1、第二章TMS320C2000系列DSP的内核结构,2.1 TMS320C2000的总线结构,总线分类：数据总线：提供数据存储器和程序存储器内容； 地址总线：提供存储器的地址信息； 控制总线：控制存储器的读、写操作；,表2.1总线名称及功能,与微处理器8088和单片机8051总线相比，DSP的总线具有以下特点： （1）具有分离的程序和数据总线，允许同时访问程序和数据存储器空间； （2）具有独立的数据R/W地址总线和数据读写总线，是CPU对数据存储器的读、写操作可在一个机器周期内完成； （3）分离的程序和数据空间及独立总线结构，支持CPU在单机器时钟内并行执行算术、逻辑和位处理操作； （4）采用改
2、进的哈佛结构，极大提高运算速度，优化处理能力。,2.2 DSP的中央处理单元CPU,所有C2000系列芯片的CPU结构完全相同，主要包括以下器件：一个32位的中央算术逻辑单元(CALU)；一个32位的累加器(ACC)；CALU的输入、输出数据定标移位器；一个16X16位的乘法器；一个乘积定标移位器；数据地址发生逻缉，其中包括8个辅助寄存器和一 个辅助寄存器算术单元ARAU；程序地址发生逻辑；两个16位的状态寄存器ST0、ST1,输入定标部分,输入：16位程序存储器或16位数据存储器； 输出：32位数据 功能：把16位数调整为32位数据，并送往CALU进行操作。,对于数据存储器内容进行输入定标左
3、移操作时，输入定标器将输入移位器中未使用的低位填0，为使用的高位填0或者1，由DSP的状态寄存器ST0的D10位（SXM)决定： SXM=0，未使用的高位填0，不进行符号扩展； SXM=1，输入移位器的高位进行符号扩展，在高 位填符号位0/1； 例，设输入移位器的输入=（97F3h)，左移4位： 当SXM=0, 则输出为00097F30h; 当SXM=1,则输出为FFF97F30h;,结 论：在进行dsp编程时，应根据操作数的类型（有符号数、无符号数）对状态寄存器ST0的符号扩展位SXM进行初始化，应在主程序中完成！,乘法单元,乘法器组成： 暂存寄存器（T寄存器），保存其中一个乘数； 16X1
4、6位的乘法器； 32位乘法寄存器（P寄存器），用以保存乘法操作结果； 乘积移位器，对P寄存器的结果进行定标操作；,DSP完成乘法操作步骤： （1）将数据存储器内容装载到T寄存器，用LT指令完成； （2）采用乘法指令完成乘法操作； （3）将乘法结果P寄存器的内容进行移位操作后送入CALU或保存在数据存储器中；,乘积移位器的移位方式由状态寄存器ST1的PM决定：,DSP进行乘法操作之前应根据处理数据的范围，在主程序中初始化好P寄存器的输出移位格式，即PM！,中央算术逻辑单元CALU,CALU的功能： （1）将输入定标器或P寄存器的输入32位数据进行算术（加、减法）、布尔逻辑运算 、移位和循环操作等
5、； （2）输出移位寄存器将ACC的结果复制，并根据指令中的移位位数将其内容移动07位，然后通过SACH或SACL指令把移位器的高位字或低位字存储到数据存储器中。,辅助寄存器和辅助寄存器算术单元,DSP包含8个16位的辅助寄存器AR0AR7及辅助寄存器算术单元ARAU，他独立于CALU。ARAU的主要功能是对8个辅助寄存器AR执行无符号的16位算术运算，用来间接的产生数据存储器地址。 主要部件： （1）8个16位的辅助寄存器AR0AR7； （2）辅助寄存器算术单元ARAU； （3）当前辅助寄存器指针ARP;,辅助寄存器算术单元ARAU的主要操作： （1）执行间接寻址的指令，AR+/-1，或者+/
6、-一个变址值（查表、数字滤波器）； （2）加或减一个常数至辅助寄存器（ADRK或SBRK指令），该常数取自指令字的8位最低有效位； （3）比较AR0和当前AR的内容； （4）由CMPR指令，将AR0的内容与当前AR的内容进行比较，并根据比较结果进行条件转移； （5）将辅助寄存器AR用作暂存（LAR，SAR指令）； （6）将辅助寄存器AR用作计数器；,状态寄存器ST0、ST1 状态寄存器功能： 反映当前CPU的工作状态； 对CPU的控制位进行设置，从而控制DSP的工作；状态寄存器ST1,R-读访问；W-写访问；短线后面的为复位值；X-不定,ARP: 可以决定在间接寻址方式中使用哪个辅助寄存 器。
