dsp技术与应用实验指导 教学课件 段丽娜 dsp 02总体结构

1、1,在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,2,第2章 总线、CPU结构及存贮的配置,总线结构： PAB： 程序地址总线，程序空间地址 CPU DRAB：程序读总线， 程序存储器内容 CPU DWAB：数据写地址总线， 写数据空间时的地址 PRDB： 程序读数据总线, 读数据空间时的地址 DRDB：数据读总线, 数据存储器内容 CPU DWEB：数据写总线， 数据 数据存储器或程序存储器,3, 2.1 中央处理单元 中央处理单元 CPU 辅助寄存器算术单元 输入比例部分(输入定标单元) 中央处理单元 中央算术逻辑运算部分 乘法器部分 CPU的任务是从程序读总线(PRDB)或数据读总线(DRDB)获取数据 经过加、 乘、 移位等运算 再经数据写总线(DWEB)将结果送出,4,移位器(32位),输入定标器部分,将16位输入与32位的CALU的数据对齐,TRGE 乘法器 16X16 PREG,乘积移位器(32),CALU,ACC(累加器),C,输出移位器32位),算术逻辑运算部分 完成加 减移位

2、逻辑运算,数据写总线 数据读总线 程序读总线,MVX:多路转换器,DWEB(16),DRDB(16),PRDB(16),乘法器部分,16,16,16,16,16,16,16,16,16,1,16,1,32,32,32,32,32,32,临时寄存器,乘法寄存器,5,(1) 输入定标移位器: 完成数据的移位和扩展,以便与32位的CALU格式对齐. 来自DRDB的立即数(立即寻址),或PRDB总线上的指令操作 数与CALU中的数据匹配. 将输入左移0-16位.移位次数由指令给出或由TRGE(临时寄存器) 的低四位给出 (直接寻址) (间接寻址). 符号扩展 二进制数以二进制有符号数的补码表示,由状态 寄存器ST1中的SXM位决定SXM=0 不扩展 SXM=1 扩展,6,(3) 乘法单元: 1.16位X16位硬件乘法器.一个周期内完成乘法运算 2.TREG为临时寄存器. 将乘数与来自PRDB或DRDB中的被乘数在乘 法器中相乘,乘积为32位.送PREG. PREG为乘法寄存器. 将结果送CALL前,在乘法移位器中进行移位定标 有四种形式移位.由ST1中的PM两位决定 PM=00时 不移位 乘积

3、送CALU或数据写总线 PM=01时 左移1位 移去补码乘法产生的额外符号位 产生Q31格式的乘积，Q31为32位有符号小数的标准格式,最 高为符号位.其后为小数点,仍限31位有效数字. PM=10时 左移4位 移去16位乘13位常数时，二进制补码乘法产生的 额外4位符号位，产生Q31格式的乘积 PM=11时 右移6位 把乘积定标.使最多做128次乘法累加而不导 致累加器溢出，右移时总要进行符号扩展.,7,(3) 中央算术逻辑单元 32位CALU 32位ACC 32位输出移位器 两个输入来自累加器和移位器或乘积移位器 实现 加 减 与 或 位测试 输出移位器拷贝累加的内容 并进行移位(0-7) 高16位或低16位送数据存贮器中,8, 2.2 辅助寄存器算术单元 CPU中还有一个辅助寄存器算术单元ARAU 主要功能是与中央处理单元并行工作，对8个辅助寄存器(AR0-AR7) 进行算术运算 8个辅助寄存器为DSP提供间接寻址方式，由状态寄存器的ARP(STO) 决定，称ARP为辅助寄存器 (AR0-AR7)的内容(16位)为要访问的数据存贮器地址,9,ARAU完成以下运算: 1.辅助寄存器

4、内容+1/-1 或增/减一个变址量(间接寻址指令决定) 2.增/减一常数(指令字的低8位决定) 3.AR0与当前AR相比较，比较结果经数据写数据总线(DWEB)送到ST1 的测试/控制位(TC) ARAU的其它用途 1.通过CMPR指令 AR与AR0作为测试条件，支持分支 调用 返回 2.作为软件计数器 进行加/减 3.作为暂时寄存器，暂存数据。使用LAR装载数据，用SAR送数据存储器 ARAU的运算通常在译码阶段进行 为能在下条指令译码这前产生地址,10,数据读总线(DRDB),ARB,ARP,指令寄存器,MVX,AR7,AR0,ARAU,数据写总线(DWEB),数据读地址总线(DRAB),数据写地址总线(DWAB),ST1(13-15),ST0(13-15),16,16,16,16,16,8,3,3,3,3,11, 2.3 状态寄存器 DSP有两个状态寄存ST0和ST1 可用专用指令LST和SST保存和装载至存贮器,15 13 12 11 10 9 8 0,ST0,15 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,ST1,ARP： 辅助寄存器指针： ARP装载时

