件捕捉器个事件捕捉器l3个独立个独立32位定时器位定时器l2路路CAN,3路路SCI,2路路SPI,1路路I2Cl16路路12位位80ns AD转换器转换器l支持支持C/C+编程编程,低功耗模式低功耗模式第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日13第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日14第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日15C28X内核：内核：程序和数据控制逻辑程序和数据
6、控制逻辑实时仿真接口实时仿真接口地址寄存器算术逻辑单元地址寄存器算术逻辑单元算术逻辑单元算术逻辑单元(ALU)乘法单元及并行处理乘法单元及并行处理预取指队列及指令译码单元预取指队列及指令译码单元程序和数据地址生成器程序和数据地址生成器中断处理单元中断处理单元DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日16C28X内核内部寄存器：内核内部寄存器：l32位中央算数逻辑单元l32位累加器ACC:AH,ALl32位输出移位器l32位乘法输入寄存器XT(T,TL)l32位辅助寄存器XAR0XAR7(AR0AR7)l32位乘积结果寄存器P(PH,PL)l16位数据页指针寄存器、中断标志寄存器、中断
7、使能寄存器、堆栈指针SP、状态寄存器ST0、ST1第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构中央算数逻辑部分DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日1732位中央算数逻辑单元，位中央算数逻辑单元，32位累加器，位累加器，32位输出移位输出移位器位器l中央算数逻辑单元中央算数逻辑单元(CALU)：+，-，&，|，位测试，位测试一个固定输入是累加器一个固定输入是累加器另一个来自输入移位器或乘法移位器另一个来自输入移位器或乘法移位器l累加器累加器(ACC):接收接收CALU的输出的输出,可进行移位可进行移位(ADD,ADDC)l输出移位器输出移位器:输出移位后的输出移位后的
8、ACC内容，并存到数据内容，并存到数据内存中内存中第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日18第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日19lC28X核的核的16位乘法单元位乘法单元16位临时寄存器位临时寄存器(T)16X16乘法单元乘法单元32位乘积寄存器位乘积寄存器乘积移位器：乘积移位器：受受PM控制控制 左移左移 0 1 右移右移 1 2 3 4 5 6第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29
9、日日20第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构lC28X核的核的16位乘法单元位乘法单元32位临时寄存器位临时寄存器(XT)32X32乘法单元乘法单元32位乘积寄存器位乘积寄存器乘积移位器：乘积移位器：受受PM控制控制 左移左移 0 1 右移右移 1 2 3 4 5 6DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日21移位寄存器：移位寄存器：64位，可接受位，可接受16、32或或64位数位数据输入，左移据输入，左移016位，对齐成位，对齐成32位后送给位后送给CALU。l移位次数：移位次数：由指令字中的常数：由指令字中的常数：ADD dma,shfit (ADD 1,1
10、)由由TREG低低4位：位：ADDT dma(ADDT 127)l移位方式：移位方式：SXM=0SXM=1第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日22辅助寄存器：辅助寄存器：XAR0XAR7(AR0AR7), ARAUlXAR0XAR7:间接寻址间接寻址CMPR用于条件分支用于条件分支/调用调用/返回返回用作暂存用作暂存软件计数器软件计数器lARAU:对对XAR内容进行内容进行+-实现实现XAR0内容和当前内容和当前XAR的比较的比较第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年
11、7月月29日日23状态寄存器：状态寄存器：ST0:LST #0,dmalOVC/OVCU:溢出计数溢出计数lPM:乘积结果移位计数乘积结果移位计数lV:溢出标志溢出标志lN:负值标志负值标志lZ:结果为结果为0标志标志lC:进位进位(借位借位)标志标志lTC:测试标志测试标志(TBIT指令指令)lOVM:溢出模式控制溢出模式控制lSXM:符号位扩展模式控制符号位扩展模式控制第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日24状态寄存器：状态寄存器：ST1:LST #1,dmalARP:当前当前AR选择选择lXF:XF状态状态lM0M1
12、MAP:M0M1内存块映射模式内存块映射模式lOBJMODE:是否兼容是否兼容C27代码代码lAMODE:地址模式位，同地址模式位，同PAGE0配合配合lIDLESTAT:空闲状态标志空闲状态标志lEALLOW:仿真器使能位仿真器使能位第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日25状态寄存器：状态寄存器：ST1:LST #1,dmalLOOP:在循环中在循环中lSPA:堆栈边界对齐方式堆栈边界对齐方式lVMAP:中断向量表映射模式位中断向量表映射模式位0-03F,1-3FFFC03FFFFFlPAGE0:PAGE0寻址模式寻址模
13、式lDBGM:调试使能标志调试使能标志lINTM:全局中断屏蔽位全局中断屏蔽位第第3.2节节 TMS320F2833X CPU结构结构DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日26第三章第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置结构和存储器配置l第第3.1节节 发展历史发展历史l第第3.2节节 TMS320F28335 CPU结构结构l第第3.3节节 TMS320F28335 存储器配置存储器配置与与IOl第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式l习题习题DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日27第第3.3节节 TMS320F2833X 存
