3.3 Genera ţia TMS320 C2x - pns.ac.tuiasi.ropns.ac.tuiasi.ro/Doc/curs/Prezentare_05.pdf ·...

Procesoare Numerice Procesoare Numerice de de Semnal Semnal -- CURSCURS 11

3.3 3.3 GeneraGenera ţţiaia TMS320TMS320C2xC2x

GeneraGeneraţţiaia C2xC2x esteesteoo versiune extinsăversiune extinsă aa arhitecturiiarhitecturii C1xC1x ((arhitectur ăarhitectur ăHarvardHarvard pepe 1616 bibiţţii ,, îîn virgulă fixăn virgulă fixă). ).

Atunci când sunt necesare performanAtunci când sunt necesare performanţţe superioare fae superioare faţţăă de de cele oferitecele oferitede DSPde DSP--ulul C1x, TMS320C2xC1x, TMS320C2x oferă oferă oo compatibilitatecompatibilitate aa codului dar mai codului dar mai multe multe îîmbunătămbunătăţţiri structurale iri structurale şşi funci funcţţionaleionale.. Aceste Aceste îîmbunătămbunătăţţiri iri adăugate oferăadăugate oferă oo mai bună flexibilitate mai bună flexibilitate aa performanperformanţţeiei,, mai multă mai multă

memoriememorie onon--chipchip şşii oo maimai maremare putereputere dede calculcalcul. .

ExistăExistă dede asemenea un compilatorasemenea un compilatorANSI CANSI C proiectat pentruproiectat pentru C2x, careC2x, care translatează limbajultranslatează limbajul ANSI C directANSI C direct îîn limbajuln limbajul dede asamblareasamblarealal luiluiC2x.C2x.


3.3.1 3.3.1 C2x C2x -- IntroducereIntroducere

ProcesoareleProcesoareleDSP C2xDSP C2x realizează realizează 1010--12,5 MIPS. C2x12,5 MIPS. C2x oferă oferă oo performanperformanţţăă de 4de 4

ori mai bună decât generaori mai bună decât generaţţiaia C1xC1x şşi acceptăi acceptă codcod sursă sursă de lade la dispozitiveledispozitiveleC1x.C1x.

Durata ciclului instrucDurata ciclului instruc ţţiune esteiune estede de 80ns80ns. Au. Au fost introduse noi facilită fost introduse noi facilităţţi precumi precum: : 7474 instrucinstrucţţiuni suplimentareiuni suplimentare ((unun total de 134 detotal de 134 de instrucinstrucţţiuniiuni ), ), 88 registre registre auxiliareauxiliare,, stivastiva hardwarehardware pepe 88 nivelenivele,, un spaun spaţţiu maiiu mai mare demare dememoriememorie onon--chipchip şşi i operaoperaţţiiii dede multiplicaremultiplicare / ALU/ ALU îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu cucu execuexecuţţie simultanăie simultană. C2x. C2x

implementează adresareaimplementează adresareacu bitcu bit inversat pentru transformările inversat pentru transformările FourierFourier rapiderapide(FFT (FFT -- Fast Fourier Transforms)Fast Fourier Transforms) prinprin hardware,hardware, eliminând solueliminând soluţţiileiile softwaresoftwaregreoaie greoaie şşi i îîmbunătămbunătăţţind astfel performanind astfel performanţţaa..

OO altă altă facilitatefacilitate introdusă odată introdusă odată cucu generageneraţţiaia C2xC2x este prezeneste prezenţţa unuia unui generator generator dede stări stări dede aaşşteptareteptare pentru comunicareapentru comunicareacucu memoriile mai lentememoriile mai lenteoffoff--chip.chip.

Pentru generaPentru generaţţiaia C2x aC2x a fostfost pus lapus la dispozidispoziţţie un ie un compilatorcompilator ANSI CANSI C optimizatoroptimizator ..Acesta permite dezvoltarea Acesta permite dezvoltarea şşi depanarea codului i depanarea codului îînn ANSI C,ANSI C, fără necesitatea fără necesitatea

îînvănvăţţării unui nou limbajării unui nou limbaj dede asamblareasamblare. El. El scurtează scurtează dede asemenea durata asemenea durata cicluluiciclului dede dezvoltaredezvoltareaa produsului produsului şşi timpul i timpul îînn carecare acesta poate ajunge pe piaacesta poate ajunge pe piaţţăă..


3.3.2 3.3.2 C2xC2x -- Trăsături specifice Trăsături specifice

•• MemorieMemorie RAM de dateRAM de date programabilă programabilă onon--chip de 544 dechip de 544 decuvintecuvinte((incluzândincluzând RAMRAM --ulul de program / date de 256 dede program / date de 256 decuvintecuvinte))•• MemorieMemorie RAM de program / dateRAM de program / date configurabilă configurabilă de 1568 dede 1568 decuvintecuvinte (C26)(C26)•• MemorieMemorie de program ROM onde program ROM on--chip de 4chip de 4KcuvinteKcuvinte (C25)(C25)•• MemorieMemorie de program OTP onde program OTP on--chip de 4chip de 4KcuvinteKcuvinte•• SpaSpaţţiuiu total detotal de memoriememorie de date / program de 128de date / program de 128KcuvinteKcuvinte•• ALU /ALU / acumulatoracumulator de 32 dede 32 debibiţţii•• Multiplicator paralelMultiplicator paralel 16 x 16 cu16 x 16 cuprodus peprodus pe32 de32 debibiţţii•• MultiplicareMultiplicare cucu acumulare acumulare îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu•• InstrucInstruc ţţiuniiuni dede repetare pentru utilizarea eficientă repetare pentru utilizarea eficientă aa spaspaţţiuluiiului de de programprogram şşii oo execuexecuţţie ie îîmbunătămbunătăţţităită•• Deplasare blocurilor pentru managementul datelorDeplasare blocurilor pentru managementul datelor//programuluiprogramului•• Timer onTimer on--chipchip pentru operapentru operaţţiiii de controlde control•• PânăPână la 8la 8 registre auxiliareregistre auxiliare cu ocu o unitate aritmetică specifică unitate aritmetică specifică..


3.3.3 3.3.3 C2xC2x -- MultiplicatorulMultiplicatorul / ALU/ ALU

ÎÎ ntrntr --unun mod similarmod similar generageneraţţieiieiC1x,C1x, multiplicatorulmultiplicatorul onon--chipchip

realizeazărealizează oo îînmulnmulţţireire 16 x 16 cu16 x 16 cuprodusul peprodusul pe 32 de32 de bibiţţii ,, îîntrntr --un un singur ciclusingur ciclu.. TotuTotuşşii ,, pentrupentru aadubla performandubla performanţţaa,, dispozitiveledispozitiveledindin generageneraţţiaia C2x potC2x pot extrageextrage 22operanzioperanzi de datede date îîn timpul n timpul execuexecuţţiei iei îînmulnmul ţţirii irii şşi acumulării i acumulării rezultatuluirezultatului (MAC).(MAC).

ShifterulShifterul cucu recircularerecirculare de 16de 16 bibiţţi i scalează datele scalează datele îîn paraleln paralel cucuoperaoperaţţiile efectuateiile efectuate de ALU;de ALU;datele sunt deplasatedatele sunt deplasatecucu până până la 16la 16pozipoziţţii pe durata aceluiaii pe durata aceluiaşşi ciclu i ciclu folosit folosit şşii de ALU.de ALU. ShifterulShifterul cucudeplasaredeplasare lala stângastânga cu 0, 1, 4,cu 0, 1, 4,sausau66 pozipoziţţii opereazăii operează dede asemenea asemenea îîn n paralelparalel cu ALUcu ALU pentrupentru aa realiza realiza atâtatât oo aritmetică aritmetică îîntreagăntreagă,, cât cât şşi i una fracuna fracţţionarăionară..


