第2章-TMS320C6000-DSP芯片概述

第第2 2章章-TMS320C6000-DSP-TMS320C6000-DSP芯片概述芯片概述第2/100页目目 录录第第2章章 TMS320C6000 DSP芯片概述芯片概述 2.1 DSP芯片概述芯片概述 2.1.1主要主要类类型型 2.1.2 TI公司的公司的DSP芯片芯片 2.1.3 TI公司公司DSP芯片的命名芯片的命名规则规则 2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述 2.2.2 DMS642的器件特性的器件特性 2.2.3 DM642原理框原理框图图 2.2.4 DM642的的应应用用领领域域 第3/100页本章学习目标本章学习目标了解了解DSP芯片的分类芯片的分类;了解了解TI公司的公司的DSP芯片类型；芯片类型；掌握掌握TI公司芯片的命名规则；公司芯片的命名规则；掌握掌握DM642芯片的器件特性、原理框图；芯片的器件特性、原理框图；了解了解DM642芯片的应用领域；芯片的应用领域；n知识要点知识要点：DM642的器件特性、原理框图。的器件特性、原理框图。第4/100页前前 言言u随着信息技术的高速发展随着信息技术的高速发展，数字信号处理器数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)的应用范围越来越广的应用范围越来越广，普普及率越来越高及率越来越高;uDSP的应用领域主要包括：的应用领域主要包括：图形图像领域（如图形变换、图像压缩、图像传图形图像领域（如图形变换、图像压缩、图像传输、图像增强、图像识别等）输、图像增强、图像识别等）自动化控制领域（如导航和定位、振动分析、磁自动化控制领域（如导航和定位、振动分析、磁盘驱动、激光打印、机器人控制等盘驱动、激光打印、机器人控制等）消费电子领域（如智能玩具、扫描仪、机顶盒、消费电子领域（如智能玩具、扫描仪、机顶盒、VCD/DVD、可视电话、传真机等）、可视电话、传真机等）第5/100页前前 言言电子通信领域（如蜂窝电话、电子通信领域（如蜂窝电话、IP电话、无线调制解调器、数电话、无线调制解调器、数字语音嵌入等）字语音嵌入等）语音处理领域（如语音综合、语音增强、语音识别、语音编语音处理领域（如语音综合、语音增强、语音识别、语音编码等）码等）工业应用领域（如数字控制、机器人技术、在线监控等）工业应用领域（如数字控制、机器人技术、在线监控等）仪器仪表领域（如数字滤波器、函数发生器、瞬时分析仪、仪器仪表领域（如数字滤波器、函数发生器、瞬时分析仪、频谱分析仪、数据采集仪器等）频谱分析仪、数据采集仪器等）医疗器械领域（如诊断设备、助听器、病情监控器、心电图医疗器械领域（如诊断设备、助听器、病情监控器、心电图设备、超声设备等）设备、超声设备等）军事领域（如导弹制导、导航、雷达、保密通信等）军事领域（如导弹制导、导航、雷达、保密通信等）第6/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述2.1.1 主要类型主要类型nDSP芯片主要分为以下两大类：芯片主要分为以下两大类：(1)专用专用DSP芯片芯片这类芯片被设计和加工成独立的电路模块，只能完成功能单这类芯片被设计和加工成独立的电路模块，只能完成功能单一的任务；一的任务；它们的使用场合比较特殊，通常应用于高速信号处理环境中，它们的使用场合比较特殊，通常应用于高速信号处理环境中，如执行如执行FFT运算、数值滤波运算、卷积运算等；运算、数值滤波运算、卷积运算等；专用专用DSP芯片通过硬件逻辑实现信号处理算法，而不是采用芯片通过硬件逻辑实现信号处理算法，而不是采用内部编程的方法；内部编程的方法；这种机制保证了芯片的执行效率、提高了其运算速度；这种机制保证了芯片的执行效率、提高了其运算速度；专用专用DSP芯片在应用中无须程序设计。只要根据其功能设计芯片在应用中无须程序设计。只要根据其功能设计外围电路即可。外围电路即可。第7/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述2.1.1 主要类型主要类型nDSP芯片主要分为以下两大类：芯片主要分为以下两大类：(2)通用可编程数字信号处理器通用可编程数字信号处理器 Programmable Digital Signal Processor；这类芯片通过嵌入内部的程序来调用自身的硬件这类芯片通过嵌入内部的程序来调用自身的硬件资源；资源；使用起来更加灵活，应用领域也更加广泛。