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第五讲：DSP芯片的基本结构和特征 之 TI定点DSP芯片[1] |
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2.3 TI定点DSP芯片 |
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| 自1982年TI推出第一个定点DSP芯片TMS32010以来，TI的定点DSP芯片已经经历了TMS320C1X、TMS320C2X/C2XX、TMS320C5X 、TMS320C54X、TMS320C62X等几代产品，产品的性能价格比不断提高，应用越来越广泛。下面分别介绍这些芯片的主要特征。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.3.1 TMS320C1X | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.3.1.1 基本特点 第一代TMS320系列DSP芯片包括：TMS32010、TMS32011、TMS320C10、 TMS320C15/E15和TMS320C17/E17。其中，TMS32010和TMS32011采用2.4um的 NMOS 工艺，而其他几种则采用1.8um CMOS工艺。这些芯片的典型工作频率为20MHz。TMS320第一代DSP芯片的主要特点如下: * 指令周期：160ns/200ns/280ns * 片内RAM：144字/256字（TMS320C15/E15/C17/E17） * 片内ROM：1.5K字/4K字（TMS320C15/C17） *4K字片内程序EPROM（TMS320E15/E17） *4K字外部全速存储器扩展 * 并行乘法器：乘积为32位 * 桶形移位器：将数据从存储器移到ALU * 并行移位器 * 允许文本交换的4×12位堆栈 * 两个间接寻址的辅助寄存器 * 双通道串行口（TMS32011,TMS320C17/E17） * 片内压扩硬件（TMS32011,TMS320C17/E17） * 协处理器接口（TMS320C17/E17） * 器件封装：40脚双列直插（DIP）/44脚塑封（PLCC） |
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| 2.3.1.2 TMS320C10 TMS320 DSP芯片的第一代产品是基于TMS32010和它的CMOS版本TMS320C10的结构。TMS32010于1982年推出，是第一个能够达到 5 个MIPS的微处理器。 TMS32010采用改进的哈佛结构，即程序和数据空间相互独立。程序存储器可在片内（1.5K字）或片外（4K字）。片内数据RAM为144字。有四个基本的算术单元：算术逻辑单元（ALU）、累加器（ACC）、乘法器和移位器。 (1) ALU：32位数据操作的通用算术逻辑单元。ALU可进行加、减和逻辑运算； (2) ACC：累加器存储ALU的输出，也是ALU的一个输入。它采用32位字长操作，分高16位和低16位两部分。处理器提供高16位和低16位的专门指令：SACH（高16位）和SACL（低16位）； (3) 乘法器：16×16位并行乘法器由三个单元组成：T寄存器、P寄存器和乘法器阵列。T寄存器存储被乘数，P寄存器存储32位乘积。为了使用乘法器，被乘数首先必须从数据RAM中装入到T寄存器，可用LT、LTA和LTD指令。然后执行MPY（乘）或MPYK（乘立即数）指令。乘和累加器操作可用LTA、LTD和MPY、MPYK指令在两个指令周期内完成； (4) 移位器：有两个移位器可用于数据移位。一个是桶形移位器，另一个是并行移位器。桶形移位器又称定标移位器。当数据存储器的数据送入累加器或与累加器中的数据进行运算时，先通过这个移位器进行0~16位左移，然后再进行运算。并行移位器即输出移位器，其作用是将累加器中的数据左移0、1或4位后再送入数据存储器中，以实现小数运算或小数乘积的调整。 在TMS32010/C10基础上又派生了多个处理器，它们可提供不同的处理器速度、存储器扩展和各种I/O集成。 |
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| 2.3.1.3 TMS320C1X的其他芯片 1．TMS320C15/E15 TMS320C15/E15与TMS32010的代码和管脚全兼容，提供256字的片内RAM和4K字的片内ROM（C15）或EPROM（E15）。TMS320C15的指令周期有200ns和160ns（TMS320C15-25）两种。 2．TMS320C17/E17 TMS320C17/E17是一个专用的微处理器。它有4K字的片内程序ROM（C17）或EPROM（E17），一个全双工串行通信的双通道串行口，片内硬件压扩器（u律/A律），一个用于串行通信的串行口定时器，及一个协处理器接口。协处理器接口可以在处理器和4/8/16位微处理器之间提供直接接口。TMS320C17/E17与TMS32010目标代码兼容，且可用相同的开发工具。该处理器是基于TMS320C10的CPU内核，外加片内的外设存储器和I/O模块。TMS320C17/E17可认为是半定制的DSP芯片。表2.1 是TMS320第一代产品的比较表。 |
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表2.1 TMS320第一代处理器 |
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