TMS320C54x硬件结构解析:复位与中断系统
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更新于2024-07-13
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"TMS320C54x DSP的硬件结构详解"
TMS320C54x是一款由德州仪器(TI)推出的高性能、低功耗的定点数字信号处理器,广泛应用于音频处理、通信、图像处理等领域。本章节重点讲解了其硬件结构,包括中央处理单元、存储器系统和片内外设。
2.1 TMS320C54x硬件结构框图
该处理器的内部结构分为三个主要部分:
1. **中央处理单元**:包含了ALU(算术逻辑运算单元)、乘法器、累加器、移位寄存器、专用寄存器、地址生成器以及内部总线。这些组件协同工作,执行复杂的计算任务。
2. **存储器系统**:内部包括片上ROM、单访问RAM和双访问RAM,以及外接存储器接口。片内存储器提供了丰富的地址空间,支持程序、数据和I/O操作。
3. **片内外设与专用硬件电路**:如定时器、串口、主机接口、PLL时钟发生器和控制电路,这些硬件加速器增强了系统的实时处理能力和通信能力。
2.2 总线结构
TMS320C54x采用了先进的多总线架构,包括1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线,这允许数据和指令并行处理,显著提高了处理速度。
2.3 中央处理单元
CPU部分的特点有:
- **40位ALU**:包含桶形移位寄存器和两个独立的40位累加器,能进行高效的数据处理。
- **17位乘法器**:与40位专用加法器连接,实现单周期的乘法/累加(MAC)操作。
- **CSSU**:用于加法、比较和选择运算,增强了数据处理能力。
- **指数编码器**:能快速计算40位累加器中的数值指数。
- **双地址生成器**:包括8个辅助寄存器和ARAU,提升了地址计算效率。
2.4 存储器和I/O空间
- **192K字可寻址存储空间**:分为64K字程序存储、64K字数据存储和64K字I/O空间。特定型号可扩展程序空间至8M。
- **片内DARAM**:双寻址RAM,可在单个机器周期内读写两次,常用于数据存储。
- **片内SARAM**:单寻址RAM,通常映射在数据空间,用于存放程序或数据。
2.5 中断系统
中断系统是TMS320C54x的重要组成部分,它允许处理器响应外部事件。例如,在描述中提到的软硬件复位中断,其向量地址为FF80H,中断服务程序通常从这个地址开始,通过转移指令跳转到应用程序的入口。
复位时,IPTR全为1,指示程序从最后一页(第511页)开始执行,这是处理器初始化的一个重要步骤。中断向量的设置确保了在复位后,程序能够正确地从预设的位置开始运行,确保系统的稳定性和可靠性。
TMS320C54x的硬件结构设计充分考虑了性能和效率,通过优化的总线结构、强大的CPU单元以及灵活的存储器配置,使其成为各类信号处理应用的理想选择。
2021-09-28 上传
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