使用起来更加灵活，应用领域也更加广泛。第8/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述lDSP与单片机之间的联系与区别：与单片机之间的联系与区别：u狭义上讲狭义上讲DSP是一种是一种“更高更高”级别的单片机级别的单片机它它有有着着和和单单片片机机类类似似的的输输入入输输出出引引脚脚、定定时时器器、计计数数器器、外外设设接接口口、数数据据地地址址总总线线等等，两两者者在在功功能能组组织方面存在着很多类似之处。织方面存在着很多类似之处。DSP和和单单片片机机在在应应用用领领城城中中也也有有重重叠叠的的区区域域，比比如如二二者者均均可可以以用用在在自自动动控控制制、信信号号处处理理和和通通信信等等领领域域，它们在这些领域中所起的作用扮演的角色也类似。它们在这些领域中所起的作用扮演的角色也类似。u但但是是，从从深深层层次次上上分分析析，DSP和和单单片片机机之之间间又又存存在在本质上的不同，表现为以下几个方面：本质上的不同，表现为以下几个方面：第9/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述lDSP与单片机之间的联系与区别：与单片机之间的联系与区别：n硬件资源方面的不同之处硬件资源方面的不同之处DSPDSP具有较高的主频，具有较高的主频，具有较高的主频，具有较高的主频，DSPDSP主频一般为几百兆赫，单片机主频一般为几百兆赫，单片机主频一般为几百兆赫，单片机主频一般为几百兆赫，单片机的主频通常为几兆赫到几十兆赫，的主频通常为几兆赫到几十兆赫，的主频通常为几兆赫到几十兆赫，的主频通常为几兆赫到几十兆赫，DSPDSP主频远远高于单片主频远远高于单片主频远远高于单片主频远远高于单片机主频机主频机主频机主频DSPDSP和单片机在主频上的差异决定了两者在处理数据速度和单片机在主频上的差异决定了两者在处理数据速度和单片机在主频上的差异决定了两者在处理数据速度和单片机在主频上的差异决定了两者在处理数据速度上的巨大差距上的巨大差距上的巨大差距上的巨大差距;在硬件结构方面，在硬件结构方面，在硬件结构方面，在硬件结构方面，DSPDSP具有更多的数据总线和地址总线，具有更多的数据总线和地址总线，具有更多的数据总线和地址总线，具有更多的数据总线和地址总线，并行处理数据的能力更加强大，并行处理数据的能力更加强大，并行处理数据的能力更加强大，并行处理数据的能力更加强大，DSPDSP器件的数字信号处理器件的数字信号处理器件的数字信号处理器件的数字信号处理功能表现尤为突出，功能表现尤为突出，功能表现尤为突出，功能表现尤为突出，TMS320DM642TMS320DM642强大的视频处理功能强大的视频处理功能强大的视频处理功能强大的视频处理功能就是一个典型的例子就是一个典型的例子就是一个典型的例子就是一个典型的例子。第10/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述lDSP与单片机之间的联系与区别：与单片机之间的联系与区别：n处理事务能力方面的不同之处处理事务能力方面的不同之处DSPDSP拥有强大且高效的硬件资源，其应用领域广、应用层拥有强大且高效的硬件资源，其应用领域广、应用层拥有强大且高效的硬件资源，其应用领域广、应用层拥有强大且高效的硬件资源，其应用领域广、应用层面高，面高，面高，面高，DSPDSP的应用范围已远远超越了单片机的应用范围；的应用范围已远远超越了单片机的应用范围；的应用范围已远远超越了单片机的应用范围；的应用范围已远远超越了单片机的应用范围；DSPDSP能够处理更加复杂的综合性事务，涉及视频、音频、能够处理更加复杂的综合性事务，涉及视频、音频、能够处理更加复杂的综合性事务，涉及视频、音频、能够处理更加复杂的综合性事务，涉及视频、音频、网络、图形图像等多种领域。网络、图形图像等多种领域。网络、图形图像等多种领域。网络、图形图像等多种领域。n以上比较可帮助读者更好地理解以上比较可帮助读者更好地理解以上比较可帮助读者更好地理解以上比较可帮助读者更好地理解DSPDSP芯片的功能和芯片的功能和芯片的功能和芯片的功能和作用。应用系统使用作用。应用系统使用作用。应用系统使用作用。