第1章 TMS320LF240X系列DSP概述该系列包括:
闪存,TMS320LF2402、TMS320 LF2406、TMS320 LF2407
ROM,TMS320LC2402、TMS320 LC2404、TMS320 LC2406
最具革命性产品,LF2407/ LF2407A,是当今世界上集成度最高、性能最强的 运动控制 DSP芯片。
1.1 DSP芯片的基本结构
1.什么是DSP芯片
DSP是一种特殊结构的微处理器,快速实现各种数字信号处理算法。
2,DSP芯片的基本结构
(1) 哈佛结构-程序和数据分开的结构程序和数据存储在两个不同的空间。
通用微处理器,存储器结构为 冯.诺依曼结构 。见下图程序存储器和数据存储器 共用 一个公共的存储空间和单一的地址和数据总线。
CPU
程序 /数据存储器哈佛结构,DSP的程序存储器空间和数据存储器空间分开,即 每个存储器空间独立编址,独立访问,并具有 独立的程序总线和数据总线,取指和执行能完全重叠进行。
允许数据存放在程序存储器中,并被算术指令运算指令直接使用。
指令存储在 高速缓冲器(Cache) 中,当执行本指令时,不需再从存储器中读取指令,节省一个机器周期的时间。
(2)流水线操作功能
DSP芯片采用多组总线结构,允许CPU同时进行指令和数据的访问。因而,可在内部实行流水线操作。
执行一条指令,总要经过 取指、译码、取数、执行 运算,需要若干个指令周期才能完成。 流水线技术是将各个步骤重叠起来进行。 既第一条指令取指、译码时,第二条指令取指;第一条指令取数时,第二条指令译码,第三条指令取指,依次类推。
(3)专门的硬件乘法器和乘加指令MAC
在数字信号处理的算法中,乘法和累加是基本的大量运算,占用绝大部分的处理时间 。例如,数字滤波,卷积,相关,向量和矩阵运算中,有大量的乘和累加运算。。 PC机计算乘法需多个周期用软件实现,而DSP设置了硬件乘法器以及乘加指令
MAC,在单周期内取两个操作数一次完成。
取指 取数取指 执行译码执行执行执行取指取指译码译码译码取数取数取数
(4)特殊的处理器指令采用特殊的指令。
例如,DMOV指令,把指令的数据复制到该地址加1的地址中,原单元的内容不变----数据移位,相当于延迟。
另一特殊指令LTD,在一个指令周期完成LT、DMOV和
APAC三条指令的内容。
(5) 高速的指令运行周期
DSP指令周期可为几ns,LF2407A为40ns 。
(6) 丰富的片内存储器件和灵活的寻址方式片内集成FLASH和双口RAM,通过片内总线访问这些存储空间,因此不存在总线竞争和速度匹配问题,
大大提高数据的读/写速度。
(7) 独立的直接存储器访问(DMA)总线及其控制器
DSP为DMA单独设置了完全独立的总线和控制器。
1.2 TMS320系列DSP概述该系列包括:定点、浮点、多处理器DSP和定点DSP。
体系结构专为实时数字信号处理而设计。
TI公司从1982年推出:
第一代 TMS32010、TMS32011等。
第二代 TMS32020、TMS320C025(改进型TMS320C2xx)
第三代 TMS32030、TMS320C32等。
TMS32040/TMS3204等。
第五代 TMS3205x/TMS320C54x等。
第六代 TMS32062x/TMS320C67x等(速度最快)。
TMS320C8X,内有多个DSP
三大系列,2000,5000,6000。
同一代的器件有相同的CPU结构,但片内存储器和外设配置不同。
1.3 TMS320LF240x系列 DSP控制器专为数字电机控制和其它控制系统而设计的。是当前集成度最高、性能最强的运动控制芯片。
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