1、DSP原理与应用 The Technology & Applications of DSPs,北京交通大学 电气工程学院 夏明超 郝瑞祥 万庆祝 ,第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置,第3.1节 发展历史 第3.2节 TMS320F28335 CPU结构 第3.3节 TMS320F28335 存储器配置与IO 第3.4节 TMS320F28335寻址方式 习题,第3.1节 发展历史,第3.1节 发展历史,第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置,第3.1节 发展历史 第3.2节 TMS320F28335 CPU结构 第3.3节 TMS320F28335
2、 存储器配置与IO 第3.4节 TMS320F28335寻址方式 习题,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,主要参考资料： TMS320C28x CPU and Instruction Set Reference Guide(spru430e) 2.TMS320F28335, TMS320F28334, TMS320F28332 Digital Signal Controllers (DSCs) Data Manual(SPRS439B),第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节 TMS320F2833X CP
3、U结构,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,150MHz，1.9V内核，3.3V IO 32位CPU,32位FPU,16*16 32*32 乘法器 6路DMA通道 32位外部接口 RAM,FLASH,可外扩Boot ROM 88路复用IO 128位加密锁 18路PWM输出，6个事件捕捉器 3个独立32位定时器 2路CAN,3路SCI,2路SPI,1路I2C 16路12位80ns AD转换器 支持C/C+编程,低功耗模式,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节
4、TMS320F2833X CPU结构,C28X内核： 程序和数据控制逻辑 实时仿真接口 地址寄存器算术逻辑单元 算术逻辑单元(ALU) 乘法单元及并行处理 预取指队列及指令译码单元 程序和数据地址生成器 中断处理单元,C28X内核内部寄存器： 32位中央算数逻辑单元 32位累加器ACC:AH,AL 32位输出移位器 32位乘法输入寄存器XT(T,TL) 32位辅助寄存器XAR0XAR7(AR0AR7) 32位乘积结果寄存器P(PH,PL) 16位数据页指针寄存器、中断标志寄存器、中断使能寄存器、堆栈指针SP、状态寄存器ST0、ST1,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,32位中央
5、算数逻辑单元，32位累加器，32位输出移位器 中央算数逻辑单元(CALU)：+，-，&，|，位测试 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 累加器(ACC):接收CALU的输出,可进行移位(ADD,ADDC) 输出移位器:输出移位后的ACC内容，并存到数据内存中,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,C28X核的16位乘法单元16位临时寄存器(T)16X16乘法单元32位乘积寄存器乘积移位器： 受PM控制 左移 0 1右移 1 2 3 4 5 6,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第3.2节 TMS3
6、20F2833X CPU结构,C28X核的16位乘法单元32位临时寄存器(XT)32X32乘法单元32位乘积寄存器乘积移位器： 受PM控制 左移 0 1右移 1 2 3 4 5 6,移位寄存器：64位，可接受16、32或64位数据输入，左移016位，对齐成32位后送给CALU。 移位次数： 由指令字中的常数：ADD dma,shfit (ADD 1,1) 由TREG低4位：ADDT dma(ADDT 127) 移位方式： SXM=0 SXM=1,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,辅助寄存器：XAR0XAR7(AR0AR7), ARAU XAR0XAR7: 间接寻址 CMPR用于
7、条件分支/调用/返回 用作暂存 软件计数器 ARAU: 对XAR内容进行+- 实现XAR0内容和当前XAR的比较,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,状态寄存器：ST0:LST #0,dma OVC/OVCU:溢出计数 PM:乘积结果移位计数 V:溢出标志 N:负值标志 Z:结果为0标志 C:进位(借位)标志 TC:测试标志(TBIT指令) OVM:溢出模式控制 SXM:符号位扩展模式控制,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,状态寄存器：ST1:LST #1,dma ARP:当前AR选择 XF:XF状态 M0M1MAP:M0M1内存块映射模式 OBJMODE:是否兼
8、容C27代码 AMODE:地址模式位，同PAGE0配合 IDLESTAT:空闲状态标志 EALLOW:仿真器使能位,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,状态寄存器：ST1:LST #1,dma LOOP:在循环中 SPA:堆栈边界对齐方式 VMAP:中断向量表映射模式位0-03F,1-3FFFC03FFFFF PAGE0:PAGE0寻址模式 DBGM:调试使能标志 INTM:全局中断屏蔽位,第3.2节 TMS320F2833X CPU结构,第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置,第3.1节 发展历史 第3.2节 TMS320F28335 CPU结构 第3.3节
9、TMS320F28335 存储器配置与IO 第3.4节 TMS320F28335寻址方式 习题,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,低64k,64k 以上,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,256k Flash,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,Flash,外接存储空间扩展：XZCS6:0X10000017FFFF,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,扩展(外部)读时序,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,扩展(外部)写时序,第3.3节