应用系统使用DSPDSP芯片还是单片机应视具体芯片还是单片机应视具体芯片还是单片机应视具体芯片还是单片机应视具体环境和要求而定，尽管环境和要求而定，尽管环境和要求而定，尽管环境和要求而定，尽管DSPDSP芯片拥有较高的运算速芯片拥有较高的运算速芯片拥有较高的运算速芯片拥有较高的运算速度，但度，但度，但度，但DSPDSP电路系统设计复杂，研发成本高，所以电路系统设计复杂，研发成本高，所以电路系统设计复杂，研发成本高，所以电路系统设计复杂，研发成本高，所以并不是所有的场合都适合选用并不是所有的场合都适合选用并不是所有的场合都适合选用并不是所有的场合都适合选用DSPDSP芯片芯片芯片芯片。第11/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述lDSP的主要生产厂商的主要生产厂商DSP芯片的生产厂家很多，类型多样，主要的产品如表芯片的生产厂家很多，类型多样，主要的产品如表2-1所示所示 第12/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述2.1.2 TI公司的公司的DSP芯片芯片 uTI公司是公司是DSP芯片的主要生产厂家之一；芯片的主要生产厂家之一；u该公司研发出多款高性能的该公司研发出多款高性能的DSP产品，例如：产品，例如：定定点点型型DSP芯芯片片C1x、C2x、C2xx、C5x、C54x和和C6x等；等；浮点型浮点型DSP芯片芯片C3x、C4x、C67x等；等；多处理器型多处理器型DSP芯片芯片C8x等。等。u从从DSP芯芯片片出出现现的的先先后后顺顺序序来来看看，TT公公司司的的DSP产产品主要经历了品主要经历了7个发展阶段，如表个发展阶段，如表2-2所所示：第13/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述uTT公司的公司的DSP产品的产品的7个发展阶段：个发展阶段：第14/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述uTT公司的公司的DSP产品的产品的7个发展阶段：个发展阶段：第15/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述uTT公司的公司的DSP产品的产品的7个发展阶段：个发展阶段：第16/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述u从功能上来划分，从功能上来划分，TI公司的公司的DSP芯片主要包芯片主要包括如下括如下4个系列：个系列：TMS320C2000TMS320C3000TMS320C5000TMS320C6000第17/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述uMS320C2000系列系列DSP芯片：芯片：硬件结构更多地考虑了工业应用环境，适合在机电硬件结构更多地考虑了工业应用环境，适合在机电控制、电力电子系统中应用，如照明控制、光纤网控制、电力电子系统中应用，如照明控制、光纤网络、工业自动化等相关产品。络、工业自动化等相关产品。uTMS320C3000系列系列DSP芯片：芯片：适合在数字音频、激光打印机、扫描仪、读码器、适合在数字音频、激光打印机、扫描仪、读码器、视频会议、工业自动化、机器人和伺服控制产品中视频会议、工业自动化、机器人和伺服控制产品中应用。应用。第18/100页2.1 DSP芯片概述芯片概述uTMS320C5000系列系列DSP芯片：芯片：适适合合通通信信设设备备的的开开发发，如如媒媒体体播播放放器器、3G电电话话、电电子子图图书书、无无线线Modem、GPS接接收收装装置置、指指纹纹识识别别系统等；系统等；uTMS320C6000系列系列DSP芯片：芯片：硬硬件件结结构构功功能能强强大大，适适用用于于高高速速信信号号处处理理设设备备中中，如如图图像像图图形形处处理理、无无线线网网络络、多多媒媒体体网网关关、宽宽带带视视频转换器、视频主频转换器、视频主/从模式服务器和网络相机等。从模式服务器和网络相机等。