1、DSP器件及应用厦门理工学院电子系陈金西第二章 TMS320C54x硬件系统结构主要内容：u总线uCPUu存储器u外设u引脚u最小系统设计C54x的硬件结构，大体上与通用的微处理器相类似，由 CPU、存储器、总线、外设、接口、时钟等部分组成，但又有其鲜明的特点。2.1 总线8条 16位总线： 4条地址总线、 4条数据总线数据总线：nPB：专门用来传送取自程序存储器中的指令代码或立即数，系数表，一般称为程序总线nCB、 DB：用来传送读自数据存储器中的操作数nEB：用来传送写到数据存储器中的数据地址总线：nPAB：传送指令代码所在的地址nCAB、 DAB：传送读自数据存储器操作数的地址nEAB：
2、传送写数据在数据存储器的目的地址总之，是传送执行指令所需的地址以上 8条总线都是片内总线，各条总线访问应用见下表：片内外设怎么连接到片内的 CPU？C54x还提供了一条在片双向总线（地址、数据），这条总线把片内的外设通过总线交换器连到片内总线 DB和 EB再连接到 CPU。这条总线的读写操作需要更多的机器周期。2.2 中央处理单元（ CPU）CPU的基本组成：l40位算术逻辑运算单元（ ALU）l2个 40位累加寄存器（ ACCA和 ACCB）l 移位一 16 30位的桶形移位寄存器l1717位乘法器l 比较、选择和存储单元（ CSSU）l 指数编码器lCPU控制和状态寄存器1、算术逻辑运算单
3、元2、累加器 (寄存器 )3、桶形移位器40位桶形移位器的功能包括 4部分：S 对运算前的输入数据进行数据定标；S 对累加器的值进行算术或逻辑移位；S 对累加器进行归一化处理；S 在累加器的值存储到数据存储器之前，对欲存数据进行定标。4、乘法器 /加法器单元乘法器可以进行无符号乘法、有符号乘法，在作小数分乘法时，若 ST1中的 FRCT位为 1时，乘法的结果会自动的消去多余的符号位。5、比较、选择和存储单元如图所示，比较电路 COMP将累加器的高16位与低 16位进行比较，比较的结果分别送入状态转移寄存器 TRN和状态比较寄存器 st0的 TC位，同时，比较的结果也送入选择器，选择较大的数，并
4、通过指令执行总线 EB存于指令的存储单元中。6、指数编码器指数编码器是个专用硬件，可以求得累加器中数的指数值，并以 2的补码形式存放到T寄存器中。累加器的指数值冗余符号位 8也就是为消去多余符号位而将累加器中的数值左移的位数。当累加器数值超过 32位时，指数是个负值。7、 CPU状态和控制寄存器n 状态寄存器 0（ ST0）：主要是反映寻址要求和计算的中间运行状态。n 状态寄存器 1（ ST1）：主要是反映寻址要求、计算的初始状态 设置 、 I/O及中断控制。n 处理器工作方式状态寄存器（ PMST）：主要是设定并控制处理器的工作方式，反映处理器的工作状态。n PMST (默认 FFE0H)I
5、PTR：中断向量指针。 IPTR的 9位字段指向中断向量的 128字的程序存储区地址。MP/MC：微处理器或微计算机选择位。这一位的信息可以由硬件连接方式决定，也可以由软件置位或清零选择。 =0,微控制器模式，可以访问片内 ROM;=1,微处理器模式，不能访问片内 ROM.OVLY： RAM重复占位位， 0，则片内 RAM只安排到数据存储空间； 1，则片内 RAM可安排到程序和数据空间 。AVIS：地址可见控制位。 0，外部地址线不随内部程序地址一起变化； 1，允许内部程序地址出现在 C54X引脚上。DROM：数据 ROM位。 =0,片内 ROM不能映射到数据空间； 1，允许一部分片内 ROM
6、映射到数据空间。CLKOFF： CLKOUT引脚 时钟关断位。 1时，该引脚禁止输出，且该引脚保持高电平； 0时，该引脚输出 CPU时钟脉冲。SMUL：乘法饱和方式位。当结果溢出时才起作用。SST：存储饱和位。n ST0 (默认 1800H)ARP：辅助寄存器指针，用于选择辅助寄存器。TC：测试 /控制标志。C：进位标志。OVA：累加器 A的溢出标志。OVB：累加器 B的溢出标志。DP：数据存储器页指针。n ST1 (默认 2900H)BRAF：块重复操作标志。 1时，表示正在执行块重复操作指令； 0时，表示没有进行块操作。CPL：直接寻址编辑方式标志位，标志直接寻址选用何种指针。 1，表示选
7、用 SP的直接寻找方式； 0，表示选用 DP的直接寻址方式。XF： XF引脚状态控制位，控制 XF通用外部 I/O引脚输出状态，可通过软件置位或清零控制 XF输出电平。HM：芯片响应 /HOLD信号时， CPU保持工作方式标志。 1时，表示 CPU暂停内部操作； 0时，表示CPU从内部处理器取指继续执行内部操作，外部地址、数据线挂起，呈高阻态。INTM：中断方式控制位。 1，关闭所有可屏蔽中断； 0，开启所有可屏蔽中断。0：保留。OVM：溢出方式控制位。 0，运算结果按正常溢出结果加载到累加器； 1，发生溢出，若是正数，用最大正数 7fffffffffH加载累加器，若是负数，用最小 FF800
8、00000H加载累加器。SXM：符号扩展方式控制位。 1，扩展； 0，禁止扩展。C16：双精度 /双 16位算术运算方式控制位。 1，双 16位； 0，双精度。FRCT：小数方式控制位。 =1为小数运算，即乘法时结果会自动左移 1位。CMPT：间接寻址辅助寄存器修正方式控制位。 1，修正； 0， ARP清零，不能修正。ASM：累加器移位方式控制位，范围 16 15。2.3 存储器注意： 我们说的 存储空间 是指 CPU能寻址到的范围，不是器件内部真正具有的存储容量。TMS320C54x系列 DSP片内程序和数据存储器容量大小见下表：片内的这些存储器是可控制的：可把一部分的 ROM分配（映象）到
9、数据存储空间；把一部分 RAM分配到程序空间。这可以通过设置处理器工作方式状态寄存器（ PMST）中的 3个状态位来控制：MP/MC位：微处理器 /微控制器选择位； 0，片内 ROM安排到程序空间； 1，片内 ROM不能安排到程序空间。OVLY位： RAM重复占位位； 0，则片内 RAM只安排到数据存储空间； 1，则片内 RAM可安排到程序和数据空间，这时， RAM是程序和数据共用，在具体编程使用时，用户要安排好用于程序存储和用于数据存储的范围，以免出现错误。DROM位：数据 ROM位，可让片内 ROM映象到数据空间； 0，片内 ROM不能映象到数据空间； 1，片内 ROM的一部分可映象到数据空间C5402存储空间映射图n1M程序空间n64K数据空间n64K I/O空间C5402可外扩 1M程序空间
