第二章TMS320x28x系列

DSP基本結(jié)構(gòu)(內(nèi)部資源)§2.1總線結(jié)構(gòu)§2.2CPU中央處理單元§2.3存儲器及其擴展接口§2.4時鐘源模塊§2.5系統(tǒng)復(fù)位§2.6低功耗模式§2.7程序控制DSP內(nèi)部功能模塊CPUFlash：128K字，可映射到程序空間或數(shù)據(jù)空間，受代碼安全模塊CSM的保護SARAM（單訪問隨機讀/寫存儲器）M0和M1：每塊大小為1K*16位L0和L1：每塊大小為4K*16位H0：大小為8K*16位片內(nèi)OTP：一次性可編程ROM，2K*16位；可映射到程序空間或數(shù)據(jù)空間，受代碼安全模塊CSM的保護BootROM：引導(dǎo)ROM，實現(xiàn)DSP的引導(dǎo)裝載功能代碼安全模塊CSM、中斷向量、外設(shè)幀PF外部擴展接口§2.1總線結(jié)構(gòu)DSP總線構(gòu)成內(nèi)部地址三總線PAB：22位，程序地址總線，用來傳送來自程序空間的讀寫地址DRAB：32位，數(shù)據(jù)讀地址總線，用來傳送來自數(shù)據(jù)空間的讀地址DWAB：32位，數(shù)據(jù)寫地址總線，用來傳送來自數(shù)據(jù)空間的寫地址內(nèi)部數(shù)據(jù)三總線PRDB：32位，程序讀數(shù)據(jù)總線，在讀取程序空間時用來傳送指令或數(shù)據(jù)DRDB：32位，數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)總線，在讀取數(shù)據(jù)空間時用來傳送數(shù)據(jù)DWDB：32位，數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)總線，在對數(shù)據(jù)空間和程序空間寫數(shù)據(jù)時用來傳送數(shù)據(jù)存取類型地址總線數(shù)據(jù)總線從程序空間讀PABPRDB向程序空間寫PABDWDB從數(shù)據(jù)空間讀DRABDRDB向數(shù)據(jù)空間寫DWABDWDB數(shù)據(jù)空間和程序空間的總線使用：任意時刻同時發(fā)生的兩種操作不能使用同一條總線如：從程序空間讀操作不能與向程序空間寫操作同時發(fā)生，因為這兩個操作都需要PAB總線，而從數(shù)據(jù)空間讀操作與向數(shù)據(jù)空間寫操作可以同時進行流水線操作由于DSP的多總線結(jié)構(gòu)，DSP芯片的程序執(zhí)行過程中可以同時激活多條指令，并行處理，此即流水線操作。如下圖所示。§2.2CPU中央處理單元CPU是DSP控制器的核心模塊。‘28X系列DSP器件的CPU主要包括：算術(shù)邏輯運算單元乘法器桶形移位器CPU寄存器狀態(tài)寄存器‘28X系列DSP器件的CPU還包括一個輔助寄存器算術(shù)單元ARAU乘積移位方式PM乘積移位方式000左移1位，低位填0001不移位010右移1位，低位丟失，符號擴展011右移2位，低位丟失，符號擴展100右移3位，低位丟失，符號擴展101右移4位，低位丟失，符號擴展110右移5位，低位丟失，符號擴展111右移6位，低位丟失，符號擴展由ST0的9~7位決定：輔助寄存器指針：ARP輔助寄存器選擇000選擇XAR0…………111選擇XAR7間接尋址時，指定當(dāng)前的輔助寄存器，由ST1的15~13位決定：CPU寄存器寄存器名稱大小描述寄存器名稱大小描述ACC32bit累加器PH16bitP的高位AH16bit累加器高位PL16bitP的低位AL16bit累加器低位PC22bit程序計數(shù)器XAR0~XAR732bit輔助寄存器0~7RPC22bit返回程序計數(shù)器AR0~AR716bitXAR0~7的低位SP16bit堆棧指針DP16bit數(shù)據(jù)頁面指針ST016bit狀態(tài)寄存器0IFR16bit中斷標(biāo)志寄存器ST116bit狀態(tài)寄存器1IER16bit中斷使能寄存器XT32bit被乘數(shù)寄存器DBGIER16bit調(diào)試中斷使能寄存器T16bitXT的高位P32bit乘積寄存器TL16bitXT的低位狀態(tài)寄存器ST0和ST1功能：包含各種標(biāo)志位和控制位操作：可被保存至數(shù)據(jù)存儲器或從數(shù)據(jù)存儲器中加載ST0：bit0：SXM，符號擴展模式位bit1：OVM，ACC溢出模式位，OVM=1時，調(diào)整溢出結(jié)果bit2：TC，測試/控制標(biāo)志位bit3：C，進位標(biāo)志位bit4：Z，零標(biāo)志位，0：ACC檢測為非0；1：ACC檢測為0bit5：N，負標(biāo)志位，0：ACC檢測為非負數(shù)；1：ACC檢測為負數(shù)bit6：V，溢出標(biāo)志位，0：標(biāo)志復(fù)位；1：檢測到溢出bit9~7：PM，乘積移位方式bit15~10：OVC/OVCU，溢出計數(shù)器OVC/OVCUPMVNZC1510976543210TCOVMSXMST1：bit0：INTM，中斷全局屏蔽位bit1：DBGM，調(diào)試使能屏蔽位bit2：PAGE0，PAGE0尋址模式配置位bit3：VMAP，向量映射位bit4：SPA，堆棧指針對齊位bit5：LOOP，循環(huán)指令狀態(tài)位bit6：EALLOW，仿真尋址使能位bit7：IDLESTAT，IDLE狀態(tài)標(biāo)志位bit8：AMODE，地址模式位bit9：OBJMODE，目標(biāo)兼容模式位bit10：