第19/100页2.1.3 TI公司公司DSP芯片的命名规则芯片的命名规则uTI公司的公司的DSP芯片类型多样，在选择芯片类型多样，在选择DSP芯片时一定要仔芯片时一定要仔细辨别芯片表面的标识，以免选错器件；细辨别芯片表面的标识，以免选错器件；u以以TMS32OC6412型型DSP芯片为例，介绍芯片为例，介绍TI公司公司DSP芯片芯片的命名规则，的命名规则，TMS320C6412芯片的符号含义如下：芯片的符号含义如下：第20/100页2.1.3 TI公司公司DSP芯片的命名规则芯片的命名规则第21/100页2.1.3 TI公司公司DSP芯片的命名规则芯片的命名规则第22/100页2.1.3 TI公司公司DSP芯片的命名规则芯片的命名规则第23/100页2.1.3 TI公司公司DSP芯片的命名规则芯片的命名规则第24/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 前言前言uTMS320DM642是是TI公公司司于于2003年年左左右右推推出出的的一一 款款32位位定定点点DSP芯芯片片，主主要要面面向向数数字字媒媒体体，属属于于C6000系列系列DSP芯片芯片;uDM642保保留留了了C64x原原有有的的内内核核机机构构及及大大部部分分外外设设的的基基础础上上增增加加了了3个个双双通通道道数数字字视视频频口口，可可同同时处理多路数字视频流。时处理多路数字视频流。第25/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述uTMS320C64x DSP芯芯片片（包包括括TMS320DM642的的装装置置）是是TMS320C6000 DSP平平台台上上具具有有最最高高性性能能的的定点定点DSP；uTMS320DM642(DM642)是是基基于于由由德德州州仪仪器器（TI）开开发发的的超超长长指指令令字字(VLIW)结结构构，因因而而DM642芯芯片片是是数字媒体应用的最优选择。数字媒体应用的最优选择。第26/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概概述述述述uDM642 在主频在主频720MHz 下处理速度达到下处理速度达到5760MIPS，C64x DSP核具有核具有64个个32位字长的通用寄存器和位字长的通用寄存器和8 个独立的功能单元个独立的功能单元;uDM642 每周期能够提供每周期能够提供4个个16位位MACs，每秒可提，每秒可提供供2880百万个百万个MACs，或者，或者8个个8位位MACs，每秒，每秒5760M MACs。第27/100页DM642的的结结构框构框图图The PCI peripheral is muxed with the HPI(32/16),EMAC,and MDIO peripherals.The Video Port 0(VP0)peripheral is muxed with the McBSP0 peripheral and the McASP0 control pins.The Video Port 1(VP1)peripheral is muxed with the McBSP1 peripheral and the McASP0 data pins.第28/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述uDM642具具有有一一个个两两层层的的缓缓存存结结构构和和一一个个强强大大且且多多样的外设设备；样的外设设备；第第一一层层的的程程序序缓缓存存（L1P）是是一一个个128比比特特的的直直接接映映射射缓缓存存，第第一一层层的的数数据据缓缓存存（L1D）是是一一个个128比特的比特的2路组相连高速缓存；路组相连高速缓存；第第二二层层的的存存储储器器/缓缓存存(L2)是是由由被被程程序序和和数数据据空空间间共共享享的的2兆兆比比特特的的存存储储空空间间组组成成；第第二二层层的的存存储储器器可以由映射存储器、缓存或由二者混合组成。可以由映射存储器、缓存或由二者混合组成。