Учебник - Процессоры цифровой обработки сигналов (Круг П.Г.) (1086865), страница 4
Текст из файла (страница 4)
всепрограммы, написанные для процессоров более ранних серий TMS320С1х и TMS320С2х, могут исполняться на ПЦОС серииTMS320С2xxбезизменений.Этопозволяетсвободномодифицировать давно разработанные и выпускающиеся устройствана основе ПЦОС;· расширенная система команд для ускорения алгоритмов и оптимизации операций языков высокого уровня;· высокая производительность (до 40 MIPS);· низкоепотреблениеэнергииблагодаряналичиюэнергосберегающего режима.Модифицированная гарвардская архитектура, предусматривающаяраздельные шины команд и данных, позволяет одновременно выбиратьинструкции и операнды. Возможность обмена между памятью программ иданных увеличивает гибкость ПЦОС. Так, коэффициенты, расположенныев памяти программ, могут быть переданы в память данных, что приводит кэкономии памяти, выделяемой для коэффициентов.ПЦОС TMS320С2xx (TMS320F206) имеет перепрограммируемуюэнергонезависимую flash-память.НаличиечетырехкаскадногоконвейерапозволяетПЦОСTMS320C2xx выполнять большинство команд за один такт.
Процессорсодержит средства управления прерываниями, повторного выполненияопераций и вызова подпрограмм и функций. Типовая структура ПЦОСTMS320C2xx приведена на рис 4.1 [2]. Все ПЦОС серии имеют одинаковоепроцессорное ядро и отличаются различными конфигурациями памяти ивнутрикристальной периферией. Все устройства, кроме TMS320C209,имеютпоодномусинхронномуиодномуасинхронномупоследовательному порту.Синхронный порт предназначен для обмена с другим процессором,кодеком и внешними периферийными устройствами. Порт имеет двабуфера памяти емкостью по четыре слова с дисциплиной доступа FIFO имеханизмом генерации прерываний.
Максимальная скорость обмена черезсинхронный порт равна половине тактовой частоты процессора (для 40МГц — скорость обмена 20 Мбит/с).20PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comРис. 4.1. Структура ПЦОС TMS320C2xxРис. 4.2. Подсерии ПЦОС TMS320C2xxАсинхронный последовательный порт предназначен для обменаданными с другими устройствами. При обмене используется 8-битовоепредставление данных с 1 стартовым и 1 или 2 стоповыми битами.Скорость обмена может достигать 250 000 10-битовых знаков всекунду.21PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comСерия TMS320С2xx состоит из двух подсерий ПЦОС (рис. 4.2) [6]:TMS320С20х – оптимизированых по цене ПЦОС широкого применения иTMS320С24х - ПЦОС для систем управления (например, управленияэлектроприводом).4.1.
ПЦОС TMS320C20хTMS320С20х – ПЦОС общего назначения с производительностью до40 MIPS. Имеют полностью статическую структуру для уменьшенияэнергопотребления, встроенную Flash-память и широкий наборпериферийныхустройств.ПЦОСTMS320С20хспециальнооптимизированы по стоимостным параметрам, чтобы обеспечить ихприменение в недорогих массовых устройствах, но при этом остаютсямощными ПЦОС (рис 4.3) [6].4.1.1. Ядро (центральный процессор) ПЦОС TMS320С20xПроцессоры серии базируются на одном и том же ядре (центральномпроцессоре). Это 16-разрядное ядро ПЦОС общего назначения включает32-разрядное АЛУ, 32-разрядный аккумулятор, однотактовый умножитель16х16, набор сдвигателей (shifters) и регистры состояния и управления.Ядро имеет развитые средства адресации - 8 дополнительных 16разрядных адресных регистров, для формирования адреса памяти.Ядро TMS320С20x построено по модифицированной гарвардскойархитектуре с разделением шин и памяти для команд и данных.
Такаяархитектура позволяет выполнять параллельную выборку команд иоперандов. В совмещении с четырехкаскадным конвейером это позволяетпроцессору производить параллельную обработку нескольких команд.4.1.2. ПамятьПЦОС TMS320С20x имеют на кристалле как обычное ОЗУ, так иОЗУ с двойным доступом (DARAM). Использование ОЗУ с двойнымдоступом обеспечивает параллельную выборку двух операндов иливыборку и сохранение операндов. Это увеличивает скорость выполнениявычислений за счет большего параллелизма и устранения задержекдоступа к ОЗУ.
Память с двойным доступом разбита на 2 блока.4.1.3. Flash-памятьПроцессор TMS320C20x (TMS320F206) имеет встроеннуюперепрограммируемую энергонезависимую flash-память. Это позволяет,во-первых, обойтись без внешнего ПЗУ команд, а во-вторых, существенноповыситьгибкостьивозможностиустройствазасчетперепрограммирования процессора прямо на плате. Все операции поперепрограммированию flash-памяти могут быть выполнены программно22PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comбез каких-либо дополнительных устройств.