保留bit11：M0M1MAP，M0和M1映射模式位bit12：XF，XF狀態(tài)位，0：XF輸出低電平；1：XF輸出高電平bit15-13：ARP，輔助寄存器指針ARPXFM0M1MAP保留OBJMODEAMODE1211109876543210IDLESTATEALLOWLOOPSPAVMAPPAGE0DBGMINTM§2.3存儲器及其擴展接口 TMS320F28X

DSP處理器有兩個獨立的存儲空間，片內(nèi)存儲器和外部存儲器，存儲器的各個區(qū)塊都統(tǒng)一映射到程序空間和數(shù)據(jù)空間，劃分為如下幾個部分： 程序/數(shù)據(jù)存儲器：

片內(nèi)單訪問隨機存儲器SARAM、只讀存儲器ROM和Flash存儲器。它們被映射到程序空間或數(shù)據(jù)空間，用以存放執(zhí)行代碼或存儲數(shù)據(jù)變量CPU的中斷向量：

在程序地址中保留了64個地址作為CPU的32個中斷向量。通過狀態(tài)寄存器ST1的VMAP位將CPU向量映射到程序空間的底部或頂部保留區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)的某些地址被保留作為CPU的仿真存儲器使用片內(nèi)存儲器資源不夠時，可以通過外部接口XINTF來外擴存儲器TMS320F2812可用的片內(nèi)存儲器空間分為低64K和高64K兩部分，其中低64K*16位的存儲器可等價于C24x/C240x系列DSP的數(shù)據(jù)存取空間，高64K*16位存儲器可等價于C24x/C240x系列DSP的程序空間Flash：128K字，可映射到程序空間或數(shù)據(jù)空間，受代碼安全模塊CSM的保護SARAM（單訪問隨機讀/寫存儲器）M0和M1：每塊大小為1K*16位L0和L1：每塊大小為4K*16位H0：大小為8K*16位片內(nèi)OTP：一次性可編程ROM，2K*16位；可映射到程序空間或數(shù)據(jù)空間，受代碼安全模塊CSM的保護BootROM：引導(dǎo)ROM，實現(xiàn)DSP的引導(dǎo)裝載功能代碼安全模塊CSM、中斷向量、外設(shè)幀PF