3.3.4 3.3.4 C2xC2x -- InterfaInterfa ţţa pentru dispozitivelea pentru dispozitivele offoff --chipchip

GeneraGeneraţţiaia C2xC2x dispunedispunede ode o arhitectură internă arhitectură internă

HarvardHarvard modificată pentru modificată pentru aa realiza extrageri paralelerealiza extrageri paralelede datede dateşşi instruci instruc ţţiuniiuni .. ÎÎ nn exterior,exterior, aceste magistrale aceste magistrale sunt multiplexate pentrusunt multiplexate pentru a reducea reducedimensiunile capsulei dimensiunile capsulei şşi costul dispozitivuluii costul dispozitivului.. Cea maiCea maimaremare parteparte aa aplicaaplicaţţiilor iilor plasează fie programulplasează fie programul,, fie datelefie datele,, îîn memorian memoria onon--chip,chip, cealaltă componentă regăsinducealaltă componentă regăsindu--seseîîn memorian memoria offoff--chipchippentrupentru aa minimiza conflictele pe magistralele externe minimiza conflictele pe magistralele externe şşi i pentrupentru aa maximiza performanmaximiza performanţţa sistemuluia sistemului..

SemnalulSemnalul dede strobare corespunzător este selectat strobare corespunzător este selectat dede

către procesor dupăcătre procesor după cum secum se execută un ciclu execută un ciclu fetch,fetch, sausau oo

comandăcomandă I/O.I/O. Aceste semnale uAceste semnale uşşurează interfaurează interfa ţţareaarea cucumemoriamemoria offoff--chipchip şşii cucu perifericele externeperifericele externe..

LiniaLinia READYREADY permite adăugarea stărilor permite adăugarea stărilor dede aaşşteptare teptare îîn vederea accesuluin vederea accesuluilala

memoria externămemoria externă.. Acest fapt esteAcest fapt esteutilutil îîn cazul sistemelorn cazul sistemelorcucu prepreţţ redusredus (low cost), care(low cost), care utilizeazăutilizează oo memorie externă mai lentă pentru memorie externă mai lentă pentru a reducea reducecostulcostul,, îîn timp ce n timp ce performanperformanţţa rămâne nealterată prin utilizarea intensivăa rămâne nealterată prin utilizarea intensivă aa memorieimemoriei onon--chip.chip.


3.3.4 3.3.4 C2xC2x -- InterfaInterfa ţţa pentru dispozitivelea pentru dispozitivele offoff --chipchip

SemnaleleSemnalele/HOLD (hold)/HOLD (hold) şşii /HOLDA (hold acknowledge) permit/HOLDA (hold acknowledge) permit unui procesorunui procesor externextern

să oprească execusă oprească execuţţiaia,, să acceseze să acceseze directdirect memoria externă memoria externă aa luilui C25C25 şşi să permită i să permită reluarea operăriireluarea operării .. Această solu Această soluţţie este extremie este extremdede utilă utilă îîn unele proiecten unele proiectecucu mai multe mai multe dispozitivedispozitive C25,C25, sau sau îîn sistemen sistemecarecare dispundispun dede un procesor gazdă un procesor gazdă.. Un semnal separat Un semnal separat pentru selecpentru selecţţiaia I/OI/O permite implementareapermite implementarea a 16a 16 porturiporturi I/OI/O pe seama magistraleipe seama magistraleide de date de 16date de 16bibiţţii .. PorturilePorturile I/O permit oI/O permit o interfainterfa ţţare simplăare simplă cucu convertoareleconvertoarele ADCADC şşiiDAC,DAC, deoarece aceste porturideoarece aceste porturiI/OI/O dispundispun dede un semnalun semnal dede selecselecţţie separatie separat,, pe lângă pe lângă

semnalelesemnalelestandard alestandard aleinterfeinterfeţţeiei cucu magistralamagistrala de date.de date.

PortulPortul serialserial reprezintă reprezintă oo interfainterfa ţţăă dede separare faseparare faţţăă dede circuitelecircuitele dede intefaintefaţţă analogiceă analogice..AcestAcest portport este dublu bufferateste dublu bufferat cucu circuitecircuite separateseparate pentru transmisie pentru transmisie şşi pentru i pentru receprecepţţieie,, permipermiţţândând raterate serialeserialedede transmisietransmisie dede până până la 6,25la 6,25MbpsMbps..

Tr ăsăturile specifice interfeTr ăsăturile specifice interfeţţei pentru dispozitiveleei pentru dispozitivele offoff--chip alechip ale procesoarelorprocesoarelor C24xC24xsuntsunt::•• InterfaInterfa ţţaa de 16de 16bibiţţii , de tip, de tip microprocesormicroprocesor, la o, la o singură magistrală singură magistrală

•• Stări Stări dede aaşşteptare pentru comunicateptare pentru comunicaţţiaia cucu memorii sau periferice mai lentememorii sau periferice mai lente•• 16 16 canalecanaledede intrareintrare //ieieşşireire care permitcare permit accesuriaccesuriI/OI/O îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu•• Port serial.Port serial.


3.3.53.3.5 C2xC2x -- Realizarea sumeiRealizarea sumei dede produseproduse (TMS320C25)(TMS320C25)

ExemplulExemplul ilustrează implementarea unui filtruilustrează implementarea unui filtru FIR cu 50 deFIR cu 50 dederivaderivaţţiiii , care, care esteesteoo sumă sumă

dede produseproduse.. Această operare necesită Această operare necesită 44 funcfuncţţii pentru fiecare ramurăii pentru fiecare ramură aa filtruluifiltrului . .


3.3.53.3.5 C2xC2x -- Realizarea sumeiRealizarea sumei dede produseproduse (TMS320C25)(TMS320C25)

MaiMai îîntâintâi,, conconţţinutul registrului temporarinutul registrului temporar (TR (TR -- Temporary Register)Temporary Register) trebuie trebuie îîncărcat ncărcat îîn multiplicator utilizând comandan multiplicator utilizând comanda LT.LT.

ApoiApoi, se, se execută execută oo deplasaredeplasareaa datelordatelor (DMOV). DMOV(DMOV). DMOV esteesteoo metodă metodă dede adresareadresare aaseturilorseturilor de datede date anterioare pentru algoritmiianterioare pentru algoritmii DSPDSP obiobişşnuinuiţţii . De. De exempluexemplu,, după ce după ce

primulprimul set deset decalcule este executat asupra unuicalcule este executat asupra unuiset de dateset de dateasociate unui filtruasociate unui filtru FIR, oFIR, o

nouă valoare trebuie adusănouă valoare trebuie adusă,, iar vechea valoare trebuie descărcată iar vechea valoare trebuie descărcată. DMOV. DMOV permite permite acest lucru prin tratarea datelor acest lucru prin tratarea datelor îîntrntr --oo manieră circulară manieră circulară, cu, cu vechile vechile şşi noile valori i noile valori plasate unele lângă celelalteplasate unele lângă celelalte. La. La sfârsfârşşitul fiecărui calculitul fiecărui calcul , o, o nouă valoare nouă valoare sese plasează plasează îîn n memorie memorie îîn locul vechii valorin locul vechii valori.. ÎÎ n sfârn sfârşşitit ,, rezultatul rezultatul îînmulnmulţţirii anterioare esteirii anterioare este"" acumulatacumulat" (APAC)," (APAC), iar iar îînmulnmulţţireairea (MPY)(MPY) este realizată este realizată..

LaLa un procesorun procesorC1x, sC1x, s--ar putea realiza primelear putea realiza primele33 funcfuncţţii ii îîn paralel utilizând n paralel utilizând instruinstru ţţiuneaiunea LTD,LTD, multiplicarea ocupând unmultiplicarea ocupând un alal doilea cicludoilea ciclu.. ProcesorulProcesorulC25 mergeC25 mergeununpaspasmai departe executând toate celemai departe executând toate cele44 funcfuncţţii ii îîntrntr --un singur ciclu prin instrucun singur ciclu prin instruc ţţiuneaiuneaMACD (MACD ( multiplic ămultiplic ă,, acumulează acumulează şşi deplasează datelei deplasează datele).). Utilizând instrucUtilizând instruc ţţiuneaiunea MACDMACDîîn combinan combinaţţieie cucu instrucinstrucţţiuneaiunea dede repetarerepetare (RPTK),(RPTK), este posibilă este posibilă oo reducere reducere substansubstanţţialăială aa spaspaţţiuluiiului dede memorie memorie şşii oo dublaredublare aa performanperformanţţeiei..