第29/100页第30/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述uDM642外围设备包括：外围设备包括：3个可配置的视频端口；个可配置的视频端口；1个个10/100 Mb/s的以太网媒体访问控制（的以太网媒体访问控制（EMAC）；）；1个管理数据输入个管理数据输入/输出输出(MDIO)模块；模块；1个个VCXO内插控制端口内插控制端口(VIC)；1个多通道缓冲音频串口个多通道缓冲音频串口(McASP0)；1个集成电路接口模块；个集成电路接口模块；2个多通道缓冲穿行端口个多通道缓冲穿行端口(McBSPs)；第31/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述3个个32比特的通用定时器；比特的通用定时器；1个个用用户户可可以以配配置置的的16比比特特或或32比比特特的的主主机机口口界界面面(HPI16/HPI32)；1个外设连接接口个外设连接接口(PCI)；1个个16脚脚的的具具有有程程序序可可控控的的中中断断/时时间间生生成成模模式式的的通用输入通用输入/输出口输出口(GP0)；1个个内内能能够够和和同同步步、异异步步存存储储器器以以及及外外设设相相联联的的无无缝连接的外部存储接口（缝连接的外部存储接口（EMIFA）。）。第32/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述u DM642具具有有3个个可可配配置置的的视视频频端端口口外外设设(VP0,VP1,VP2)：通用的视频解码与编码设备提供了一个无缝连接的接口；通用的视频解码与编码设备提供了一个无缝连接的接口；DM642视视频频端端口口外外设设支支持持多多分分辨辨率率和和视视频频标标准准（例例如如：CCIR601,ITUBT.656,BT.1120,SMPTE 125M,260M,274M,and 296M）；）；3个个视视频频端端口口(VP0,VP1,VP2)外外设设是是可可以以配配置置的的，并并且且支支持视频捕捉和视频演示模式；持视频捕捉和视频演示模式；每每个个视视频频端端口口由由两两个个通通道道组组成成(A和和B),每每个个通通道道具具有有一一个个5120字节捕捉字节捕捉/显示的缓冲区。显示的缓冲区。第33/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述u DM642的多通道缓冲音频串口（的多通道缓冲音频串口（McASP0）：）：提提供供了了一一个个发发射射和和一一个个接接受受时时钟钟区区，有有8个个串串行行数数据据引引脚脚，能够分别设置到这两个区域；能够分别设置到这两个区域；DM642拥拥有有足足够够的的带带宽宽支支持持8个个串串行行数数据据脚脚传传送送192 kHz的立体声信号；的立体声信号；此此外外，McASP0可可以以同同时时地地被被编编程程为为输输出出多多种种（S/PDIF,IEC60958,AES-3,CP-430）编码数据通道；）编码数据通道；McASP0也也具具有有差差错错检检查查和和恢恢复复特特征征，比比如如可可检检测测不不利利高高频频主主时时钟钟的的时时钟钟探探测测电电路路，它它可可以以检检验验主主时时钟钟是是否否在在一一个个可编程频率范围内。可编程频率范围内。第34/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM642概述概述uVCXO内插控制内插控制(VIC)端口提供了分辨率为端口提供了分辨率为9比特到比特到16比特比特数模转换。数模转换。VIC的输出是一个比特内插的输出是一个比特内插D/A输出。输出。u以太网媒体接入控制器以太网媒体接入控制器(EMAC)在在DM642 DSP内核处理器内核处理器和网络之间提供了一个有效的接口；和网络之间提供了一个有效的接口；uDM642 EMAC具有硬件信息流控制和服务质量具有硬件信息流控制和服务质量(QOS)支支持，无论是半双工还是双工模式，它都支持持，无论是半双工还是双工模式，它都支持10Base-T 和和100Base-TX,或或 10 Mbps和和100 Mbps。DM642 EMAC 使用定制的接口与使用定制的接口与DSP核相连，可以让数据有效地传送和核相连，可以让数据有效地传送和接收。接收。第35/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.1 DM6422.2.1 DM642概述概述概述概述u MDIO模块不断地获取全部模块不断地获取全部32个个MDIO地址，列举出系统地址，列举出系统中所有中所有PHY器件。一旦有候选的器件。一旦有候选的PHY被被DSP选中，选中，MDIO模块马上通过读取模块马上通过读取PHY状态寄存器监控它的连接。连接的状态寄存器监控它的连接。