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DSP课件第二章TMS320LF240x硬件结构


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2.3.3乘法部分
功能:在一个机器周期内完成有符号或无符号乘法,乘 积为32位。
组成: 临时寄存器(TREG):保存一个乘数。 乘法器:将TREG的值与来自数据读总线或程序读总线 的一个值相乘。 乘积寄存器(PREG):保存乘法运算的结果。 乘积定标移位器(PSCALE):在将乘积传送到CALU 前,乘积定标移位器对其进行定标。
逻辑单元(CALU)和辅助寄存器单元(ARAU)。 DWEB —数据写总线:它将数据送至程序存储器和数据存储器。
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总线结构特点
采用各自独立的数据地址总线分别用于数据读DBAB和数据写 DWAB,因此,CPU的读写可在一个周期内进行。
独立的程序空间和数据空间允许CPU同时访问指令和数据。
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运算功能
将辅助寄存器的值加1或减1。 将 AR0 的 内 容 与 当 前 AR 的 内 容 比 较 , 结 果 影 响 TC 位 ST1的测试/控制位。 辅助寄存器可用做暂存单元或软件计数器。
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2.3.6状态寄存器ST0和ST1
16位寄存器,含有状态位和控制位。 可对寄存器ST0和ST1读和写操作。
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2.3.4中央算术逻辑部分
中央算术逻辑部分包括: 中央算术逻辑单元:进行各种算术逻辑运算。 累加器: 存放CALU的操作结果,并可对其进行移动或循环。
将结果输出到CALU或输出数据比例移位器。 输出数据比例移位器: 将累加器的32位值进行左移0~7位,
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2. 溢出方式位(OVM) :位于ST0第11位
当累加器处于溢出方式(0VM=1)并且有溢出发生时, 若为正溢出,累加器被填充以最大正数7FFF FFFFh;若为负 溢出,累加器被填充以最大负数8000 0000h。OVM=0时, 累加器中的结果正常溢出。
3. 溢出标志位(OV):位于ST0第12位
当未检测到累加器溢出时,OV=0,未被锁存;当溢出 发生时, OV=1且被锁存。
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么么么么方面
Sds绝对是假的
2.3.5辅助寄存器算术单元(ARAU)
寻址功能
用指令把0~7写入辅助寄存器指针ARP,即选择了一个 辅助寄存器。ARP所指的寄存器称当前辅助寄存器。
处理一条指令时,当前AR的内容用做访问数据存储器 的地址。若指令是读数据,ARAU把该地址送到DRAB;若 指令是写数据,ARAU把该地址送到DRAB,指令执行完后, 当前AR的内容可通过ARAU进行无符号运算,即增量或减 量。
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字数据存储器以及64 K字I/O空间。
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2.1.3 指令系统
累加器、算术和逻辑运算指令。 辅助寄存器和数据页面指针指令。 TREG、PREG和乘法指令。 转移指令。 控制指令。 I/O和存储器操作指令。
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PAB —程序地址总线:提供访问程序存储区的地址。 DRAB —数据读地址总线:提供从数据存储器读取数据的地址。 DWAB —数据写地址总线:提供写数据存储器的地址。 PRDB —程序读总线:它载有从程序存储器读取的指令代码 及
表格信息等,并送到CPU。 DRDB —数据读总线:它将数据从数据存储器载送到中央算 术
ARP值被复制到ARB中。当用LST #1加载ARB时,也将相同 的ARB值复制到ARP。 CNF:片内DARAM配置位
该位决定DARAM映射到数据空间(CNF=0)还是程序 空间(CNF=1)。 SETC CNF或CLRC CNF可将该位置1或清0, 复位时CNF=0
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TC:测试/控制状态位
用的数据。
64K字的I/O空间:用于与外部的设备接口和片内外设寄存 器。
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上述224K字包括一定数量的片内存储器、外部存储器 和I/O设备。
TMS320LF240x以改进的哈佛结构为基础,存储空间为 3组16位的并行总线访问:程序地址总线(PAB)、数据 读地址总线(DRAB)、数据写地址总线(DWAB)。
第2章 TMS320LF240x硬件结构
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2.1TMS320LF240x的特点
2.1.1 CPU
先进的多总线结构。 32位中央算术逻辑运算单元(CALU)。 16位×16位的硬件乘法器(MUL)。 32位累加器(ACC)。 输入与输出定标寄存器。 乘积定标移位器。
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用LST指令可对ST0、ST1进行写 用SST指令可对ST0、ST1进行读并保存 用SETC或CLRC指令可对其中的某些位单独置1或清0
