第2章DSP控制器总体结构

第2章DSP的硬件结构DSP的硬件结构：DSP与标准微处理器有许多共同的地方，都是由CPU、存储器、总线、外设、接口、时钟组成。

从广义上讲，可以说DSP是一种CPU。

但DSP和一般的CPU 又有不同， DSP有自己的一些独特的特点，比如采用哈佛结构、流水线操作、独立的硬件乘法器、独立的DMA总线和控制器等。

Von Neuman结构与Harvard结构：Harvard结构：程序与数据存储空间分开，各有独立的地址总线和数据总线，取指和读数可以同时进行，从而提高速度，目前的水平已达到90亿次浮点运算/秒（9000MFLOPS）。

MIPS--Million Instruction Per SecondMFLOPS--Million Floating Operation Per Second流水操作（pipeline）：独立的硬件乘法器：在卷积、数字滤波、FFT、相关、矩阵运算等算法中，都有A(kB(n-k一类的运算，大量重复乘法和累加。

通用计算机的乘法用软件实现，用若干个机器周期。

DSP有硬件乘法器，用MAC指令（取数、乘法、累加）在单周期内完成。

独立的DMA总线和控制器：有一组或多组独立的DMA总线，与CPU的程序、数据总线并行工作，数据的传递和处理可以独立进行，DMA内部总线与系统总线完全分开，避开了总线使用上的瓶颈。

在不影响CPU工作的条件下，DMA速度已达800Mbyte/s。

CPU:通用微处理器的CPU由ALU和CU组成，其算术运算和逻辑运算通过软件来实现，如加法需要10个机器周期，乘法是一系列的移位和加法，需要数十个机器周期。

DSP的CPU设置硬件乘法器，可以在单周期内完成乘法和累加.移位:通用微处理器的移位，每调用一次移位指令移动1-bitDSP可以在一个机器周期内左移或右移多个bit，可以用来对数字定标，使之放大或缩小，以保证精度和防止溢出；还可以用来作定点数和浮点数之间的转换.溢出:通用CPU中，溢出发生后，设置溢出标志，不带符号位时回绕，带符号位时反相，带来很大的误差DSP把移位输出的最高位（MSB）存放在一个位检测状态寄存器中，检测到MSB=1时，就通知下一次会发生溢出，可以采取措施防止.数据地址发生器（DAG）:在通用CPU中，数据地址的产生和数据的处理都由ALU来完成在DSP中，设置了专门的数据地址发生器（实际上是专门的ALU），来产生所需要的数据地址，节省公共ALU的时间.外设（peripherals）:时钟发生器（振荡器与PLL）定时器（Timer）软件可编程等待状态发生器通用I/O同步串口（SSP）与异步串口（ASP）JTAG扫描逻辑电路（IEEE 1149.1标准便于对DSP作片上的在线仿真和多DSP条件下的调试’C54x的内部结构:中央处理器CPU 、内部总线控制、特殊功能寄存器、数据存储器RAM 、程序存储器ROM、I/O功能扩展接口、串行口、、主机通信接口HPI、定时系统、中断系统。

第2章DSP的硬件结构DSP的硬件结构：DSP与标准微处理器有许多共同的地方,都是由CPU、存储器、总线、外设、接口、时钟组成。

从广义上讲，可以说DSP是一种CPU。

但DSP和一般的CPU 又有不同， DSP有自己的一些独特的特点，比如采用哈佛结构、流水线操作、独立的硬件乘法器、独立的DMA总线和控制器等。

Von Neuman结构与Harvard结构:Harvard结构：程序与数据存储空间分开，各有独立的地址总线和数据总线,取指和读数可以同时进行，从而提高速度，目前的水平已达到90亿次浮点运算/秒（9000MFLOPS）。

MIPS—-Million Instruction Per SecondMFLOPS--Million Floating Operation Per Second流水操作（pipeline)：独立的硬件乘法器：在卷积、数字滤波、FFT、相关、矩阵运算等算法中,都有A(kB(n-k一类的运算，大量重复乘法和累加.通用计算机的乘法用软件实现，用若干个机器周期。

DSP有硬件乘法器，用MAC指令(取数、乘法、累加）在单周期内完成。

独立的DMA总线和控制器:有一组或多组独立的DMA总线，与CPU的程序、数据总线并行工作，数据的传递和处理可以独立进行,DMA内部总线与系统总线完全分开，避开了总线使用上的瓶颈。

在不影响CPU工作的条件下，DMA速度已达800Mbyte/s。

CPU：通用微处理器的CPU由ALU和CU组成，其算术运算和逻辑运算通过软件来实现,如加法需要10个机器周期，乘法是一系列的移位和加法，需要数十个机器周期.DSP的CPU设置硬件乘法器，可以在单周期内完成乘法和累加。

移位:通用微处理器的移位,每调用一次移位指令移动1—bitDSP可以在一个机器周期内左移或右移多个bit，可以用来对数字定标，使之放大或缩小,以保证精度和防止溢出；还可以用来作定点数和浮点数之间的转换。

溢出:通用CPU中,溢出发生后，设置溢出标志，不带符号位时回绕，带符号位时反相,带来很大的误差DSP把移位输出的最高位（MSB）存放在一个位检测状态寄存器中，检测到MSB=1时，就通知下一次会发生溢出，可以采取措施防止。

第２章　ＴＭＳ３２０Ｆ２８１ｘ　ＤＳＰ控制器总体结构　本章主要内容:Ø DSP引脚及其功能(Pins and Their Function of the DSP)Ø DSP的片内硬件资源(DSP On-chip Hardware Resources)Ø 存储器扩展外部接口XINTF(External Interface for Memory Extension)Ø DSP片内Flash和OTP存储器(DSP On-Chip Flash and OTP Memory)Ø 代码安全模块CSM(Code Security Module)Ø 时钟与低功耗模式(Clock and Low Power Modes)Ø 看门狗定时器(Watchdog Timer, WDT)Ø 32位CPU定时器(32-bit CPU Timers)Ø 通用输入/输出GPIO(General Purpose Input/Output)Ø 片内外设寄存器(On-chip Peripheral Registers)Ø 外设中断扩展PIE(Peripheral Interrupt Extension)2.1 DSP引脚及其功能图2-1为TMS320F2812的176引脚PGF LQFP(Low-Profile Quad Flatpack)封装图。

图2-2为TMS320F2810的128引脚PBK LQFP封装图。

还有一种为179引脚GHH球形网格阵列(Ball Grid Array, BGA)封装。

图2-1 TMS320F2812 的176引脚PGF LQFP封装图图2-2 TMS320F2810 的128引脚PBK LQFP封装图这些引脚按功能分类如下：(1) XINTF (External Interface)信号: 地址(19位)/数据(16位)/及存储器控制信号引脚。