14、储器配置与存储器配置与IO低低64kDSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日28高高64k第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IODSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日29第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IO256k FlashDSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日30第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IOFlashDSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日31外接存储空间扩展：外接存储空间扩展：XZCS6:0X10000017FFFF第第3.3节节
15、 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IODSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日32扩展扩展(外部外部)读时序读时序第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IODSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日33扩展扩展(外部外部)写时序写时序第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IODSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日34第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IOGPIO:3种复用功能种复用功能方向方向数据数据DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日3
16、5第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IOGPIO有关寄存器有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF复用复用方向方向上拉上拉控制控制品质品质DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日36第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IOGPIO有关寄存器有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF复用：复用：GPxMUXn决定该决定该GPIO管脚具体功能管脚具体功能方向：方向：GPxDIR决定作为决定作为GPIO时是输入还是输出时是输入还是输出上拉：内部上拉机制是否有效上拉：内部上拉机制是否有效控制
17、：品质控制是否有效控制：品质控制是否有效品质：输入信号电平品质品质：输入信号电平品质:3或或6个同步时钟周期不变个同步时钟周期不变DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日37第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IOGPIO有关寄存器有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF品质：输入信号电平品质品质：输入信号电平品质:3或或6个同步时钟周期不变个同步时钟周期不变DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日38第第3.3节节 TMS320F2833X 存储器配置与存储器配置与IOGPIO有关寄存器有关寄存器: 0x00006F8
18、0 - 0x00006FFFGPxDAT:数据，作为输入时的管脚状态数据，作为输入时的管脚状态GPxSET:设定，作为输出时的管脚状态设定，作为输出时的管脚状态GPxCLEAR:清清0，作为输出时置，作为输出时置0GPxTOGGLE:置置1，作为输出时置，作为输出时置1DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日39第三章第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置结构和存储器配置l第第3.1节节 发展历史发展历史l第第3.2节节 TMS320F28335 CPU结构结构l第第3.3节节 TMS320F28335 存储器配置与存储器配置与IOl第第3.4节节 TMS320F
19、28335寻址方式寻址方式l习题习题DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日40第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式C程序与汇编程序与机器码的对应程序与汇编程序与机器码的对应: int a10,b10;scale(int k) int i; for( i=0; i指令译码指令译码-取取操作数操作数-执行顺序执行执行顺序执行.根据指令译码结果根据指令译码结果,决定后续的决定后续的PC值值,即即后续的指令取指位置后续的指令取指位置.例如例如: ADD #4000h,2 对应的程序存储段内对应的程序存储段内容容: 1 0010 00000第第3.4节节 TMS320F