TMS320F2812的外擴存儲器分為5個固定的存儲器映射區(qū)域:XINTF區(qū)域0、1、2、6、7，每個XINTF區(qū)域都有一個片選信號，用于訪問某一個特定的區(qū)域XINTF接口信號外擴存儲器時，DSP與外部存儲器需要對一些引腳進行電氣連接，如右圖外部擴展接口XINTF空間訪問XINTF寄存器：寄存器名稱描述XTIMING0XINTF時序寄存器，區(qū)0XTIMING1XINTF時序寄存器，區(qū)1XTIMING2XINTF時序寄存器，區(qū)2XTIMING6XINTF時序寄存器，區(qū)6XTIMING7XINTF時序寄存器，區(qū)7XINTCNF2XINTF配置寄存器XBANKXINTF控制寄存器對外部接口的配置主要通過設(shè)置寄存器實現(xiàn)

時序寄存器用于設(shè)置讀寫時序參數(shù)；XINTF配置寄存器完成選擇時鐘，設(shè)置輸入引腳狀態(tài)以及寫緩沖器深度等；控制寄存器XBANK用于設(shè)置可增加周期的特定區(qū)，以及設(shè)置增加的周期。§2.4時鐘源模塊相關(guān)引腳OSCBYP：振蕩器的旁路引腳XTAL1：外部時鐘源輸入腳，外接晶振引腳1XTAL2：外接晶振引腳2XTAL1/CLKINXTAL2OSCBYP+5VXTAL1/CLKINXTAL2OSCBYPGND外部時鐘源A、采用內(nèi)部振蕩器允許使用兩種方式為CPU內(nèi)核提供時鐘：B、采用外部時鐘源時鐘源模塊的四種輸出CPUCLK：CPU時鐘/機器時鐘，供CPU及總線使用的時鐘節(jié)拍，其周期即為機器周期。其來源可能為外部時鐘、外部時鐘的兩分頻或內(nèi)部PLL電路的倍頻。SYSCLK：系統(tǒng)時鐘，專為片內(nèi)外設(shè)服務(wù)。來自于CPU時鐘的2分頻或4分頻。ACLK：模擬器時鐘，專門為片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊服務(wù)。其正常頻率為1±10％MHz，不受外部時鐘頻率的影響。WDCLK：看門狗時鐘，專為看門狗和實時時鐘模塊服務(wù)。正常頻率為16384Hz，占空比25％，不受外部時鐘影響。時鐘控制寄存器:對時鐘源模塊進行設(shè)置§2.5系統(tǒng)復(fù)位復(fù)位信號電源復(fù)位：PORESET引腳出現(xiàn)一個正跳變。復(fù)位引腳RS軟件復(fù)位訪問非法地址的復(fù)位看門狗定時器溢出欠電壓復(fù)位≥1WDRSTRSSWRSTILLADRPinRStodeviceResetsignalPORST/VCCAOR復(fù)位后CPU的寄存器按下表所示進行復(fù)位在DBGIER寄存器中可屏蔽中斷被關(guān)閉在IER寄存器中可屏蔽中斷被關(guān)閉沒有未響應(yīng)的中斷，所有中斷在復(fù)位時均被清0DP指向數(shù)據(jù)頁0PC指針由地址000000H或3FFFC0H的復(fù)位中斷向量賦值SP指針指向地址0400H禁止符號位擴展關(guān)閉溢出模式乘積移位模式被設(shè)置為左移1位§2.6低功耗模式低功耗模式可使芯片核心部分進入休眠狀態(tài)，耗散更少的功率。有三種模式：1.IDLE模式：任何被使能的中斷或NMI中斷都可以使處理器退出IDLE模式。在這種模式下，如果低功耗模塊控制寄存器LPMCR[D1:D0]位都設(shè)置成零，LPM（Low-Powermodes）模塊將不完成任何工作2.HALT模式：