5、，原ARP值复制到ARB ARB： 辅助寄存器指针缓冲器 ： LST指令装载ARB时 同时装载ARP OV：溢出标志： 复位为0,12,OVM： 溢出方式：OVM=0时，ACC正常溢出，OVM=1时， ACC溢出时置为最大正值7FFFFFFF或最大负值80000000H INTM：中断方式： 0：使能中断 1：屏蔽中断 不受LST指令影响， 复位时为1 对RS、 NM1无效。 DP： 数据存贮器页面指针，形成直接寻址的页地址（高9位）。 CNF： DARAM配置方式： O：DARAM配置为数据空间。1：DARAM配置为程序空间，复位为0 TC： 测试/控制标志： 测试位=1 则TC=1，条件为真。复位时=0 SXM： 符号扩展位： SXM=1符号扩展，SXM=0符号不扩展。复位为=1 C： 进位位，加法时有进位C=1，减法时没有借位时C=1，复位时C=1 XF： 引脚状态位，复位时XF=1 PM： 乘积移位模式，复位时清0,13, 2.4 存贮器与I/O空间 TMS320LF240X系列为增强的哈佛结构，由三组总线并行访问多个存贮空间 程序地址总线 PAB 数据读地址总线 DRAB 数

6、据写地址总线 DWAB DSP采用独立的程序存贮器、数据存贮器和I/O空间 即可以有相同的地址，访问通过不同的控制线来区分，其中数据分为局部空间和全局空间（局部数据存贮器，全局数据存贮器，受全局存贮器分配寄存器（GREG）的控制，240T保留GREG） 4个独立的选择空间 64K字程序空间： 指令及执行指令时需要的数据 64K字局部数据空间 （240T为片内32K字0000-7FFFH） 32K字全局数据空间 （片外32K字8000H-FFFFH）（2407保留） 64K字I/O空间,任意一组可以访问不同的程序空间，每组互相独立，并行工作,14, 2.5 与片外存贮器和I/O空间的接口信号 1.外部数据、地址总线D0-D15，A0-A1。 2.片选信号、区分内部还是外部访问，是程序、数据，还是I/O空间 DS： 外部数据空间有效 PS ： 外部程序空间有效 IS： I/O空间选择有效 STRB： 外部访问有效 （B/R 访问外部全局数据空间有效）（2407器件没有） 3.读/写信号 指明数据传送方向和读/写操作 R/W： 指明数据方向。 W/R： 具有内部上拉的指明数据方向。 WE：

7、写使能信号 下沿驱动D0-D15 RD: 读便能信号 4.请求/控制信号 实现特殊操作 MP/MC: 模式选择 READY: 外围器件准备好,15, 2.6 程序存贮器,0000H 003FH 0040H 7FFFH 8000H FDFFH FE00H FEFFH FF00H FFFFH,64W,16个字,18个字,2个字,2个字,2个字,2个字,24个字,0000-0001 0002-0003 4-5 6-7 8-9 A-B C-D E-F 10-21 22-23 24-25 26-27 28-3F,64K,256,256,16, 2.7 I/O空间,1个字,1个字,0000H FEFF FF00 FF0E FF0F FF10 FFFE FFFF,0000 003F 0040 0043 0044 7FFF FF00 FFFF,64字节 保留4B,32K-68B,256B,68B,17,事件处理器EVB,事件处理器EVA,0000 005F 0060 007F 0080 00FF 0100 01FF 0200 02FF 0300 03FF 0400 04FF 0500 07FF 080

8、0 0FFF 1000 6FFF 7000 73FF 7400 743F 7440 74FF 7500 753F 7540 77EF 77F0 77F3 77F4 77FF 7800 7FFF 8000 FFFF,32字,256字,256字,32字,2K,1K,64字,64字,1K,4字,32K,* 访问非法地址引起非屏蔽NMI中断 保留地址为测试保留 访问进行写操作 可能引起工作方式的改变 * CNF决定数据存贮器配置 CNF=1时 B0块映射为片外程序空间 CNF=0时 B0块映射为片内程序空间 复位时 CNF=0,0000 0004 0005 0006 0007 005F,7000700F 7010701F 7020702F 7030703F 7040704F 7050705F 7060706F 7070707F 7080708F 7090709F 70A070BF 70C070FF 7100710E 7200722F 723073FF,74007408 74117419 74207429 742C7431 7432743F,75007508 75117519 75207529 752C7531 7532753F,0060 007F,0800 0FFF,7000 7FFF,0200 02FF 0300 03FF,64字,96B,256B,32B,256B,2K,30K,40K,4K,2 . 8 数据存贮器,18,DSP对数据存贮器的寻址可采用间接寻址和按页进行直接寻址 直接寻址时 按128为一页(数据页)对数据存贮器进行寻址 由STO中的DP(9位)确定16位地址的高9位 由指令给出偏移量(7位) 共512页 一般把同一类数据放在同一类页中,0页 地址 0000-007FH 1页 地址 0080-00FFH 2页 地址 0100-017FH . . . 512 地址 FF80- FFFFH,19, 2.9 程序存贮器,(1) 程序控制 程序是顺序存放， 顺序执行 以及支持调用、 返回、 复位、 中断 、转移。 顺序执行: PC: 程序地址指针 复位时PC=0000H PC的内容 PAR PAB(总线) CPU获取指令 分支转移指令: 由内部硬件把指令中的跳转地址 (立即寻址或累加 器低16位) PC 子程序调用: 入口地址送PC 同时下一条断

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