14-2812DSP-02DSP芯片的结构

电气与信息工程学院第2讲281x芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用内容提要TMS320X281x芯片是一种特殊结构的微处理器，为了快速地实现数字信号处理运算，采用了流水线指令执行结构和相应的并行处理结构，可在一个周期内对数据进行高速的算术运算和逻辑运算。•本讲主要介绍TMS320X281x芯片的硬件结构。2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用2.1281x系列芯片的结构•高性能静态CMOS技术-150MHz（6.67ns时钟周期）-低功耗设计（核心电压为1.8V@135MHz，1.9V@150MHz，I/O口为3.3V）-Flash编程电压3.3VTMS320F281x系列芯片的性能TMS320X281xBlockDiagram32x32bitMultiplierSectoredFlashA(18-0)D(15-0)ProgramBusDataBusRAMBootROM2232-bitAuxiliaryRegisters332bitTimersRealtimeJTAGCPURegisterBusR-M-WAtomicALUPIEInterruptManager323232EventManagerAEventManagerB12-bitADCWatchdogMcBSPCAN2.0BSCI-ASCI-BSPIGPIO2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用TMS320X28xCPUCore32-bit定点DSP32x32bitMAC2次单周期16x16MAC(DMAC)快速中断响应机制单周期读、写、修改指令8级流水线，完全避免硬件流水线冲突向上代码兼容性DataBus32-bitAuxiliaryRegisters332bitTimersRealtimeJTAGCPURegisterBusR-M-WAtomicALUProgramBusPIEInterruptManager32x32bitMultiplierTMS320X28xInternalBusStructureData-writeAddressBus(32)ProgramAddressBus(22)ExecutionR-M-WAtomicALUReal-TimeEmulation&TestEngineProgram-readDataBus(32)JTAGProgramDecoderPCXAR0toXAR7SPDP@XARAUMPY32x32XTPACCALURegistersDebugRegisterBus/ResultBusData/Program-writeDataBus(32)Data-readAddressBus(32)Data-readDataBus(32)MemoryData(4G*16)Program(4M*16)StandardPeripheralsExternalInterfacesTMS320X28xPointer,DPandMemory•DP（16bit）•访问65536个数据页•4M以上的数据存储区DP不能访问XAR0XAR1XAR2XAR3XAR4XAR5XAR6XAR7ARAUMUXDataMemoryMUXDP(16)DataBusProgramBus6LSBfromIR2232XAR15-0=AR7-0XAR31-162电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用片上存储器-多达128K×16位Flash存储器（4个8K×16位和6个16K×16位的扇区）-1K×16位的OPT型只读存储器-L0和L1：两个4K×16位的单口随机存储器（SARAM）-H0：一块8K×16位SARAM-M0和M1：两块1K×16位SARAM18KW281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用引导ROM（4K×16位）-带有软件的引导模式-标准的数学表281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用外部接口-多达1.5MX16位的存储器-可编程等待状态-可编程读/写选通计数器-四个独立的片选端281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用时钟和系统控制-支持动态的锁相环倍率调整-片上振荡器-看门狗定时器模块281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用三个外部非屏蔽中断外部中断扩展（PIE）模块三个32位CPU定时器-可支持45个外部中断281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用128位密匙马达控制外设-保护Flash/OTP和L0/L1SARAM-两个事件管理器（EVA，EVB）-与240xA器件兼容-防止ROM中的程序被解密281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用串行接口外设-串行外设接口（SPI）-两个串行通信接口（SCI），标准的UART-增强型局域网络控制器（eCAN）-多通道缓冲串口（McBSP）281x系列芯片的结构2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用12位ADC，16通道-2个8通道的输入多路转换器-两个采样保持器-单个/双路同步采样-高速通道转换速率：80ns/12.5MSPS最多有56个可编程通用输入输出（GPIO）引脚281x系列芯片的结构F281x功能框图2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用2.2CPU结构与寄存器•CPU负责控制程序的流程和指令的处理。•执行算术运算、布尔逻辑、乘法和移位操作。•当执行有符号的数学运算时，采用二进制补码运算。2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用CPU原理框图2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用CPU寄存器2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用状态寄存器ST0ST12电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用ST0功能表2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用ST1功能表2电气与信息工程学院’281x硬件结构DSP技术及应用TMS320F2812176脚扁平四方形封装(LQFP)2电气与信息工程学院’281x硬件结构思考•CPU寄存器ST1中EALLOW位的作用是什么，哪些寄存器受其影响？DSP技术及应用预习•TMS320F281xDSP流水线及存储器配置。教材第7章；参考资源的相关内容（DSP流水线）。