3.3.6 TMS3203.3.6 TMS320C25C25TrăsăturiTrăsături aleale dispozitivuluidispozitivului C25:C25:

•• OperaOperaţţieie dede multiplicaremultiplicare cucuacumulareacumulare (MAC)(MAC) îîntrntr --un singur un singur cicluciclu•• InstrucInstruc ţţiuneiune dede repetare pentru repetare pentru crecreşşterea eficienterea eficienţţei execuei execuţţieiiei•• UnitateUnitate ALUALU şşi acumulatori acumulator de de 32 de32 debibi ţţii•• 8 8 registre auxiliareregistre auxiliare cucu unitate unitate

aritmetică dedicatăaritmetică dedicată•• Multiplicator paralelMultiplicator paralel 16 x 16 cu16 x 16 cuprodusul peprodusul pe 32 de32 debibi ţţii•• Shifter Shifter paralelparalel de 0de 0 până până la 16la 16bibiţţii•• Acceptă Acceptă codcod sursă sursă de lade lagenerageneraţţiaia C1xC1x•• DotăriDotări de tipde tip multiprocesor multiprocesor

•• Facilită Facilităţţii de tipde tip microprocesormicroprocesor•• Periferice mapate Periferice mapate îîn memorian memoriaonon--chipchip•• CompilatorCompilator ANSI C.ANSI C.


3.3.6 TMS3203.3.6 TMS320C25C25

C25 C25 dispunedispunedede unun set de set de 134 de134 deinstrucinstrucţţiuniiuni dede uzuz generalgeneral şşi specificei specificeDSP, DSP, 88 registre auxiliareregistre auxiliare, , oo stivă stivă hardware cu 8hardware cu 8nivelenivele, , 44 KcuvinteKcuvinte de 16de 16bibiţţii dedememoriememorie ROM de program onROM de program on--chipchip şşii 544544cuvintecuvinte de 16de 16bibiţţii dede memoriememorieRAM onRAM on--chipchip carecare poatepoate fifi configurată configurată caca memoriememorie de datede datesausaude program,de program,un câmpun câmp dede adrese externeadrese externedede până până la 64la 64 KcuvinteKcuvinte atât pentruatât pentru date,date, cât cât şşi i pentrupentru program,program, unun port serialport serial şşii 1616 porturiporturi I/OI/O . .

C25 C25 opereazăoperează la 80ns, 100ns,la 80ns, 100ns,sausau la 120ns,la 120ns,ceea ce permite realizareaceea ce permite realizareaa 12,5 a 12,5 MIPS, 10 MIPS,MIPS, 10 MIPS, sausau8,25 MIPS,8,25 MIPS,respectivrespectiv. C25. C25este prezentat este prezentat îîntrntr --oo capsulă capsulă

PLCC cu 68 dePLCC cu 68 depinipini ,, sau sau îîntrntr --unauna PQFP OTP cu 80 dePQFP OTP cu 80 depinipini . .

VersiuneaVersiuneaOTPOTP îînlocuienlocuieşştete ROMROM --ulul de program de 4K cu ROM OTPde program de 4K cu ROM OTPpentru realizarea prototipurilorpentru realizarea prototipurilor ..


3.3.7 TMS3203.3.7 TMS320C26C26C26 C26 este compatibil este compatibil îînn codcod obiect obiect şşii lalapinipini cu C25.cu C25.MemoriaMemoria onon--chip achip a luilui C26 C26 aa fost configurată pentru sisteme bazate fost configurată pentru sisteme bazate

pepe RAM.RAM. Dispozitivul dispuneDispozitivul dispune dede ununROM deROM de bootare bootare şşii de 1,5de 1,5KcuvinteKcuvinte de de 1616 bibiţţii de RAM, care pot fide RAM, care pot fi configurateconfiguratecaca memoriememorie de programde program sausaude date.de date.

Caracteristicile luiCaracteristicile lui C26:C26:••Ciclu instrucCiclu instruc ţţiuneiune de 100nsde 100ns••AcceptăAcceptă codcod sursă sursă de lade la generageneraţţiaia C1xC1x••DomeniuDomeniu dede adrese extins până adrese extins până la 128la 128KcuvinteKcuvinte••MultiplicareMultiplicare cucu acumulareacumulare (MAC)(MAC)îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu••Set cu 134 deSet cu 134 deinstrucinstrucţţiuniiuni dede uzuzgeneralgeneralşşi specificei specificeDSPDSP••Carcteristici multiprocesorCarcteristici multiprocesor••Caracteristici microprocesorCaracteristici microprocesor••Periferice mapate Periferice mapate îîn memorian memoria onon--chipchip••CompilatorCompilator ANSI CANSI C••CapsulăCapsulă PLCC cu 68 dePLCC cu 68 depinipini ..


3.4 3.4 GeneraGenera ţţiaia TMS320TMS320C2xxC2xx

GeneraGeneraţţiaia C2xxC2xx îîmbinămbină oo performanperformanţţă crescutăă crescută cucu unun costcost mai scăzut mai scăzut. . C2xxC2xx conconţţine ine dispozitivedispozitive DSPDSPpepe 1616 bibiţţi i îîn virgulă fixăn virgulă fixă,, bazate pebazate peoo

arhitectur ăarhitectur ă HarvardHarvard modificată modificată, care, care oferă oferă oo performanperformanţţăă dede până până la la 40 MIPS40 MIPS şşii oo putere disipată putere disipată de 1,1mA / MIPS.de 1,1mA / MIPS.

DispozitiveleDispozitivele C2xxC2xx sunt realizate sunt realizate îîn tehnologie staticăn tehnologie statică,, dispundispun dedeversiuniversiuni de 3V, aude 3V, au unun mod idlemod idle şşii potpot utiliza oputiliza opţţiuniiuni onon--chipchip pentrupentruPLL.PLL. Aceste facilită Aceste facilităţţi contribuiei contribuie lala reducerea puterii solicitatereducerea puterii solicitate..

DispozitiveleDispozitiveleC2xxC2xx sunt compatibile sunt compatibile îînn codcod sursă sursă cucu generageneraţţiaia C2xC2x şşi i sunt compatibile sunt compatibile îîn susn suscucu generageneraţţiaia C5x.C5x. AsamblorulAsamblorul C5xC5x acceptă acceptă

instrucinstrucţţiunileiunile C2xx caC2xx caşşi instruci instruc ţţiunile specificeiunile specificeC5x.C5x. SetulSetul dedeinstrucinstrucţţiuni pentruiuni pentru C2xxC2xx îîncorporează toate instrucncorporează toate instrucţţiunile luiiunile lui C2xC2x şşi i adaugă alteleadaugă altele1111 noinoi..


3.4.1 3.4.1 C2xx C2xx -- IntroducereIntroducere

NucleulNucleul CPU la C2xxCPU la C2xxdispunedispunedede memoriememorie RAM cuRAM cu dublu accesdublu accesde 544 de 544 dede cuvintecuvinte.. DomeniulDomeniul dede adrese externe esteadrese externe estede 224de 224KcuvinteKcuvinte;; câtecâte 64 64 dede Kcuvinte pentruKcuvinte pentru date, programdate, program şşii I/OI/O şşii 32 de32 deKcuvinteKcuvinte dede memorie memorie

globală pentru operareaglobală pentru operareade tipde tip multiprocesormultiprocesor..