连接的改变能保存改变能保存MDIO，并可随时中断，并可随时中断DSP，使得，使得DSP无需不无需不断执行断执行MDIO存取操作即可获取连接的状态。存取操作即可获取连接的状态。uTMS320DM642上的上的I2C端口能够使端口能够使DSP较容易地控制外较容易地控制外设，并与主机处理器通信。此外，标准多通道缓冲穿行端设，并与主机处理器通信。此外，标准多通道缓冲穿行端口口(McBSP)可用于与具有串行外围接口可用于与具有串行外围接口(SPI)模式的外设模式的外设通信通信u DM642具有完整的发展工具，包括：具有完整的发展工具，包括：1个新的个新的C编译器，编译器，1个简化程序和调度的组装优化器，个简化程序和调度的组装优化器，1个具有执行代码可见个具有执行代码可见性的性的Windows调试器接口。调试器接口。第36/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.2 DMS6422.2.2 DMS642的器件特性的器件特性的器件特性的器件特性 u高性能数字媒体处理器高性能数字媒体处理器2，1.67，1.39 ns 指令周期指令周期 500，600，720 MHz 时钟频率时钟频率 每周期执行每周期执行8 条条32 位指令位指令 4000,4800,5760 MIPS 与与C64x 完全兼容完全兼容uVelociT1.2 是具有先进超长指令字（是具有先进超长指令字（VLIW）TMS320C64x DSP 核核VelociT 的升级版的升级版 8 个独立的功个独立的功能单元能单元第37/100页VelociTITM体系结构：是一种先进的高性能的超长体系结构：是一种先进的高性能的超长指令集指令集VLIW(Very Long Instruction Word)结构。结构。该结构使该结构使C6000系列系列DSP成为多通道和多功能应用成为多通道和多功能应用的最佳选择。的最佳选择。VLIW 体系结构在内部由一个超长机器指令字驱动体系结构在内部由一个超长机器指令字驱动内部多个功能单元协同动作，每个指令包由多条指内部多个功能单元协同动作，每个指令包由多条指令组成，这些指令之间相互独立，各自控制一个功令组成，这些指令之间相互独立，各自控制一个功能单元，因此，可单周期完成多条指令，实现指令能单元，因此，可单周期完成多条指令，实现指令集的高效并行。集的高效并行。第38/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.2 DMS6422.2.2 DMS642的器件特性的器件特性的器件特性的器件特性 u 6 个个ALU（32/40bit），每个功能单元支持每时钟周期），每个功能单元支持每时钟周期32位算术操作，双位算术操作，双16位比特算术操作，或位比特算术操作，或4个个8 位算术操作位算术操作u2 个乘法器支持每时钟周期个乘法器支持每时钟周期4 个个1616 位的乘法（结果是位的乘法（结果是32 位）或者位）或者8个个88 位乘法（结果是位乘法（结果是16 位）位）u 指令设置特点指令设置特点 字节寻址（字节寻址（8/16/32/64 位数据）位数据）8 位溢出保护位溢出保护 可位提取，设置，清除操作可位提取，设置，清除操作 具有标准化，饱和度，位计数功能具有标准化，饱和度，位计数功能 增强交互的增强交互的VelociT1.2第39/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.2 DMS6422.2.2 DMS642的器件特性的器件特性的器件特性的器件特性 uL1/L2 存储器结构存储器结构 128Kbit（16Kbyte）L1P 程序缓存（直接映射）程序缓存（直接映射）128Kbit（16Kbyte）L1D 数据缓存（数据缓存（2 种方法结合设置）种方法结合设置）2Mbit（256Kbyte）L2 标准映射标准映射RAM/缓存（灵活的缓存（灵活的RAM/缓存分配）缓存分配）u支持小端模式，大端模式支持小端模式，大端模式u64 位外部存储器接口（位外部存储器接口（EMIF）支持异步存储器（支持异步存储器（SRAM 和和EPROM）和同步存储器）和同步存储器（SDRAM，SBSRAM，ZBT SRAM 和和FIFO）直接接口）直接接口 总共有总共有1024Mbyte可寻址外部存储空间可寻址外部存储空间第40/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.2 