20、28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日42寻址模式控制位寻址模式控制位:AMODE ST1.8控制寻址模式控制寻址模式AMODE=0,16位寻址模式，与大多数位寻址模式，与大多数C2000兼容。兼容。AMODE=1,32位寻址模式位寻址模式第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日43寻址寻址: 取操作数、数据或取操作数、数据或IO内容内容立即数寻址方式立即数寻址方式直接寻址方式直接寻址方式堆栈寻址方式堆栈寻址方式间接寻址方式间接寻址方式寄存器寻址方式寄存器寻址方式第第3.4节节 TMS3
21、20F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日44立即数寻址方式立即数寻址方式: 通过指令中的立即数直接访问数据通过指令中的立即数直接访问数据/程序程序/IO空空间，方法：间，方法：*16位立即数位立即数例如：例如：MOVloc16, *0100; 地址地址0100h的内容放到的内容放到loc16中中第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日45直接寻址方式直接寻址方式: 利用利用DP作为数据页面指针，指令中带作为数据页面指针，指令中带6或或7位偏移量访问该页面内存储单元。位偏移量访问该页面
22、内存储单元。例如：例如：MOVW DP,#VarA;ADD AL,VarA ;第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日46堆栈寻址方式堆栈寻址方式: 使用使用SP(堆栈指针堆栈指针)，指令中带，指令中带6位偏移量，位偏移量，从堆栈指针处减去此偏移量作为要访问的存从堆栈指针处减去此偏移量作为要访问的存储单元地址。储单元地址。例如：例如： ADD AL,*SP5 ; 从当前栈顶从当前栈顶-5的位置取值加到的位置取值加到ALMOV *-SP8,AL ; 将将AL内容存到当前栈顶内容存到当前栈顶-8的位的位置置第第3.4节节 TMS3
23、20F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日47间接寻址方式间接寻址方式: 利用辅助寄存器利用辅助寄存器XAR0XAR7保存数据单元保存数据单元地址地址,可访问数据段的任一单元可访问数据段的任一单元:当前当前XAR用用*例如例如:MOVL XAR2,#Array1MOVL XAR3,#Array2MOV AR0,#N1Loop:MOVL ACC,*XAR2+MOVL *XAR3+,ACCBANZ Loop,AR0第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日48间接寻址方式选项和操作数间接寻址
24、方式选项和操作数: 选项(对当前当前AR的的值)符号符号例子例子不增不减*ARnLXT *XAR1执行前AR内容增1*+ARnLXT *+XAR1执行后AR内容增1*ARn+LXT *XAR1+执行前AR内容减1*-ARnLXT *-XAR1执行后AR内容减1*ARn-LXT *XAR1-加变址量*+ARnARn*+ARnbLXT *+XAR1AR0减变址量*-ARnARn*-ARnbLXT *-XAR1AR0反向进位加变址量*BR0+LXT *BR0+反向进位减变址量*BR0-LXT *BR0-第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月
25、月29日日49间接寻址方式选项和操作数间接寻址方式选项和操作数:反向进位加反向进位加/减减(reverse carry propagation) AR0 = AAAAh=1010 1010 1010 1010b则实际则实际+/-为为 5555h = 0101 0101 0101 0101b第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日50第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日51寄存器寻址方式寄存器寻址方式: 访问寄存器内容：直接使用寄存器内的值访问寄存器内容：直
26、接使用寄存器内的值方法为：方法为：寄存器名，例如寄存器名，例如ACC可用寄存器：可用寄存器：ACC,P,XT,XARn,例如：例如：MOVL XAR6,ACC; 把把ACC的值放入的值放入XAR6MOVL ACC,XT; 把把XT的值放入的值放入ACCADDL ACC,ACC; ACC = ACC + ACC第第3.4节节 TMS320F28335寻址方式寻址方式DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日52习题习题l1. 请查找资料选择合请查找资料选择合适的适的RAM芯片，在芯片，在0X20 0000开始扩展开始扩展1M*16的的RAM，完成，完成扩展扩展RAM的原理图：的原理图：
27、要求有完整的芯片引要求有完整的芯片引脚连接关系，并提供脚连接关系，并提供该芯片型号及关键参该芯片型号及关键参数资料。数资料。建议：学习使用建议：学习使用Protel等等EDA工具进行原理工具进行原理图绘制。图绘制。DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日53习题习题l2.在进行在进行RAM扩展或外部扩展或外部IO访问时，如果外部设访问时，如果外部设备备(外部外部RAM或或IO设备设备)较慢，如何解决这个问题？较慢，如何解决这个问题？l3.试比较几种寻址方式的异同，分析他们的优缺点，试比较几种寻址方式的异同，分析他们的优缺点，并举例说明其适用场合。总结哪些指令可以使用哪并举例说明其适
28、用场合。总结哪些指令可以使用哪种寻址方式。种寻址方式。DSP原理与应用原理与应用2024年年7月月29日日54参考文献l1.TMS320F/C24x DSP Controllers CPU and Instruction Set Reference Guidel2.TMS320F/C240 DSP Controllers Peripheral Library and Specific Devices Ref. Guide (Rev. D)l3.TMS320LF240xA DSP Controllers System and Peripherals Reference Guidel4.l5.l6.l7.DSP原理与应用原理与应用第二讲第二讲 TMS320 24XCPU和存储器配置和存储器配置北京交通大学电气工程学院 夏明超鸣谢: 张毅刚 哈尔滨工业大学