GeneraGeneraţţiaia C2xxC2xx este este îînsonsoţţităită de ode o suită completă suită completă dede unelteunelte dededezvoltaredezvoltare, care permit, care permit uuşşurarea procesuluiurarea procesului dede proiectareproiectare -- dezvoltaredezvoltare. . Texas InstrumentsTexas Instruments oferă un compilator oferă un compilator C /C / asamblorasamblor / linker,/ linker, ununsimulator,simulator, un modulun modul dede evaluare evaluare şşi uni un emulator /emulator / depanatordepanator carecare

suportă standardulsuportă standardul JTAG IEEE 1149.1.JTAG IEEE 1149.1. Numeroase alte companii Numeroase alte companii

furnizeazăfurnizează dede asemenea unelteasemenea uneltedede dezvoltare pentru generadezvoltare pentru generaţţiaia C2xx.C2xx.

GeneraGeneraţţiaia C2xxC2xx conconţţineine dede asemenea asemenea primele dispozitiveprimele dispozitive DSP aleDSP alefirmeifirmei TI careTI care dispundispun dede memoriememorie flash onflash on--chipchip. F206 are 32 de. F206 are 32 deKcuvinteKcuvinte dede memoriememorie flashflash şşii 4,5 de4,5 deKcuvinteKcuvinte de RAM,de RAM, permipermiţţând ând eliminarea memoriilor externe mai scumpeeliminarea memoriilor externe mai scumpe..


3.4.2 3.4.2 C2xxC2xx -- Trăsături specifice Trăsături specifice

•• MemorieMemorie RAM de date / program onRAM de date / program on--chip dechip de până până la 4,5la 4,5KcuvinteKcuvinte•• MemorieMemorie flash onflash on--chip de 32chip de 32KcuvinteKcuvinte (F206)(F206)•• ALU /ALU / acumulatoracumulator de 32 dede 32 debibiţţii•• Multiplicator paralelMultiplicator paralel 16 x 16 cu16 x 16 cuprodus peprodus pe32 de32 debibiţţii•• InstrucInstruc ţţiuniiuni dede repetare pentru utilizarea eficientă repetare pentru utilizarea eficientă aa spaspaţţiuluiiului de de programprogram şşii oo execuexecuţţie ie îîmbunătămbunătăţţităită•• Timer onTimer on--chip de 16chip de 16bibiţţii•• Shifter cuShifter cu recircularerecirculare de 16de 16bibiţţii•• Stivă Stivă hardware cu 8hardware cu 8nivelenivele•• Mod "power down"Mod "power down"•• Generator deGenerator de stări stări dede aaşşteptareteptare softwaresoftware•• CapsulăCapsulă TQFP cu 80TQFP cu 80sausau100 de100 depinipini•• OpOpţţiuniiuni multiplemultiple pentrupentru PLLPLL pentru reducerea interferenpentru reducerea interferenţţelor elor electromagneticeelectromagnetice(EMI)(EMI) şşii aa puterii disipate pe dispozitivputerii disipate pe dispozitiv


3.4.3 3.4.3 C2xxC2xx -- PortulPortul serialserial sincronsincron

C2xxC2xx oferă un oferă un port serialport serial sincronsincron full full--duplex cu rată de transfer deduplex cu rată de transfer de până până la la 2020 MbpsMbps (la o(la o durată durată aa ciclului ciclului instrucinstrucţţiuneiune de 25ns). Rata de transferde 25ns). Rata de transfer este jumătateeste jumătate dindin viteza ceasuluiviteza ceasuluiextern extern alal dispozitivuluidispozitivului .. AcestAcest port serialport serialsincron bidirecsincron bidirecţţional permite ional permite comunicacomunicaţţia directăia directă cu diversecu diversedispozitive seriale precumdispozitive seriale precum,, codeccodec--uriuri , , ADCADC seriale seriale şşi alte sisteme serialei alte sisteme seriale..PortulPortul serialserial poatepoate fifi utilizat pentru utilizat pentru intercomunicaintercomunicaţţii ii îîntre procesoare ntre procesoare îîn n aplicaaplicaţţiileiile cucu multiprocesaremultiprocesare..

Atât laturaAtât latura dede receprecepţţieie,, cât cât şşi ceai cea dedetransmisietransmisie, ale, aleportuluiportului serialserial dispundispun dedeunun buffer cu 4buffer cu 4 nivelenivele dede adâncimeadâncime,, sausauFIFO,FIFO, permipermiţţândând ca CPUca CPU să accepte să accepte ooîîntreruperentrerupere de 1, 2, 3,de 1, 2, 3,sausau 44 nivelenivele dedeadâncimeadâncime.. Această Această capacitatecapacitatepermitepermite o o intervenintervenţţie redusăie redusă dindin parteapartea CPUCPU şşii oocrecreşşteretere aa flexibilită flexibilităţţii ii şşii aa eficieneficienţţei ei îîn n ce privece priveşşte transferul datelorte transferul datelor..


3.4.4 3.4.4 C2xxC2xx -- PortulPortul serial serial asincronasincron

C2xxC2xx dispunedispunedede unun port serialport serialasincronasincron fullfull --duplexduplex şşi dublu i dublu bufferatbufferat . El. El acceptă acceptă date de 8date de 8bibiţţi i şşi poatei poate fifi programat prin programat prin intermediul unui registruintermediul unui registru carecare

acceptăacceptă rate de transfer derate de transfer de pânăpână la 2,5la 2,5MbpsMbps. .

PortulPortul serialserial asincron poateasincron poatefifiutilizat pentruutilizat pentru aa comunicacomunicacucualte dispozitivealte dispozitive,, precum precum microcontroleremicrocontrolere,, sau pentru sau pentru conexiuniconexiuni RSRS--232 care232 care suportă suportă

transferuritransferuri de date dede date de până până la la 115,2115,2KbpsKbps..


3.4.5 3.4.5 C2xxC2xx -- ÎÎncărcătorulncărcătorul (boot loader)(boot loader)

Unele dispozitiveUnele dispozitiveC2xxC2xx dispundispun onon--chip dechip deunun boot loaderboot loader codificatcodificat hard, carehard, care permite permite îîncărcarea codului dintrncărcarea codului dintr --unun EPROM EPROM extern de 8extern de 8bibiţţi i îînn RAMRAM --ulul internintern sausauextern. EPROMextern. EPROM--ul este mapat ul este mapat îîn zona n zona memorieimemoriei de datede dateglobaleglobale.. Odată ce Odată ce

operaoperaţţiaia dede îîncărcare ncărcare îîncepencepe,, dateledatelede 8de 8bibiţţi sunt cititei sunt citite dede dispozitiv dispozitiv şşi reasamblate i reasamblate îîn cuvinten cuvinte de 16de 16bibiţţii la ola o destinadestinaţţie ie specificatăspecificată dede utilizatorutilizator . La. La terminarea terminarea îîncărcăriincărcării ,, controlul dispozitivului este controlul dispozitivului este trecuttrecut lala îînceputul programuluinceputul programului ..


3.4.6 3.4.6 C2xxC2xx -- Magistrala memorieiMagistrala memoriei

ArhitecturaArhitectura de tip Harvardde tip Harvard avansată avansată aa generageneraţţieiiei C2xxC2xx maximizează puterea maximizează puterea dede procesare prin procesare prin menmenţţinereainerea aa două structuri două structuri separateseparatepentru magistralapentru magistrala dede memoriememorie, de program, de program şşii de date,de date,îîn n vederea unei execuvederea unei execuţţiiii lala îîntreaga vitezăntreaga viteză.. Această structură Această structură cucu magistralemagistrale multiplemultiple permite citirea permite citirea

simultană atâtsimultană atât aa datelordatelor,, cât cât şşii aa instrucinstrucţţiuniloriunilor .. InstrucInstruc ţţiunile suportă transferuriiunile suportă transferuri de datede dateîîntre ntre cele două spacele două spaţţiiii .. Această arhitectură permite stocarea coeficien Această arhitectură permite stocarea coeficienţţilor ilor îîn memorian memoria program,program, citirea citirea lor lor îîn memorian memoria RAM,RAM, eliminarea necesită eliminarea necesităţţii unuiii unui ROMROM separat pentru coeficienseparat pentru coeficienţţii .. AceastaAceasta,,îîmpreunămpreună cu pipelinecu pipeline--ul peul pe 44 nivelenivele dede adâncimeadâncime, permit, permit luilui C2xxC2xx să să executeexecutecea maicea maimaremare parteparteaa instrucinstrucţţiunilor iunilor îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu..