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状态寄存器ST0
D15~D13 D12 D11 D10 D9
D8~D0
ARP OV OVM 1 INTM
DP
ARP:辅助寄存器(AR)指针。
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2.4 TMS320LF240x的存储器分配
2.4.1存储器概述
TMS320LF240x器件有4种可独立选择的空间: 64K字的程序存储器空间:存放要执行的指令及程序执行
时使用的数据。
64K字的局部数据存储器空间:存放指令使用的数据。 32K字的全局数据存储器空间:用于存放与其他处理器共
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2.1.4 片内外设
看门狗(WD)定时器模块。 数字输入输出(I/O)模块。 事件管理器(EV)模块。 模数转换器(ADC)模块。 串行通讯接口(SCI)模块。 串行外设接口(SPI)模块。 CAN控制器模块。
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2.1.5 电源
采用高性能静态CMOS技术,供电电压为3.3V。 可用IDLE指令进入低功耗模式。
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PM:乘积移位模式 PM决定PREG的值在送往CALU或数据存储器时如何进行移
位。
PM=00:乘法器的32位乘积不经移位送至CALU或数据存储 器;
PM=01:乘位寄存器左移1位,最低有效位填0; PM=10:乘位寄存器左移4位,最低有效位填0; PM=11:乘位寄存器右移6位,且进行符号扩展。
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C:进位位
C=0,减有借位或加无进位; C=1,减无借位或加有 进位。累加器的值循环移动:左移时,最高位进入C;右 移时,最低位进入C。SETC C或CLRC C 可将该位置1或清0, 通过LST指令可影响C,复位时C =1。
XF:XF引脚状态位
SETC XF或CLRC XF 可将该位置1或清0,通过LST指令可 对修改XF,复位时XF =1。
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片内单访问存储器(SARAM)
SARAM的地址可以用于数据存储器和程序存储器。可通过 软件配置为外部存储器或内部SARAM。
SARAM在一个机器周期内只能访问一次。当CPU要求多次 访问时,SARAM会向CPU提供一个未准备好的信号,然后在每 个周期内执行一次访问。
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2.4.2片内存储器的类型
片内双访问存储器(DARAM)
544字的DARAM可以在一个机器周期访问两次。由片内B0 (256字)、B1 (256字)和B2 (32字)三个模块组成。主要用 于保存数据,但在需要时B0也可用于保存程序(CNF=1)。
在流水线操作中,CPU在第3个周期读数据,第四个周期 写数据。然而DARAM允许CPU在一个周期里读和写。例如,设有 两个指令A和B,将累加器的值写入DARAM,又从DARAM将一个 新值装入累加器。指令A在CPU周期的主时段内存累加器的值,B 在从时段内将新值装入累加器。
与累加器有关的状态位有:
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1. 进位标志位(C):位于ST0第9位 加到累加器或从累加器减
当C=0,减结果产生借位或加结果未产生进位时 当C=1,减结果未产生借位或加结果产生进位时 将累加器数值移1位或循环移1位 在左移或循环左移时,累加器的最高有效位被送到C;在 右移或循环右移时,累加器的最低有效位被送到C。
TC在以下情况下置1:由BIT或BITT测试的位是1时;被 CMPR测试的当前AR和AR0之间的比较条件成立时;用 NOMR指令测试时,累加器最高两位异或结果为1时。LST 指令可改变TC值。
SXM:符号扩展模式位
SXM=0,不扩展; SXM=1,移位时进行符号扩展。 SETC SXM或CLRC SXM 可将该位置1或清0,通过LST指令可 对其加载,复位时SXM =1。
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CPU功能结构图
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2.3.2输入比例部分
功能:将来自存储器的16位数据左移0~16位送往中央算术 逻辑单元(CALU)。
移位方法:左移后没有使用的低位LSB填0,高位MSB填0 或用符号扩展,取决于状态寄存器ST1的符号扩展模式位 SXM(D10)。 SXM=0 填0 SXM=1 符号扩展
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2.1.6 在片仿真接口
具有符合IEEEll49.1标准的在片仿真接口(JTAG)。
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2.1.7 速度
单周期定点指令的执行时间为50ns、35ns或25ns(20MIPS, 28.5MIPS,或40MIPS)。
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2.2 TMS320LF240x的总线结构
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2.3 中央处理单元(CPU)
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