DMS6422.2.2 DMS642的器件特性的器件特性的器件特性的器件特性 u增强的直接存储器访问（增强的直接存储器访问（EDMA）控制器（）控制器（64 个独立的个独立的通道）通道）u10/100Mb/s 以太网控制器（以太网控制器（EMAC）适应适应IEEE802.3 媒体独立接口（媒体独立接口（MII）8 个独立的发送通道和个独立的发送通道和1 个接收通道个接收通道u管理数据输入输出（管理数据输入输出（MDIO）u内插内插VCXO 控制接口控制接口 支持同步音频支持同步音频/视频视频u主机接口（主机接口（HPI）32/16 位位u符合符合PCI 接口规范接口规范2.2 版本，版本，32 位位/66MHz，3.3V PCI 主主/从接口从接口第41/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.2 DMS6422.2.2 DMS642的器件特性的器件特性的器件特性的器件特性 uL1/L2 存储器结构存储器结构 128Kbit（16Kbyte）L1P 程序缓存（直接映射）程序缓存（直接映射）128Kbit（16Kbyte）L1D 数据缓存（数据缓存（2 种方法结合设置）种方法结合设置）2Mbit（256Kbyte）L2 标准映射标准映射RAM/缓存（灵活的缓存（灵活的RAM/缓存分配）缓存分配）u支持小端模式，大端模式支持小端模式，大端模式u64 位外部存储器接口（位外部存储器接口（EMIF）支持异步存储器（支持异步存储器（SRAM 和和EPROM）和同步存储器）和同步存储器（SDRAM，SBSRAM，ZBT SRAM 和和FIFO）直接接口）直接接口 总共有总共有1024Mbyte可寻址外部存储空间可寻址外部存储空间第42/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.3 DM6422.2.3 DM642原理框图原理框图原理框图原理框图 详见详见P29 图图2-2第43/100页（1）64位外部存储器接口位外部存储器接口(EMIFA)。可以与多种同。可以与多种同 步和异步存储器或外设接口。步和异步存储器或外设接口。EMIFA有四个片选空间，最大总线速率有四个片选空间，最大总线速率133MHz EMIFA支持支持：64位、位、32位、位、16位和位和8位的数据总线位的数据总线宽度，可以连接宽度，可以连接SDRAM,SRAM,SBSRAM,FLASH和和FIFO等多种存储器件。等多种存储器件。lEMIF是外部存储器与片内单元间的接口l通过配置EMIF完成芯片与片外存储器的通信第44/100页DM642 EMIF 接口接口EMIF=External Memory Interface第45/100页EMIFEMIFl支持的器件 SDRAM，ROM，FLASH，FIFO等l通过设置寄存器的值来完成对EMIF的配置（使能，时钟速率，时序等）第46/100页HPIEMIFPeripheralsC64x的的EDMA(Enhanced Direct Memory Access)控控制器位于制器位于C64x的的L2存储器和外设（存储器和外设（EMIF、串行口、串行口、HPI、PCI等）之间，如下图所示：等）之间，如下图所示：EDMA第47/100页vEDMA控制器可以独立于控制器可以独立于CPU处理处理L2 Cache/SRAM和和C64x外设之间的数据传输，包括：外设之间的数据传输，包括：Cache服务、非服务、非Cache存储器存取、用户编程的数据传输和主机存储器存取、用户编程的数据传输和主机(host)存取存取vC64x EDMA增强至增强至64个通道（个通道（C6211/C6711EDMA为为16通通道，道，C6201/C6701为为4通道通道DMA）v带有可编程的优先权和链接带有可编程的优先权和链接(Link)和连接和连接(Chain)数据传输数据传输能力能力v可在可在C64x可寻址的存储器不同地址间（包括可寻址的存储器不同地址间（包括L2 SRAM、外外设和外部存储器）传输数据设和外部存储器）传输数据EDMA:Characteristics第48/100页vCPU启动（非同步的启动（非同步的EDMA）：）：CPU通过写相应寄存器通过写相应寄存器来启动一个来启动一个EDMAv由事件触发的由事件触发的EDMA：许多事件（如许多事件（如HPI、DSP中断、中断、定时器中断、外部中断、定时器中断、外部中断、McBSP发送中断、发送中断、McBSP接接收中断、另一个收中断、另一个EDMA传输结束等）均可触发相应通道传输结束等）均可触发相应通道的的EDMA传输。