3.4.6 3.4.6 C2xxC2xx -- Magistrala memorieiMagistrala memoriei

MemoriaMemoria DARAM (RAM cuDARAM (RAM cu dublu accesdublu acces)) permite scrieri permite scrieri şşi citirii citiri din RAMdin RAM îîn n acelaacelaşşi ciclui ciclu,, fără restric fără restricţţiileiile dede adresareadresarecaca îîn cazuln cazul RAMRAM --uluiului cucu acces unicacces unic(SARAM). DARAM(SARAM). DARAM este configurată este configurată îînn 33 blocuriblocuri : B0, B1: B0, B1 şşii B2.B2. BloculBlocul B0B0 esteestede de 256 de256 decuvinte cuvinte şşi poatei poate fifi configuratconfigurat caca memoriememorie de programde program sausaude date.de date.BloculBloculB1B1 conconţţineine 256 de256 decuvintecuvinte,, iariar B2, 32 deB2, 32 decuvintecuvinte. B1. B1 şşii B2B2 sunt blocurisunt blocuri dede memoriememoriede date.de date.

Unele dispozitiveUnele dispozitiveC2xxC2xx dispun dispun şşii dede memoriememorie SARAMSARAM şşii //sausau ROM. F206 include ROM. F206 include oo memoriememorie flash de 32 deflash de 32 deKcuvinteKcuvinte.. MemoriaMemoria flashflash oferă oferă oo alternativă excelentă alternativă excelentă la la RAMRAM datorită costului ei mai redus datorită costului ei mai redus şşii aa stocării nevolatile stocării nevolatile;; ea reprezintă ea reprezintă oo

alternativă alternativă şşi fai faţţăă de ROMde ROM datorită reprogramabilită datorită reprogramabilităţţiiii sale.sale.

Abilitatea memorieiAbilitatea memoriei DARAM de aDARAM de a efectua două accesuri efectua două accesuri îîntrntr --un cicluun ciclu,, îîmpreunămpreunăcucu arhitectura pur paralelă arhitectura pur paralelă aa generageneraţţieiiei C2xx,C2xx, permite acestor dispozitive să permite acestor dispozitive să

realizezerealizeze33 accesuri concurenteaccesuri concurentelala memorie memorie îîn orice ciclu man orice ciclu maşşinăină..


3.4.7 TMS3203.4.7 TMS320C203C203C203C203îîncorporează toate ncorporează toate tr ăsăturile nucleuluitr ăsăturile nucleului C2xxC2xx şşi i adaugă adaugă două porturi serialedouă porturi serialedede îînaltă performannaltă performanţţă pentru ă pentru îîmbunătămbunătăţţirea comunicairea comunicaţţieiieicucu dispozitive perifericedispozitive periferice.. Există Există unun port serialport serial sincronsincroncucu unun FIFO cu 4FIFO cu 4 nivelenivele dedeadâncimeadâncime, care conduce la o, care conduce la ointervenintervenţţie scăzutăie scăzută a CPUa CPU şşiilala un preun preţţ redusredus.. UnUn port port serialserial asincronasincron fullfull --duplex,duplex,unun generatorgenerator programabilprogramabil dede

stăristări dede aaşşteptare teptare şşi uni un timer timer de 16de 16bibi ţţi reprezintă alte i reprezintă alte facilit ăfacilit ăţţii aleale dispozitivuluidispozitivului ..Porturile serialePorturile seriale, timer, timer--ul ul şşi i generatorulgeneratorul dede stări stări dedeaaşşteptare sunt mapate teptare sunt mapate îîn n spaspaţţiuliul I/O. C203I/O. C203 este este îîncapsulat ncapsulat îînn TQFP cu 100TQFP cu 100pinipini ..


3.4.8 TMS3203.4.8 TMS320C204C204

C204 seC204 se bazează pe bazează pe

acelaacelaşşi nucleui nucleu caca şşii C203C203şşi oferă aceleai oferă aceleaşşi i performanperformanţţe e şşi i perifericeperiferice.. ÎÎ nn plus, C204plus, C204 adaugăadaugă 44 KcuvinteKcuvinte de de ROMROM mascat pentru mascat pentru stocareastocareaonon--chip achip aprogramuluiprogramului lala un preun preţţ scăzutscăzut. C204. C204este inclus este inclus îîntrntr --oo capsulă capsulă TQFP cu TQFP cu 100 de100 depini pini şşi este i este compatibilcompatibil la pin cu la pin cu C203.C203.


3.4.9 TMS3203.4.9 TMS320C/F206C/F206F206F206este primuleste primul DSPDSPprodusprodus de firma TI de firma TI carecare îîncorporeazăncorporează onon--chipchip memoriememorie flashflash..DispozitivulDispozitivul Flash DSP Flash DSP F206F206dispunedispunede 32 dede 32 deKcuvinteKcuvinte dede memoriememorieflashflash integrată integrată îîn n spaspaţţiul memorieiiul memorieiprogram.program. MemoriaMemoriaflashflash este atractivă este atractivă cacamemoriememorie de programde programdeoarece eadeoarece eaareare unun costcostmai redus decâtmai redus decâtSRAMSRAMşşii oo maimai maremareflexibilitate decâtflexibilitate decâtROM.ROM.

AlăturiAlături dede memoriamemoria flash, F206flash, F206dispune dispune şşii dede un spaun spaţţiuiu total detotal de memoriememorie RAM onRAM on--chip chip de 4,5K.de 4,5K.Acest nivelAcest niveldede integrareintegrare aa memoriei permitememoriei permite cucu adevărat realizarea unor adevărat realizarea unor solusoluţţiiii"one"one--chip"chip" pentru multe sistemepentru multe sisteme..


3.4.10 TMS3203.4.10 TMS320C209C209

C209 aC209 afost primul fost primul membrumembru alal generageneraţţieiieiC2xx. ElC2xx. El preia nucleulpreia nucleulC2xxC2xx şşi adaugăi adaugă 44KcuvinteKcuvinte de ROMde ROM şşi i îîncăncă44 KcuvinteKcuvinte de RAM (de RAM (ununtotal de 4,5total de 4,5KcuvinteKcuvinte).).MemoriaMemoria onon--chipchipsuficientsuficient de mare,de mare,capsula capsula destuldestul de mică de mică şşi costul i costul relativ scăzut facrelativ scăzut fac caca acest acest

dispozitiv să fie unul dispozitiv să fie unul extremextrem dede atractiv pentru atractiv pentru aplicaaplicaţţiiii cucu constrângericonstrângerisevere desevere despaspaţţiuiu, ca de, ca de exemplu controlerele exemplu controlerele miniatur ă pentruminiatur ă pentru hardhard--diskdisk--uriuri ..

C209C209nunu includeinclude porturile serialeporturile seriale aleale luilui C203. C203.



DispozitiveleDispozitiveleC24xC24x reprezintă un grup reprezintă un grup dede procesoare optimizate procesoare optimizate pentru pentru controlulcontrolul digital aldigital al motoarelormotoarelor şşi includ i includ manageremanagerededeevenimenteevenimentespecialspecialproiectate pentruproiectate pentru aa permite unpermite un control robustcontrol robust şşi i eficienteficient dindin punctpunct dede vederevedereenergetic alenergetic almotoarelormotoarelor. .

Aceste produse sunt Aceste produse sunt îînn mod specialmod specialadecvate adecvate controluluicontrolului cucu viteză viteză

variabil ăvariabil ă aa motoarelor fără perii motoarelor fără perii, , incluzândincluzând::

•• motoaremotoare dede curent continuucurent continuu cucu magnemagneţţi permaneni permanenţţii ,,

•• de de curent alternativcurent alternativ dede inducinducţţieie,, sausau

•• cu cu reluctanreluctanţţă comutatăă comutată..