7、当ARP被装载时，旧的ARP值被复制到 ARB中； OV溢出标志位，指明CALU中是否发生溢出，OV=1，发生溢出；OV=0, 未发生溢出； INTM中断方式位，用以允许或禁止所有可屏蔽中断，INTM=1,开放所有可屏蔽中断INTM=0,禁止所有可屏蔽中断 DP数据页指针，当一个指令采用直接寻址方式时，9位的DP字段与指令字的7个最低位连接，从而构成一个16位的数据存储器地址；,状态寄存器ST1: ARB辅助寄存器指针缓冲器； CNF片内DARAM配置位，控制将片内DARAM块B0映射到数据空间还是程序空间；CNF=0，B0块映射到数据空间；CNF=1，B0块映射到程序空间； SXM符号扩展位
8、SXM=0，不进行符号扩展；SXM=1, 进行符号扩展；C进位标志位，加法进位时C=1，减法借位 时C=0；PM乘积移位方式控制位,状态寄存器操作： （1）状态寄存器的装载，即将某个值写入ST0或ST1，如LST #0, 60h （2）状态寄存器的存储，即将状态寄存器的值写入数据存储器，如：SST #0，60H （3）状态寄存器的控制位设置，即将ST0或ST1的某一位置1，如:SETC INTM； （4）状态寄存器的控制位清除，即将ST0或ST1的某一位清0，如：CLRC INTM,DSP的中断系统,1.中断分类及中断响应过程 中断分类： 软件中断：由指令INTR、NMI、TRAP向CPU发出
9、中断要求；外部硬件中断：由外部中断引脚上的中断申请信号触发； 硬件中断 内部硬件中断：由片内外围设备的请求信 号出发，如定时器、异步串行口、同步串行 口等； 可屏蔽中断：中断源硬件中断，通过软件屏蔽或使能； 非屏蔽中断：中断源所有软件中断，外部硬件中断RS、NMI；中断响应过程：,接收中断请求,响应中断,执行中断程序,中断触发： 指令启动的软件中断触发 外部硬件引脚 外内外设触发,非屏蔽中断：立即响应 可屏蔽中断：根据中断是 否使能,1.非屏蔽中断 硬件非屏蔽中断： 复位中断RS:当该引脚信号低有效时，使CPU返回初始状态，程序从0000h开始执行； 非屏蔽中断NMI 软件中断： 指令NMI
10、指令INTR 指令TRAP,C2000系列可屏蔽中断,C2000系列中断相关寄存器 中断标志寄存器IFR:表示出中断状态，或指出挂起的中断 中断屏蔽寄存器IMR:屏蔽或使能中断处理 中断控制寄存器ICR:控制某些中断处理过程 中断标志寄存器,中断标志寄存器的功能：用以表明一个可屏蔽中断是否被挂起，当IFR相应位为1时，表明中断请求已被挂起或正在等待CPU中断的确认； IFR的操作：读IFR可了解可屏蔽中断是否被挂起；写IFR可清除已被挂起的中断，向IFR的某位写1可清除该中断请求；,中断屏蔽寄存器IMR,功能：用于屏蔽外部或者内部的硬件可屏蔽中断； 操作：SETC ，IMR的相应位置1，则该中
11、断开放；CLRC， IMR的相应位清0，则该中断被屏蔽； 例：SETC RINT，则定时器中断被开放； 注：该寄存器应在主程序中进行初始化！,中断屏蔽寄存器ICR,MINT2中断2的屏蔽控制位MINT2=0，则中断INT2被屏蔽MINT3=1，则中断INT2被开放，FINT2和IFR的INT2/INT3被置1； FINT2中断2标志位，可查询；FINT2=1，INT2已经被触发并挂起FINT2=0，INT2未被挂起；,MODE：HOLD/INT1引脚模式选择位： MODE=0，为双边沿出发模式，适合完成HOLD操作，使该引脚上的上升沿和下降沿均可触发中断请求； MODE=1，为单沿触发模式，只有引脚上的下降沿可以出发中断请求，适合于启动中断INT1；,中断系统小结： 系统上电复位后应对中断控制寄存器ICR和中断屏蔽寄存器进行相应的初始化，选择中断触发信号源和工作模式，并开放相应的中断矢量； 对于INT2和INT3应在中断服务程序中，判断中断控制器ICR的相应位，并根据中断触发信号源执行相应的服务程序； 在中断服务程序返回前，应向中断标志寄存器IFR的相应位写1，清除中断挂起（DSP在执行完中断服务程序后，不自己清楚中断标志！）,