但事件必须要由传输。但事件必须要由CPU通过相应寄存器来通过相应寄存器来使能。为同步的使能。为同步的EDMA。EDMA:Start Mechanisms第49/100页EDMA控制器由以下部分组成：控制器由以下部分组成：v事件和中断处理寄存器事件和中断处理寄存器v事件编码器事件编码器v参数参数RAMv硬件地址产生器硬件地址产生器事件寄存器完成对事件寄存器完成对EDMA事件的捕获、事件的捕获、控制。若有多个事件同时发生，由事控制。若有多个事件同时发生，由事件编码器对它们进行处理（将同时发件编码器对它们进行处理（将同时发生的事件进行排队）。生的事件进行排队）。参数参数RAM存放与事件相关（各通道）存放与事件相关（各通道）的传输参数；这些参数送入硬件地址的传输参数；这些参数送入硬件地址发生器以产生对发生器以产生对EMIF/外设的存取地外设的存取地址。址。EDMA:Controller第50/100页u32位通用位通用Timer，可用来：可用来：事件计数事件计数 事件定时事件定时产生脉冲信号产生脉冲信号 产生对产生对CPU的中断的中断送同步事件给送同步事件给EDMAuTimer可使用内部时钟或接收外部时钟：可使用内部时钟或接收外部时钟：利用内部时钟，利用内部时钟，Timer的输出可以启动一个外部的输出可以启动一个外部A/D或触或触发发EDMA开始一次传输；开始一次传输；利用外部时钟，可对外部事件计数和在指定的事件数目后利用外部时钟，可对外部事件计数和在指定的事件数目后中断中断CPU。输入、输出脚在输入、输出脚在Timer不使用时可用作通用输不使用时可用作通用输入输出脚入输出脚Peripherals:Timer第51/100页主机（主机（PC或其它微处理器）掌管接口的主控权或其它微处理器）掌管接口的主控权用户可配置的总线宽度（用户可配置的总线宽度（32/16 bit）主机和主机和C64x CPU可通过可通过C64x内部或外部存储器交换信息内部或外部存储器交换信息主机可直接访问主机可直接访问C64x片内存储器映射外设片内存储器映射外设三个寄存器：三个寄存器：HPIC、HPIA和和HPID控制控制HPI操作操作Host和和CPU均可访问均可访问HPICHost可访问可访问HPIA和和HPIDHPI控制信号设计得可以以业界各种微处理器为主机控制信号设计得可以以业界各种微处理器为主机Peripherals:HPI第52/100页32位、位、66MHz、3.3V 主主/从从PCI接口接口遵循遵循PCI规范规范2.2三个三个PCI总线地址寄存器总线地址寄存器四线串行四线串行EEPROM接口接口在在C64x程序控制下的程序控制下的PCI中断请求中断请求经由经由PCI I/O周期的周期的DSP中断中断Peripherals:PCI第53/100页Peripherals:EMACu10/100 Mbps以太网媒体存取控制器以太网媒体存取控制器(EMAC)遵循遵循IEEE 802.3媒体独立接口媒体独立接口(MII)八个独立发送和八个独立接收通道八个独立发送和八个独立接收通道uMDIO模块模块第54/100页2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况芯片概况 2.2.4 DM642的应用领域的应用领域 u TMS320DM642是一款高性能的数字信号处理器，是一款高性能的数字信号处理器，片上带有丰富的视频硬件资源，具有：片上带有丰富的视频硬件资源，具有：网口、网口、PCI口、口、HPI口、口、I2C口、串行口等多种接口口、串行口等多种接口可以广泛应用于图像处理、音视频、网络、信号处可以广泛应用于图像处理、音视频、网络、信号处理环境；理环境；因为因为DSP芯片具有丰富的片上资源，使芯片具有丰富的片上资源，使TMS320DM642 可以开发可以开发PCI卡、视频服务器、视卡、视频服务器、视频检测系统、音频处理系统等，在以上应用中表现频检测系统、音频处理系统等，在以上应用中表现出优异的性能。出优异的性能。第55/100页习习 题题1简述简述DSP芯片的主要类型。芯片的主要类型。2简述简述DM642芯片的器件特性。芯片的器件特性。