ControlereleControlerele DSP dinDSP din generageneraţţiaia TMS320C24xTMS320C24x sunt dispozitive optimizate pentru sunt dispozitive optimizate pentru controlul performantcontrolul performant alal motoarelor motoarelor şşi i fac partefac parte dindin generageneraţţiaia C2xxC2xx aa firmeifirmei TI.TI.EleEle auau fostfost specialspecial concepute pentru aplicaconcepute pentru aplicaţţiileiile de controlde control şşi combină toate i combină toate facilit ăfacilit ăţţile necesare pentru implementareaile necesare pentru implementareade de controlerecontrolere singlesingle--chipchip,, îîmbinând mbinând îînalta performannalta performanţţăă aa unui nucleuunui nucleu DSP cuDSP cu perifericeleperifericele onon--chip alechip ale unui unui microcontrolermicrocontroler . .

Această abordareAceastă abordare conduce laconduce laobobţţinerea unui inerea unui controlercontroler DSP deDSP deîînaltă performannaltă performanţţăă, , carecare costituiecostituie oo alternativă mai ieftină fa alternativă mai ieftină faţţăă de de MCUMCU --urile mai lenteurile mai lente,, dar dar şşi fai faţţăă de de ASICASIC--urile scumpe sau proiectele multichipurile scumpe sau proiectele multichip. .

La oLa o durată durată de 50ns ade 50ns aciclului instrucciclului instruc ţţiuneiune, C24x, C24x oferă oferă de de 1010 până până la 20 dela 20 de ori ori viteza microcontrolerelor sauviteza microcontrolerelor sauaa microprocesoarelormicroprocesoarelorde 16de 16bibiţţi tradii tradi ţţionaleionale..

NucleulNucleul de 16de 16 bibiţţii ,, îîn virgulă fixăn virgulă fixă, care, care constituie motorulconstituie motorul DSP alDSP al dispozitivelordispozitivelorC24xC24x furnizează furnizează oo variantă variantă de control digital carede control digital care nu sacrifică precizia nu sacrifică precizia şşi i performanperformanţţa solua soluţţiiloriilor . De. De faptfapt,, performanperformanţţa sistemului poatea sistemului poate fifi chiar chiar îîmbunătămbunătăţţităită prin utilizarea algoritmilor avansaprin utilizarea algoritmilor avansa ţţii de controlde control pentru tehnici pentru tehnici precum controlul adaptivprecum controlul adaptiv,, filtrarea Kalmanfiltrarea Kalman ,, sau controlul după sau controlul după stare.stare.


3.5.2 3.5.2 C24x C24x -- ArhitecturaArhitecturaDinDin punctpunct dede vederevederealal arhitecturiiarhitecturii , , C24x seC24x se bazează pe nucleul bazează pe nucleul DSP alDSP algenerageneraţţieiiei C2xx.C2xx. Flexibilitatea Flexibilitatea operaoperaţţională ională şşi viteza luii viteza lui C24xC24x este este

rezultatul implementării unei rezultatul implementării unei arhitecturi avansatearhitecturi avansatede tip Harvardde tip Harvard

modificatămodificată (care(care dispunedispune dedemagistralemagistrale separateseparate pentru pentru memoriamemoria de programde program şşi ceai cea de de date), adate), a unuiunui pipelinepipeline multinivelmultinivel , a, aunor perifericeunor periferice onon--chip, achip, a memorieimemorieionon--chipchip şşii aa unuiunui set deset deinstrucinstrucţţiuni iuni specializatspecializat. C24x. C24x realizează până realizează până la la 40 MIPS.40 MIPS.

DispozitiveleDispozitiveleC24xC24x sunt compatibile sunt compatibile îînn codcod sursă sursă cucu generageneraţţiaia C2x,C2x, îîn n josjos,, şşii cucu generageneraţţiaia C5x,C5x, îîn susn sus..AsamblorulAsamblorul C5xC5x acceptă acceptă

instrucinstrucţţiunileiunile C24x,C24x,precum precum şşi i instrucinstrucţţiunile specificeiunile specificeC5x.C5x. SetulSetuldede instrucinstrucţţiuniiuni C24xC24x îîncorporează ncorporează toate instructoate instrucţţiunileiunile C2xC2x şşi adaugă i adaugă altealte 1111 noi instrucnoi instrucţţiuniiuni ..



GeneraGeneraţţiaia TMS320C3xTMS320C3x reprezintă reprezintă primaprima serieseriede DSPde DSP--uri uri îîn virgulă mobilăn virgulă mobilă aa firmeifirmei TITI .. DispozitiveleDispozitiveleC3x permit oC3x permit outilizare uutilizare u şşoară oară şşi dispuni dispun de ode o arhitectură arhitectură dede îînaltă naltă performanperformanţţăă carecare permite dezvoltarea rapidă permite dezvoltarea rapidă aa proiectelorproiectelor..

DispozitiveleDispozitiveleC3x pot fiC3x pot fi utilizate utilizate îîntrntr --o mareo marevarietatevarietate dededomeniidomenii,, incluzând domeniul aplicaincluzând domeniul aplicaţţiilor pentruiilor pentru ::•• autovehicoleautovehicole((transporturitransporturi ), ), •• controlulcontrolul digital audio,digital audio,•• automatizările automatizările şşi controluli controlul industrial, industrial, •• comunicacomunicaţţiileiile de datede dateşşi i •• echipamenteleechipamenteledede birotică birotică,, precum perifericele precum perifericele multifuncmultifunc ţţionaleionale,, copiatoarele copiatoarele şşi imprimantelei imprimantele laser.laser.



C3x are oC3x are o arhitectură von Neumann arhitectură von Neumann, care, care furnizează un furnizează un spaspaţţiu unificat pentruiu unificat pentru programprogram şşi pentrui pentrudatedate.. PentruPentru aa îîmbunătămbunătăţţi performani performan ţţeleele,, dispozitiveledispozitiveleC3xC3x dispundispun de de 44 magistralemagistrale interne de dateinterne de dateşşii dede cel pucel puţţinin oo magistrală externă magistrală externă de datede date.. ArhitecturaArhitectura dede bază este completată bază este completată cucu numeroase numeroase perifericeperiferice onon--chip.chip.

UnitateaUnitatea CPUCPU dispunedispune dede unun bloc debloc demultiplicare multiplicare şşi uni un ALUALU independenteindependente,, pentrupentru aa realiza până realiza până

la 60 MFLOPS (Million Floatingla 60 MFLOPS (Million Floating --Point Operations Per Second)Point Operations Per Second)şşi pânăi până la 30 MIPS.la 30 MIPS.

ControlerulControlerul DMADMA dispunedispunedede propria sa magistralăpropria sa magistrală de datede dateşşi operează i operează îîn paraleln paralel cu CPUcu CPU. El. El este este programat pentru transferuriprogramat pentru transferuri de datede dateintrareintrare // ieieşşireire,, permitândpermitând CPUCPU să să seseaxeze doar pe operaaxeze doar pe operaţţii ii aritmeticearitmetice.. ControlerulControlerul DMADMA poate accesa orice zonă poate accesa orice zonă dindin hartaharta dede memoriememorie,, fie eafie ea onon--chip, offchip, off--chip,chip, sau registrele perifericelor mapate sau registrele perifericelor mapate îîn memorien memorie..

