C54X系列的DSP硬件包括哪些部分,各起什么作用

Answer 1

1、DSP芯片内部采用改进的哈佛结构,允许同时取指令和取数据,而且还允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据。

所谓哈佛结构,是将程序和数据的存贮空间分开,各有各的地址总线和数据总线。这样同一条指令可以同时对不同的存贮空间进行读操作或写操作,从而提高了处理速度。

和哈佛结构相配合的就是流水线操作。如果一条指令仅仅对一个数据空间操作,哈佛结构就失去其存在的意义。而DSP指令又不可避免地需要一些单操作数指令。

所谓流水线操作,就是将各条指令执行过程的几个阶段(取指、译码、取操作数、执行)重迭进行,执行完第一条指令的第一步后,紧接执行该指令的第二步,同时执行下条指令的第一步,使得指令执行加快,使大多数指令都可以在单个指令周期内完成。

2、DSP芯片内部采用多总线结构,C54X内部有8条16位总线,即1条程序总线,3条数据总线,和4条地址总线。程序总线PB传送取自程序存贮器的指令代码和立即操作数或系数表中的数据;数据总线CB和DB传送读自数据存贮器的操作数;数据总线EB传送写到存贮器的数据;地址总线传送执行指令所需的地址。

3、DSP执行一条指令,需要经过取指、译码、取操作数和执行等几个阶段。由于采用流水线结构,使指令执行的这几个阶段重迭进行。C54X有一个6级深度的流水线,在任何一个机器周期内,可以有1～6条不同的指令在同时工作,每条指令工作在不同级的流水线上。

4、C54X可寻址64K字程序空间,64K字数据空间,64K字I/O空间,总共可寻址192K字空间,而C548和C549的程序空间可扩展到8M（即8192K）字。

5、C54X中,内部存贮器的形式有DARAM、SARAM和ROM三种,RAM（包括DARAM和SARAM）总是安排到数据存贮空间,也可以构成程序存贮空间;ROM一般构成程序存贮空间,也可部分地安排到数据存贮空间。所谓双寻址RAM(DARAM)就是每个机器周期内可以进行两次存取操作的RAM存贮器,而单寻址RAM(SARAM)就是每个机器期间内只能进行一次存取操作的RAM存贮器。

6、在处理器工作方式状态寄存器PMST中有3个状态位MP/ 、OVLY和DROM,用来安排C54X片内存贮器作为程序或数据空间。
若MP/ ＝0,则片内ROM安排到程序空间。
若MP/ =1,则片内ROM不安排到程序空间。
若OVLY=0,则片内RAM只安排到数据存贮空间。
若OVLY=1,则片内RAM安排到程序和数据空间。
若DROM＝0,则片内ROM不安排到数据空间。
若DROM＝1,则片内ROM安排到数据空间。

7、为了增强处理器的性能,C54X对片内ROM进行分块,这样可以在对片内ROM的某一块取指的同时,又可对片内ROM别的块读数据。为了增强处理器的性能,C54X对片内RAM也进行分块,分块以后,可以在同一周期内从同一块DARAM中取出两个操作数并将数据写入另一块DARAM中。

8、C548和C549采用分页扩展方法,把程序空间分成128页,每页64K字,使其程序空间可扩展到8M字。因此,它们有23根地址线,增加了一个额外的存贮器映象寄存器——程序计数器扩展寄存器（XPC）。当片内RAM安排到程序空间时,每页程序存贮器分成两部分：一部分是公共的32K字;另一部分是各自独立的32K字;当片内ROM被寻址（MP/MC=0）,它只能在0页,不能映象到程序存贮器的其它页。

9、C54X有两类特殊功能寄存器,它们都映象到数据存贮器空间的0页,第一类是CPU寄存器,它们映象到数据空间的0000～001FH地址范围内,主要用于程序的运算处理和寻址方式的选择及设定,第二类是外围电路寄存器,它们映象到数据空间的0020H～005FH区域内,主要用于控制片内外设,包括串行通信控制寄存器组、定时器控制寄存器组、机器周期设定寄存器组等。

10、指数编码器可以在单个周期内执行EXP指令,求得累加器中数的指数值,并以2的补码的形式存放到T寄存器中。累加器的指数值＝冗余符号位－8,也就是为消去多余符号位而将累加器中的数值左移的位数,当累加器数值超过32位时指数时个负值。

11、对于C54X来说,不同型号器件的CPU是相同的,它由以下基本部件组成:40位的ALU、2个40位累加器、桶形移位寄存器（移位数为－16～31）、乘法器/加法器单元、比较选择和存储单元CSSU、指数编码器、CPU状态和控制寄存器。