第二章 tms320c54x dsp的結構原理
上節課我們講了dsp應用技術這門課的緒論部分。雖然只是緒論，但是其中有很多內容是需要大家掌握和理解的。特別是dsp所具有的高度並行性，需要大家重點領會。
涉及了dsp晶元的五大特點，包括兩個重要基礎和三個重要手段，大家回憶一下。（可設問）。除了這五大特點外，dsp晶元還具有指令周期短、運算精度高、硬體配置強的特點。
另外，dsp與微控制器和pc機進行數字訊號處理的區別也是需要大家掌握的。
從這節課開始，我們就開始學習tms320 c54x dsp的硬體結構原理了。這裡還是要強調一下：在學習具體硬體結構的時候，大家一定要深入體會dsp高度並行性的特點，每乙個結構在整個dsp結構體系中起到什麼作用。
也就是，我們要學習細節，但不能沒有總體的概念。要在總體概念的指導下真正理解著去學習細節。本章內容較多，第一大部分有如下內容：
2.1 tms320系列 dsp概述
2.2 tms320c54x 數字訊號處理器
2.3 匯流排結構
2.4 儲存器
2.5 **處理器
2.6 資料定址方式
2.7 程式位址生成方式
首先，我們來看一下tms320系列dsp晶元的概述。
為了更好的了解tms320系列dsp，我們先來看一下它們的命名規則。其中，tms指的是ti公司推出的合格器件，與之對應的有tmx和tmp分別指實驗器件和樣品器件；320當然就是指tms320系列了；vc指出了該晶元的生產工藝即3v低電壓cmos工藝，對應的還有lc、uc等；5416就是指該晶元的具體型號了；pge指的是這個晶元的封裝形式為144引腳塑料薄型四邊形扁平封裝；l指其正常工作的溫度範圍。
下面，我們來具體看一下tms320系列dsp的一些情況。
2023年，ti公司推出了tms320系列dsp中的第乙個定點dsp晶元-tms32010，之後，ti公司不斷推陳出新，推出了一系列效能優良的dsp晶元。至今，tms320系列dsp晶元已經形成了乙個擁有c1x、c2x、c20x、c24x、c3x、c4x、c5x、c54x、c55x、c62x、c64x、c66x、c67x和dmx等多款dsp的大家族。其中，c3x、c4x和c67x為浮點dsp；c66x（可選1-8核，兼顧定點和浮點，相容64系列和67系列**，（即由64和67系列構成的多核dsp））和c647x（3個或6個64系列核心）為多核dsp晶元。
另外，結合arm和tms320系列dsp，ti還推出了omap(open multi-media applications platform, 開放多**應用平台)系列dsp等高效能硬體平台。
總的來說，tms320系列dsp大致可以分為3大類，2000系列、5000系列和6000系列。其中2000系列主要用於數字控制和運動控制。ti c28x dsp核是世界上第一顆針對控制進行優化的dsp，主要用於大儲存裝置管理和高效能控制場合，如數字電機控制、數字電源和智慧型感測器等嵌入式應用。
該系列dsp的可擴充套件性能達到了400mips，具有最佳的c/c++控制**效率並相容了c24x dsp軟體。5000系列dsp是一種高效能消費電子類dsp，主要應用於音訊和靜態影象等相關應用。其中c55x dsp核是世界上最低功耗效能比的dsp，能夠達到0.
05mw/mips的最低功耗效能比且具有最長的電池壽命；具有最佳的**密度並相容c54x dsp軟體。6000系列dsp主要應用於高效能、多功能、複雜應用場合，如移動基站等通訊基礎設施。其中c64x dsp核是世界上具有最高效能的dsp。
其工作頻率可達1.1ghz。
其中，5000系列的應用最為廣泛，是目前使用者最多的dsp系列。之前，在緒論課中，我們介紹了ti dsp的應用情況，下面，我們來看一下c5000系列dsp的應用情況。
最普遍的應用就是數字移動**，基本上都採用了c5000系列dsp；有80%以上的數位相機生產商選擇了ti的c5000系列dsp；有80%以上的無線基站等基礎設施用到了5000系列dsp；80%以上具有網路功能的消費電子產品嵌入了5000系列dsp；在voip, 也就是網路**(voice over inter***)及voip閘道器等也多大量應用了5000系列dsp。當然，這些應用中包括c55x和c54x及一些多核系列的dsp晶元。下面我們來了解一下5000系列dsp的分類情況：
c54x 系列是一種16位定點dsp，運算效能可達100-160mips，主要應用於一些相對低端的產品，比如移動**等個人通訊系統、pdas、閘道器(路由器)、數字音訊產品等。代表器件有5402、5409、5410和5416等；
c55x 系列也是一種16位定點dsp，運算效能可達400mips，主要應用於一些高階產品，如高效能移動**和移動通訊基站，***接收器、語音識別、指紋識別、生物醫學工程等。代表器件有5502、5509和5510等；
另外，54x和arm7結合可廣泛用於嵌入式系統中，如數位相機等；55x和arm9結合，也就是前面我們說的開放式多**應用平台，主要應用於2g和3g的手機中。
下面我們通過乙個**比較一下54系列和55系列dsp的效能。
從表中可以看出，55系列dsp在54系列dsp的基礎上增加了乙個硬體乘法器/加法器單元，增加了兩條資料匯流排，增強了輔助暫存器單元，採用7級流水線，可見，55系列的並行性比54系列要有明顯提高；另外，55系列dsp的程式匯流排支援1-6位元組的字寬，對應的採用了1-6位元組的變長指令，因此其**密度得到了明顯增加，有效的利用了匯流排。並且，55系列採用了先進的電源管理技術，其功耗得到明顯降低。
既然55系列比54系列dsp的許多效能都明顯要好，為什麼我們要學習54系列dsp呢？首先，54系列dsp結構典型而且比較簡單，易於學習，55系列是在54系列的基礎上進行的改進，因此，學好了54系列dsp的結構原理，就能很快掌握55系列的原理了。另外，與55系列相比，54系列dsp晶元的價效比高，應用廣泛。
因此，我們需要學習54系列dsp晶元的結構原理。
那麼，我們首先來看一下54系列dsp的結構框圖。。。。
下面，我們來重點了解一下54系列dsp的主要特性。這裡講的特性相對我們在緒論中講的dsp晶元的特性要要更具體些。包括cpu結構特性、儲存器結構特性、指令系統特性及在片外圍電路等。
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