SpaSpaţţiuliul total detotal de memorie pentrumemorie pentru C3xC3x esteestede de 1616 McuvinteMcuvinte de 32 dede 32 debibi ţţii .. Includerea datelorIncluderea datelor, a, aprogramului programului şşii aa spaspaţţiuluiiului I/OI/O îîn acest domeniu adresabiln acest domeniu adresabilde 16de 16McuvinteMcuvinte,, maximizează utilizarea maximizează utilizarea

memoriei memoriei şşi permite alocarea spai permite alocarea spaţţiuluiiului dede memorie memorie îîn funcn funcţţieie dede necesită necesităţţii .. Ambele blocuriAmbele blocuri RAM RAM dede câtecâte11 KcuvântKcuvânt de 32 dede 32 debibi ţţii potpot suporta două accesuri suporta două accesuri ale CPUale CPUîîntrntr --un singur cicluun singur ciclu..MagistraleleMagistralele separateseparatepentrupentru program, dateprogram, date şşii DMA permitDMA permit cicluricicluri fetchfetch paraleleparalele,, citiricitiri // scrieriscrieri de de datedate şşi operai operaţţiiii DMA.DMA. PentruPentru aa menmenţţine ine îînalta performannalta performanţţă atunci cândă atunci cândsese utilizează utilizează oo memorie memorie

externă mai lentăexternă mai lentă, C3x, C3x dispunedispunedede unun cache oncache on--chip de 64 dechip de 64 decuvintecuvinte..


3.6.2 3.6.2 C3x C3x -- Trăsături specificeTrăsături specifice

•• Cuvânt instrucCuvânt instrucţţiuneiune de 32de 32bibiţţii ,, cuvântcuvânt de date de 32de date de 32bibiţţii ,, adreseadresede de 2424 bibiţţii•• ÎÎ ntregi pentregi pe 24/3224/32bibiţţii ,, reprezentare reprezentare îîn virgulă mobilă pen virgulă mobilă pe 32/4032/40bibiţţii ,,operaoperaţţii logice peii logice pe3232 bibiţţii•• InstrucInstruc ţţiuniiuni cucu doi sau trei operanzidoi sau trei operanzi•• UnitateUnitate ALUALU paralelă paralelă şşi instruci instruc ţţiuniiuni dede multiplicare multiplicare îîntrntr --un un singur ciclusingur ciclu•• Capacitate deCapacitate derepetarerepetare aa blocurilorblocurilor•• BucleBucle cucu depă depăşşireire zerozero şşi ramific ări i ramific ări îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu•• Apeluri Apeluri şşi reveniri condii reveniri condiţţionateionate•• InstrucInstruc ţţiuniiuni cucu interblocare pentru multiprocesare interblocare pentru multiprocesare

•• Două generatoare Două generatoare dede adreseadresecu 8cu 8 registre auxiliare registre auxiliare şşi două unităi două unităţţi i aritmetice pentru registrele auxiliarearitmetice pentru registrele auxiliare•• 8 8 registreregistre de 40 de bide 40 de biţţ pentru precizie extinsă pentru precizie extinsă

•• Shifter cuShifter cu recircularerecirculare (de(de intrareintrare ) de 32) de 32bibiţţii

CPUCPU


3.6.2 3.6.2 C3x C3x -- Trăsături specificeTrăsături specifice ((contcont .).)

•• ControlerControler DMADMA mapat mapat îîn memorian memoria onon--chipchip pentru operapentru operaţţii ii concurenteconcurenteale CPUale CPUşşii de I/Ode I/O•• Două canaleDouă canalecucu prioritate configurabilă prioritate configurabilă (C32)(C32)•• Porturi seriale mapate Porturi seriale mapate îîn memorie pentru realizarea n memorie pentru realizarea transferurilortransferurilor de 8, 16, 24,de 8, 16, 24,sausau32 de32 debibiţţii ,, îînn mod fullmod full --duplexduplex

�� UnUn port serial (C31 / C32)port serial (C31 / C32)�� Două porturi serialeDouă porturi seriale (C30)(C30)

•• Două timereDouă timere de 32 dede 32 debibiţţi mapate i mapate îîn memorien memorie•• Două indicatoare externe Două indicatoare externe (flags) de(flags) deuzuz generalgeneralşşii 44 îîntreruperi ntreruperi externeexterne•• Logică Logică dede scanarescanare(scan logic)(scan logic)pentrupentru testtest şşi evaluarei evaluare

PerifericePeriferice


3.6.2 3.6.2 C3x C3x -- Trăsături specificeTrăsături specifice ((contcont .).)

•• Cache deCache deinstrucinstrucţţiuniiuni de 64 dede 64 decuvintecuvinte de 32de 32bibiţţii•• Un singurUn singur bloc DARAM onbloc DARAM on--chip de 4chip de 4 KcuvinteKcuvinte de 32 dede 32 debibiţţii(C30)(C30)•• Două blocuriDouă blocuri DARAM onDARAM on --chip de 1chip de 1 KcuvântKcuvânt de 32 dede 32 debibiţţii(C30/C31)(C30/C31)•• Două blocuriDouă blocuri RAM de 256 deRAM de 256 decuvintecuvinte de 32 dede 32 debibiţţii (C32)(C32)•• SpaSpaţţiuiu dede adreseadresede 16de 16McuvinteMcuvinte•• ÎÎ ncărcătorncărcător (boot loader)(boot loader) preprogramatpreprogramat (C31/C32)(C31/C32)

MemorieMemorie

•• Două magistrale Două magistrale dede extindere pentru memorieextindere pentru memorie/ I/O (C30)/ I/O (C30)•• O O magistrală externămagistrală externă dede memoriememorie (C31/C32)(C31/C32)•• FlexibilitateFlexibilitate aa mărimii datelor mărimii datelor de 8, 16,de 8, 16,sausau32 de32 debibiţţii (C32)(C32)

InterfeInterfe ţţee aleale memorieimemoriei


3.6.3 3.6.3 C3x C3x -- CPUCPU

•• MultiplicatorMultiplicator de 32de 32sausau40 de40 debibiţţii carecare operează operează cucu numere numere îîntregi sau ntregi sau îîn virgulă mobilăn virgulă mobilă

•• UnitateUnitate ALU de 32ALU de 32 sausau40 de40 debibiţţii carecare operează operează cucu numere numere îîntregi sau ntregi sau îîn virgulă mobilăn virgulă mobilă

•• Shifter cuShifter cu recircularerecirculare dedeintrareintrare de 32 dede 32 debibiţţii

•• 8 8 registre peregistre pe40 de40 debibiţţii cucu

precizie extinsăprecizie extinsă

•• 2 2 generatoaregeneratoaredede adreseadrese

•• 2 2 registreregistre indexindex

•• 8 8 registre pentru adresare registre pentru adresare indirectăindirectă


3.6.4 3.6.4 C3xC3x -- MemoriaMemoria

C3xC3x extrage până extrage până la la 44cuvintecuvinte perper cicluciclu..Acestea constau Acestea constau îîn n codul operacodul operaţţieiiei,, doi doi operanzi pentuoperanzi pentuCPUCPU şşi i unun transfer de date transfer de date DMADMA .. MagistraleleMagistraleleinterne potinterne pot transfera transfera toate celetoate cele44 cuvinte cuvinte îîn n paralelparalel,, bazat pebazat pe77 sursesursede date dinde date dinmemoriememorie..

C3xC3x utilizează utilizează 77 magistralemagistraleinterneinterne pentrupentru aa accesa accesa resurseleresurseleinterne:interne:

•• AdreseAdrese program / dateprogram / date: CPU: CPU utilizează aceste magistrale pentru utilizează aceste magistrale pentru aa menmenţţine extragerea instrucine extragerea instrucţţiuniloriunilorlala fiecare ciclufiecare ciclu•• AdreseAdrese date / datedate / date:: ÎÎ n fiecare ciclun fiecare ciclu, CPU, CPU poate extrage doi operanzipoate extrage doi operanzi,, deoarece el dispunedeoarece el dispunedede două două

magistralemagistrale dede adrese pentruadrese pentrudatedate şşii de ode o magistrală magistrală de date carede date carepoatepoate fifi accesată accesată dede două ori două ori îîntrntr --un un cicluciclu•• AdreseAdrese DMA / dateDMA / date: DMA: DMA utilizează aceste magistrale pentru utilizează aceste magistrale pentru aa realiza transferurilerealiza transferurile DMADMA îîn paraleln paralelcucu operareaoperareaCPU.CPU.


