ЦСП Analog Devices и Texas Instruments (1015495), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Структура типичногопредставителя семейства - микропроцессора TMS320C15 - приведена на рисунке 2.2.22Сигнальные микропроцессоры компаний ADI и TIРис. 2.2. Структура микропроцессора семейства TMS320C1XВ основу микропроцессора положена модифицированная гарвардская архитектура, отличиемкоторой от традиционной гарвардской архитектуры является возможность обмена даннымимежду памятью программ и памятью данных, что повышает гибкость устройства.TMS320C10 является 16-разрядным процессором.
Его адресное пространство составляет 4Кслов памяти программ и 144 слова памяти данных. Все слои имеют разрядность 16.Длительность командного такта процессора составляет 160-200 нс.Арифметические функции в процессоре реализованы аппаратно. Он имеет аппаратныеумножитель (MULT), устройство сдвига (SHIFTER), aппаратную поддержкуавтоинкремента/декремента адресных регистров данных (AR0, AR1).С внешними устройствами процессор взаимодействует через 8 портов ввода/вывода.Каждый порт имеет разрядность 16. Предусмотрена возможность обработки внешнихпрерываний.Другие микропроцессоры данного семейства (С14-С17) имеют аналогичную архитектуру иотличаются длительностью командного такта, конфигурацией памяти, наличием (илиотсутствием) дополнительных периферийных устройств (например, в С17 реализованы кодекданных по мю-/А-закону, преобразователь логарифмической импульсно-кодовой модуляции(ИКМ) в линейную ИКМ).2.3 Микропроцессоры семейства TMS320C2XМикропроцессоры семейства TMS320C2x имеют ту же архитектуру, что и TMS320C1x, нообладают более высокой производительностью и более широкими функциональнымивозможностями.
Все процессоры семейства могут использовать по 64 Кслов памяти программи данных, имеют 16 портов ввода/вывода каждый разрядностью 16 и последовательный порт.23Сигнальные микропроцессоры компаний ADI и TIСтруктура микропроцессора TMS320C2x приведена на рисунке 2.3.Рис. 2.3. Структура микропроцессора TMS320C2xПроцессоры семейства TMS320C2x используют внешний контроллер прямого доступа впамять (ПДП). Умножитель микропроцессоров помимо операций умножения позволяетвыполнять за один такт возведение в квадрат.
В процессоры включена аппаратная поддержкакратного выполнения команды, реализован режим двоичной инверсно-косвенной адресации,предназначенный для эффективной реализации быстрого преобразования Фурье.Основные технические характеристики процессоров второго поколения приведены в табл.
1.ТактМикропроцессор Технология(нс)ВнутренняяпамятьВнешняя памятьОЗУ ПЗУ ППЗУ Данных ПрограммВвод / выводПоследова- Паралтельный лельный64К64К116x164К64К64К116x164К64К64К116x1664К64К116x1664К64К116x16TMS32020NMOS200544TMS320C25CMOS100544TMS320C25-50CMOS80544TMS320E25CMOS100544TMS320C26CMOS1001568 2564КТаблица 1. Основные характеристики процессоров семейства TMS320C2Основные отличия архитектуры процессоров TMS320C2x от TMS320Clx за ключаются вследующем:24Сигнальные микропроцессоры компаний ADI и TI••••••••••••••умножение и сохранение результатов в TMS3202x осуществляется за один командныйтакт;набор команд поддерживает вычисления с плавающей точкой;имеется внутреннее маскируемое постоянное запоминающее устройств (ПЗУ)программ (ROM - Read Only Memory) размером 4 Кслов для TMS320C25, илиполупостоянное запоминающее устройство (ППЗУ) с ультрафиолетовым стиранием ивозможностью записи нового содержимого (EPROM -Erasable Programmable ROM) 4Кслов для TMS320E25;выполнение программ осуществляется из памяти программ, расположенной накристалле.