Следует отметить также, чтоflash-память работает на частоте процессора без задержек, чтообеспечивает возможность не использовать ОЗУ для хранения критичныхучастков программы, а отвести его целиком для хранения данных.Рис. 4.3. Структура ПЦОС TMS320C20x4.1.4. Начальный загрузчикНекоторые модели серии TMS320C20x имеют аппаратныйначальный загрузчик, который позволяет загружать программу извнешнего 8-разрядного ПЗУ в ОЗУ команд процессора.4.1.5. Тактовый генераторВнутренний тактовый генератор формирует тактовые сигналыпроцессора.
Может работать как с внешним источником тактовыхсигналов, так и с кварцевым резонатором, подключаемым непосредственнок встроенному в ПЦОС генератору. Имеет коэффициенты умножения23PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comчастоты 0.5 (поделить входную частоту на 2), 1, 2, 4. Наличие умножителячастоты позволяет работать с низкой тактовой частотой и использоватьболее дешевый тактовый генератор или резонатор.4.1.6. Программируемый генератор задержекУстройство служит для увеличения длительности цикла обмена пошине до 7 машинных тактов при обмене с медленными внешнимиустройствами или с медленной внешней памятью. Он работает безиспользованиякакого-либовнешнегоаппаратного обеспечения.Количество тактов задержки задается для набора областей памяти черезрегистры конфигурации.4.1.7.
Расширенный синхронный последовательный портУстройство представляет собой синхронный программируемыйпоследовательный порт с максимальной тактовой частотой, равнойполовине тактовой частоты процессора, что дает скорость передачи до 20МБит/с. Он может использоваться для подключения ЦАП, АЦП, кодеков идругой периферии с последовательным интерфейсом, а также длясоединения процессоров в многопроцессорных устройствах.
Со стороныпроцессора как в приемном, так и в передающем канале порта имеетсяFIFO глубиной четыре. Порт имеет гибкую программируемую структуругенерациитактовыхимпульсовисинхронизации,атакжепрограммируемые режимы работы. Возможна работа как с 8-, так и с 16разрядными данными, подключение устройств по протоколу SPI имногоканальная работа для прямого подключения к большинству речевыхи телефонных кодеков и плат интерфейса.4.1.8. Асинхронный последовательный портУстройство работает в дуплексном режиме с двойной буферизаций иподдерживает скорость передачи до 2,5 МБит/с.
Порт работает с 8разрядными данными. Может использоваться для соединения по RS-232.Асинхронный последовательный порт имеет средства определениявходной скорости обмена данными. 16-разрядный программируемыйделитель тактовой частоты позволяет программировать стандартныескорости обмена без необходимости специального подбора частотытактового генератора.4.2. ПЦОС TMS320C24хПЦОСTMS320С24хвысокоинтегрированныеПЦОС,оптимизированные для цифровых систем управления оборудованием,электродвигателями и т.п. Все процессоры данного семейства базируютсяна едином ядре платформы TMS320С2xx и имеют широкий набор24PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comпериферийных устройств, разработанных для задач построенияуправляющихсистем.ЭтотнаборвключаетАЦП,ШИМ,последовательные порты, таймеры, порты ввода-вывода.
Процессорысерии TMS320С24х выпускаются как со встроенным ПЗУ, так и совстроенной Flash-памятью, что позволяет строить на их базе устройства свозможностью изменения прошитой программы прямо на плате. Этонеобходимо при построении гибких перенастраиваемых систем смножеством конфигураций для различных типов задач.Применение ПЦОС TMS320С24х позволяет отказаться оттрадиционной связки ПЦОС и микроконтроллера и разместить все в одноймикросхеме. При этом, ПЦОС TMS320С24х имеет гораздо лучшиепараметры, чем большинство популярных контроллеров. Используя ПЦОСTMS320С24х разработчики получают высокоинтегрированное устройство,специально оптимизированное для цифровых систем управленияэлектродвигателями с возможностями прямого съема данных и прямогоуправления устройством через встроенную периферию.ПЦОС TMS320С24х предназначены для решения широкого кругазадач,таких какуправлениемощнымиэлектромоторами впромышленности, встроенные системы управления во всевозможнуютехнику - вентиляторы, кондиционеры, системы электронных измерений.ПЦОС TMS320С24х могут применяться и в автомобилестроении всистемах управления расходом топлива, тормозных антиблокировочныхсистемах - там, где особенно важна именно высокая скорость принятиярешения, а следовательно, высокая производительность, характерная дляПЦОС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