只有復(fù)位信號XRS和XNMI_XINT13外部信號能夠喚醒器件，使其退出HALT模式。在XMNICR寄存器中，CPU有一位使能/禁止XNMI。3.STANDBY模式：如果在LPMCR1寄存器中被選中，所有信號(包括XNMI)都能夠?qū)⑻幚砥鲝腟TANDBY模式喚醒，用戶必須選擇具體哪個信號喚醒處理器。在喚醒處理器之前，要通過OSCCLK確認被選定的信號：OSCCLK的周期數(shù)在LPMCR0寄存器當(dāng)中確定。低功耗模式寄存器低功耗模式通過LPMCR0和LPMCR1兩個寄存器來控制

保留

D15D1D0QUALSTDBYLPM

R-0

R/W-1R/W-0確定從低功耗模式喚醒到正常工作模式的時鐘周期個數(shù)00000：2個OSCCLKS00001：3個OSCCLKS11111：65個OSCCLKS設(shè)置低功耗模式00：IDLE模式01：STANDBY模式1x：HALT模式低功耗方式控制0寄存器LPMCR0低功耗方式控制0寄存器LPMCR0CANRX

D15D14D13D12D11D10D9D8SCIRXAC6TRIPC5TRIPC4TRIPC3TRIPC2TRIPSCIRXBC1TRIP

D7D6D5D4D3D2D1D0T3CTRIPT2CTRIPT1CTRIPWDINTXNMIXINT1T4CTRIP如果相應(yīng)的控制位設(shè)置為1，則使能對應(yīng)的信號，將器件從低功耗模式喚醒，進入正常工作模式；如果設(shè)置為0，則相應(yīng)的信號沒有影響。§2.7程序控制程序控制：控制一個或多個指令塊的執(zhí)行次序程序地址的產(chǎn)生

通常程序是順序執(zhí)行的，即在連續(xù)的程序存儲器地址上取出指令并執(zhí)行。但有時程序需要轉(zhuǎn)移到不連續(xù)的地址，然后再連續(xù)執(zhí)行新地址處的指令。為此提供了轉(zhuǎn)移、調(diào)用、重復(fù)（循環(huán)）和中斷指令

在執(zhí)行當(dāng)前指令的同時，程序流要求處理器生成下一個指令的程序地址（順序或非順序的）▲

程序計數(shù)器PC：22bit，取指令時，對內(nèi)部和外部程序存儲器尋址。▲

程序地址寄存器PAR:驅(qū)動程序地址總線，提供程序的讀、寫地址。▲堆棧STACK：16位寬8級深，可保存8個返回地址,也可將用作暫存存儲器。▲微堆棧MSTACK:16位、1級深，保存一個返回地址。▲

重復(fù)計數(shù)器RPTC：16位，與重復(fù)指令（RPT）一起，用來確定RPT后面的一條指令重復(fù)執(zhí)行多次。用到的硬件：▲

順序操作：程序的地址來源于PC程序計數(shù)器（程序地址+1）▲

空（啞）周期：程序的地址來源于PAR（程序地址+1）▲

從子程序返回：程序的地址來源于棧頂（TOS）▲

從表傳送或塊傳送返回：程序的地址來源于微堆棧（MSTACK）▲

轉(zhuǎn)移到或調(diào)用指令中指定的地址：程序的地址來源于轉(zhuǎn)移或調(diào)用指令。即利用程序讀總線（PRDB）的方式獲取程序地址。▲

轉(zhuǎn)移到或調(diào)用累加器低半部分指定的地址：程序地址來源于累加器的低半部分。即利用數(shù)據(jù)讀總線（DRDB）的方式獲取程序地址。▲

轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序：程序地址來源于中斷矢量單元。即利用程序讀總線（PRDB）的方式獲取程序地址。程序地址產(chǎn)生的情況：▲

PC中存放將被執(zhí)行的下一條指令的地址。▲

有5種方式加載PC，從而適應(yīng)連續(xù)和不連續(xù)的程序流程。程序計數(shù)器PC：順序執(zhí)行：若當(dāng)前指令是一個字，則將PC+1加載到PC若當(dāng)前指令是兩個字，則將PC+2加載到PC分支（轉(zhuǎn)移）：