3.6.5 3.6.5 C3xC3x -- Controlerul Controlerul DMADMA

ControlerulControlerul DMADMA transferă transferă

datedate îîntre resurselentre resurseledede memoriememorie..Porturile seriale Porturile seriale şşi timerele luii timerele luiC3xC3x sunt mapate sunt mapate îîn memorien memorie,,permipermiţţând transferuriând transferuri DMADMAspre spre şşi dinspre aceste perifericei dinspre aceste periferice..PentruPentru aa realiza unrealiza un transfer, transfer, DMADMA citeciteşştete oo localocaţţieie dede

memorie indicatămemorie indicată dede registrulregistruldede adrese sursă adrese sursă şşi apoi scrie i apoi scrie îîn n localocaţţiaia dede memorie indicată memorie indicată dederegistrulregistrul dede adrese destinaadrese destinaţţieie. .

Adresele sursă Adresele sursă şşi destinai destinaţţie sunt incrementate sau decrementate după fiecareie sunt incrementate sau decrementate după fiecaretransfer,transfer, îîn funcn funcţţieie dede valoareavaloareadindin registrulregistrul de control globalde control global.. ControlerulControlerul DMADMA

realizează transferuri realizează transferuri îînn modmod continuu pe magistralacontinuu pe magistralaDMADMA până când valoarea până când valoarea dindinregistrulregistrul dede contorizarecontorizare aa transferuluitransferului atingeatinge 0,0, iariar oo îîntrerupere programabilă este ntrerupere programabilă este trimis ă spretrimis ă spre CPU.CPU.


3.6.6 3.6.6 C3x C3x -- Sumă deSumă de produseproduse -- exempluexemplu

Codul prezentatCodul prezentat, , pentru calculul unei pentru calculul unei sumesumedede produseproduse,, este tipic pentru este tipic pentru algoritmiialgoritmii DSPDSP şşi demonstrează putereai demonstrează putereadede calculcalcul aa arhitecturiiarhitecturii C3x. MaiC3x. Mai îîntâintâi,,trebuie notattrebuie notat că că instrucinstrucţţiuneaiunea dederepetarerepetare aa unei singure instrucunei singure instrucţţiuni este iuni este utilizat ă pentru realizarea unei bucleutilizat ă pentru realizarea unei buclecucu

depădepăşşireire 0.0. Barele paraleleBarele paraleledindin fafaţţa a instrucinstrucţţiuniiiunii ADDFADDF indică indică că că adunarea adunarea

este executată este executată îîn paraleln paralel cucumultiplicareamultiplicarea . . Registrele auxiliareRegistrele auxiliare00 şşii 11sunt utilizate pentru extragerea celor doi sunt utilizate pentru extragerea celor doi operanzioperanzi cu o postcu o post--incrementareincrementare aa unuia unuia dintre eidintre ei. .

Rezultatul multiplicatorului este plasat Rezultatul multiplicatorului este plasat îîntrntr --unul dintre celeunul dintre cele 88 registreregistre cucu precizie precizie

extinsăextinsă.. Registrul auxiliar setat este apoi utilizatRegistrul auxiliar setat este apoi utilizatcaca intrare intrare şşi iei ieşşire pentru ire pentru adunareadunare.. ÎÎ n sfârn sfârşşitit , DMA, DMA poate efectua transferul următorului poate efectua transferul următorului set de dateset de datepentrupentruCPU careCPU care să realizeze procesarea să realizeze procesarea îîn paraleln paralel cucu multiplicarea multiplicarea şşi acumulareai acumularea..Toate aceste operaToate aceste operaţţiiii auau loc loc îîntrntr --un singur cicluun singur ciclu,, ilustrând astfel paralelismulilustrând astfel paralelismul dindinarhitecturaarhitectura C3x.C3x.


3.6.7 3.6.7 TMS320C30TMS320C30

C30C30 dispunedispunede o ade o a doua doua

magistrală externămagistrală externă de date, dede date, de două timere două timere şşii dede două porturi două porturi

serialeseriale.. Magistrala extinsă este Magistrala extinsă este

formată dintrformată dintr --oo magistrală magistrală dedeadreseadresede 13de 13bibiţţi i şşii oo

magistralămagistrală de date de 32de date de 32bibiţţii . .

FiecareFiecareport serial areport serial are câtecâteoosecsecţţiune independentăiune independentă dedetransmisie transmisie şşii dede receprecepţţie dublu ie dublu bufferatebufferate, c, cu o ratău o rată maximă maximă de de transfer atransfer a datelordatelor de 15de 15MbpsMbpsla ola o frecvenfrecvenţţăă dede intrareintrare aaceasuluiceasuluide 60 MHz.de 60 MHz.


3.6.8 3.6.8 TMS320C31TMS320C31

C31C31 este celeste celdede--alal doilea doilea membrumembru alal generageneraţţieiiei C3xC3x şşi i este compatibil este compatibil îînn codcod obiectobiectcu C3x. C31cu C3x. C31dispunedispunededeaceeaaceeaşşi unitatei unitate CPUCPU rapidă rapidă cacaşşi toi toţţi ceilali ceilalţţi membri ai i membri ai generageneraţţieiiei C3x, C3x, dar oferădar oferă ooconfiguraconfiguraţţie diferităie diferită a a perifericelorperifericelor ..

C31C31 esteesteoo variantă variantă cucu prepreţţredus faredus faţţăă de C30,de C30,prin prin eliminarea magistralei extinse eliminarea magistralei extinse şşii aa unuia dintre porturile unuia dintre porturile seriale seriale şşi prin i prin îînlocuirea celornlocuirea celor44 KcuvinteKcuvinte de 32 dede 32 debibiţţii dedememoriememorie ROMROM internă printr internă printr--unun ROM deROM de bootarebootare..


3.6.9 3.6.9 TMS320C32TMS320C32C32C32 este cel mai ieftineste cel mai ieftin DSPDSP îîn n virgul ă mobilă oferitvirgul ă mobilă oferit de TI. Elde TI. El este este compatibil compatibil îînn codcod obiectobiect cu C30cu C30 şşiiC31. C32C31. C32 dispunedispune de ode o interfainterfa ţţă ă flexibil ăflexibil ă cu cu memoriamemoria, care, care suportă suportă

formatul datelorformatul datelor de 8, 16,de 8, 16,sausau 32 de32 debibiţţii .. ÎÎ nn plus,plus, permite stocarea permite stocarea programului programului îîn memorian memoria de 16de 16 sausaude 32 dede 32 debibiţţii .. Aceasta poateAceasta poateconduce conduce lala reduceri semnificativereduceri semnificativealeale costului costului unui sistemunui sistemDSP.DSP.

ExistăExistă dede asemenea asemenea două moduridouă moduri dede

putere redusăputere redusă implementate peimplementate peC32.C32.UnulUnul reducereduce frecvenfrecvenţţa ceasului a ceasului dispozitivuluidispozitivului ,, dardar continuă continuă

execuexecuţţiaia,, îîn timp ce celn timp ce cel dede--alal doilea doilea

suspendă execususpendă execuţţia instrucia instrucţţiunilor iunilor şşi i aduce dispozitivul aduce dispozitivul îîn starean starea Hold.Hold. Aceste facilităAceste facilităţţi sunt resurse extremi sunt resurse extremdede importante importante îîn aplican aplicaţţiile iile îînn carecareconsumul este unconsumul este unfactor critic.factor critic.

C32C32 dispunedispunedede acelaacelaşşii ROM deROM de bootarebootare caca şşii C31C31 şşii areare două blocuri două blocuri cucu câtecâte256 de256 decuvintecuvinte de 32 dede 32 debibiţţii dedememoriememorie RAM onRAM on--chip.chip.

3.3 Genera ţia TMS320 C2x - pns.ac.tuiasi.ropns.ac.tuiasi.ro/Doc/curs/Prezentare_05.pdf ·...

Documents

Transcript of 3.3 Genera ţia TMS320 C2x - pns.ac.tuiasi.ropns.ac.tuiasi.ro/Doc/curs/Prezentare_05.pdf ·...