10、 TMS320F2833X 存储器配置与IO,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,GPIO:3种复用功能 方向 数据,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,GPIO有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF,复用 方向 上拉 控制 品质,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,GPIO有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF,复用：GPxMUXn决定该GPIO管脚具体功能 方向：GPxDIR决定作为GPIO时是输入还是输出 上拉：内部上拉机制是否有效 控制：品质控制是否有效 品质：输入信号电平品质:3或
11、6个同步时钟周期不变,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,GPIO有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF,品质：输入信号电平品质:3或6个同步时钟周期不变,第3.3节 TMS320F2833X 存储器配置与IO,GPIO有关寄存器: 0x00006F80 - 0x00006FFF,GPxDAT: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 GPxCLEAR:清0，作为输出时置0 GPxTOGGLE:置1，作为输出时置1,第三章:TMS320F2833X CPU结构和存储器配置,第3.1节 发展历史 第3.2节 TMS320F28
12、335 CPU结构 第3.3节 TMS320F28335 存储器配置与IO 第3.4节 TMS320F28335寻址方式 习题,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,C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; i10; i+)ai=bi*k; ,程序控制:PC复位后PC=0,从程序存储的3FFFC0H 开始, 然后按照流水取指-指令译码-取操作数-执行顺序执行. 根据指令译码结果,决定后续的PC值,即后续的指令取指位置. 例如: ADD #4000h,2 对应的程序存储段内容: 101111111001 0010
13、0100000000000000,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,寻址模式控制位:AMODE ST1.8控制寻址模式AMODE=0,16位寻址模式，与大多数C2000兼容。AMODE=1,32位寻址模式,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,寻址: 取操作数、数据或IO内容 立即数寻址方式 直接寻址方式 堆栈寻址方式 间接寻址方式 寄存器寻址方式,第3.4节 TMS320F28335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/程序/IO空间，方法：*16位立即数 例如：MOV loc16, *0100; 地址0100h的内容放到loc16中,第3.4节 T
14、MS320F28335寻址方式,直接寻址方式: 利用DP作为数据页面指针，指令中带6或7位偏移量访问该页面内存储单元。 例如：MOVW DP,#VarA;ADD AL,VarA ;,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,堆栈寻址方式: 使用SP(堆栈指针)，指令中带6位偏移量，从堆栈指针处减去此偏移量作为要访问的存储单元地址。 例如：ADD AL,*SP5 ; 从当前栈顶-5的位置取值加到ALMOV *-SP8,AL ; 将AL内容存到当前栈顶-8的位置,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,间接寻址方式: 利用辅助寄存器XAR0XAR7保存数据单元地址,可访问数据段的任一单元
15、:当前XAR用*例如: MOVL XAR2,#Array1MOVL XAR3,#Array2MOV AR0,#N1Loop:MOVL ACC,*XAR2+MOVL *XAR3+,ACCBANZ Loop,AR0,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,间接寻址方式选项和操作数:,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,间接寻址方式选项和操作数: 反向进位加/减(reverse carry propagation) AR0 = AAAAh=1010 1010 1010 1010b 则实际+/-为 5555h = 0101 0101 0101 0101b,第3.4节 TMS320F28
16、335寻址方式,第3.4节 TMS320F28335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 方法为：寄存器名，例如ACC 可用寄存器：ACC,P,XT,XARn, 例如：MOVL XAR6,ACC; 把ACC的值放入XAR6MOVL ACC,XT; 把XT的值放入ACCADDL ACC,ACC; ACC = ACC + ACC,第3.4节 TMS320F28335寻址方式,习题,1. 请查找资料选择合适的RAM芯片，在0X20 0000开始扩展1M*16的RAM，完成扩展RAM的原理图：要求有完整的芯片引脚连接关系，并提供该芯片型号及关键参数资料。建议：学习使用Pro
17、tel等EDA工具进行原理图绘制。,习题,2.在进行RAM扩展或外部IO访问时，如果外部设备(外部RAM或IO设备)较慢，如何解决这个问题？ 3.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种寻址方式。,参考文献,1.TMS320F/C24x DSP Controllers CPU and Instruction Set Reference Guide 2.TMS320F/C240 DSP Controllers Peripheral Library and Specific Devices Ref. Guide (Rev. D) 3.TMS320LF240xA DSP Controllers System and Peripherals Reference Guide ,