Объем памяти программ - 544 слова, из которых 256 могут бытьиспользованы как память данных;расширенная внешняя память имеет объем 128 Кслов (64 Кслов - память программ, 64Кслов - память данных);наличие команд блочной пересылки данных;TMS3202x содержит внешний интерфейс для организации многопроцессорных связейи средства синхронизации для доступа к разделяемой памяти;возможность организации тактов ожидания при доступе к медленной внешней памятиили медленным периферийным устройствам;TMS3202x содержит на кристалле таймер и последовательный порт;наличие пяти (TMS32020) или восьми (TMS320C25) вспомогательных регистров испециального арифметического устройства для них;наличие аппаратного стека размером 4 слова для TMS32020 или 8 слов дляTMS320C25 и возможности программного расширения стека в памяти данных;наличие команд обработки битовых данных;наличие трех маскируемых пользователем прерываний;наличие режима прямого доступа к памяти (только для TMS320C25).2.4 Микропроцессоры семейства TMS320C5XПроцессоры следующего за TMS320C2x поколения, обеспечивая совместимость по системекоманд и наследуя общие архитектурные особенности построения процессоров предыдущихпоколений, отличаются от них большими функциональными возможностями, повышеннойтактовой частотой, меньшим энергопотреблением.Структурная схема процессора TMS320C5x приведена на рисунке 2.4.25Сигнальные микропроцессоры компаний ADI и TIРис.
2.4. Структура микропроцессора TMS320C5xВ процессоре реализована аппаратная поддержка кольцевых буферов, имеется возможностьодновременного создания в памяти данных двух независимых кольцевых буферов.Существует возможность кратного выполнения блока программы. Процессор содержит 11теневых регистров, используемых для быстрого сохранения/восстановления состоянияосновных регистров в случае возникновения программных или аппаратных прерываний.Параллельное логическое устройство процессора позволяет выполнять битовые и логическиеоперации над операндами, содержащимися в памяти и различных регистрах.Процессор может использовать 244 Кслов памяти, в том числе: 64 Кслов - память программ,64 Кслов - память данных, 64 Кслов - 16-разрядные порты ввода/вывода, 32 Кслов глобальная память. Для возможности работы с медленной памятью в процессор включенпрограммируемый генератор тактов ожидания.
Для использования процессора вмультипроцессорных системах с разделяемой памятью в нем предусмотрены сигналы запросаи подтверждения готовности памяти. Различия между процессорами семейства TMS320C5xзаключаются, в основном, в конфигурации внутрикристальной памяти.Помимо 16-разрядных портов ввода/вывода, процессоры семейства имеют 2последовательных порта (у TMS320C52 - 1), таймер, интерфейс тестирования и отладкиJTAG.26Сигнальные микропроцессоры компаний ADI и TIЗначительное внимание при разработке процессоров данного семейства уделялосьобеспечению энергосберегающих режимов функционирования. Процессоры выпускаются нанапряжение 3 В и 5 В.
В микропроцессорах поддерживаются активный режим, периферийныйрежим и режим "сна". Потребление тока в активном режиме составляет 1,5 мА/MIPS на 3 В,2,5 мА/MIPS на 5 В. В периферийном режиме центральный процессор останавливается,работает только периферия, и потребление тока составляет 0,25 мА/MIPS и 0,4 мА/MIPS для 3и 5 В соответственно. В режиме "сна" процессор останавливается до получения сигналапрерывания. Потреблением тока составляет 5 мкА.2.5 Микропроцессоры семейства TMS320C2xxАрхитектура TMS320C2xx базируется на архитектуре семейства TMS320C5x. Основныесвойства микропроцессоров TMS320C2xx:••••совместимость по программному коду с семействами С1х, С2х;расширенная система команд для ускорения алгоритмов ЦОС и поддержкиконструкций языков высокого уровня;высокая производительность (до 40 MIPS);низкое потребление энергии благодаря наличию энергосберегающего режима.Модифицированная гарвардская архитектура, предусматривающая раздельные шины команди данных, позволяет одновременно выбирать команды и операнды.
Возможность обменамежду памятью программ и данных увеличивает гибкость микропроцессора. Так,коэффициенты, расположенные в памяти программ, могут быть переданы в память данных,что приводит к экономии памяти, выделяемой для коэффициентов.Процессор имеет увеличенный, по сравнению с предыдущими семействами, объемвнутрикристальной памяти и перепрограммируемую энергонезависимую flash-память.Наличие 4-этапного конвейера позволяет TMS320C2xx выполнять в среднем одну команду затакт.
С2хх содержит средства управления прерываниями, повторного выполнения операций,вызова подпрограмм и функций.Типовая структура микропроцессора С2хх приведена на рисунке 2.5.27Сигнальные микропроцессоры компаний ADI и TIРис. 2.5. Структура микропроцессора TMS320C2xxВсе микропроцессоры семейства имеют одинаковое процессорное ядро и отличаютсяразличными конфигурациями памяти и внутрикристальной периферией. Все устройства,кроме TMS320C209, имеют по 1 синхронному и 1 асинхронному последовательному порту.Синхронный порт предназначен для обмена с другим процессором, кодеком и внешнимипериферийными устройствами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
