TMS320C5402：高性能数字信号处理器详析

"TMS5402 数据手册" TMS5402 是一款高性能的定点数字信号处理器，由Texas Instruments（TI）公司制造。这款微处理器设计用于高精度和高速度的数字信号处理任务，尤其适用于音频、通信和控制系统等领域。TMS320C5402 的特性主要体现在其强大的硬件加速能力、灵活的存储管理和丰富的外设接口。 该处理器的核心架构是基于增强型多总线结构，包括三条16位独立的数据总线和一条程序总线，这极大地提高了数据处理的效率。它拥有一颗40位的算术逻辑单元（ALU），配备40位桶形移位器和两个独立的40位累加器，使得它可以执行复杂的数学运算，如17x17位的并行乘法和乘加（MAC）运算，且能在非流水线的单周期内完成，显著提升了计算速度。 TMS320C5402 还集成了一些特殊功能，如比较选择存储单元（CSSU），用于加法比较选择；指数编码器，可以在单个时钟周期内计算累加器中的指数值；两个地址发生器，带有8个辅助寄存器（AR）和辅助寄存器算数运算单元（ARAUs），以支持高效的数据和指令寻址。 此外，TMS5402 提供了8M*16位的内部程序空间和1M*16位的可寻址内存空间，分为64K字的程序空间、64K字的数据空间和64K字的I/O空间。它内置了4K*16位的ROM和16K*16位的双存取RAM，满足不同类型的存储需求。处理器还支持单指令重复和块重复操作，以及块内存移动指令，以优化程序和数据管理。 在指令集方面，TMS320C5402 支持32位长字操作数，可以读取两个或三个操作数的指令，并有并行存储和并行下载的算术指令，以及条件存储指令。快速中断返回机制保证了实时响应。片上外设包括软件可编程等待状态发生器、可编程分区切换电路、锁相环（PLL）时钟发生器、多通道缓冲串行口（McBSP）、增强的8位并行主机接口（HPI8）和两个16位定时器等，提供了丰富的接口功能。 为了降低功耗，TMS5402 提供了IDLE1、IDLE2和IDLE3指令，允许在低功耗模式下工作，并可通过时钟关断控制断开CLKOUT信号。它还具备符合IEEE 1149.1标准的在片仿真接口（JTAG），便于调试和测试。处理器在3.3V电源（1.8V的核电压）下，单周期定点指令执行时间为10ns，对应100MIPS的CPU运行速度。 TMS5402 是一款功能强大、性能优越的数字信号处理器，其硬件加速能力和丰富的功能集使其在各种需要复杂信号处理的应用中表现出色。