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-- 發(fā)布時(shí)間：2010-11-22 9:42:22
-- TMS320C5000系列的結(jié)構(gòu)及主要性能
TMS320C5000系列的結(jié)構(gòu)及主要性能
14．3．3 TMS320C5000系列的結(jié)構(gòu)及主要性能
圖14．3．3給出了C54X系列DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)結(jié)合表14．2．5、圖14．3．3以及C5000系列的用戶手冊(cè)來(lái)說(shuō)明該系列DSP的
特點(diǎn)
圖14．3．3給出了C54X系列DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)結(jié)合表14．2．5、圖14．3．3以及C5000系列的用戶手冊(cè)來(lái)說(shuō)明該系列DSP的
特點(diǎn)
1．TM$320C54X的性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
C54X的時(shí)鐘頻率為40／50／66／80MHz，相應(yīng)的，時(shí)鐘周期為25／20／15／12．5ns，運(yùn)算
能力為40／50／66／80MIPS；片上RAM在5～256千字之問(wèn)，片上ROM在2～48千字之
間，隨系列內(nèi)的型號(hào)不同而不同，RAM又分雙訪問(wèn)RAM(DARAM)和單訪問(wèn)RAM
(SARAM)。
C54X是16bit定點(diǎn)DSP，內(nèi)部集成有以下部件：
(1)一個(gè)40bit的ALU；
(2)兩個(gè)40bit的累加器A和B；
(3)一個(gè)17×17bit的乘法器，它和一個(gè)40bit的加法器(adder)一起在一個(gè)單指令周
期內(nèi)完成二進(jìn)制補(bǔ)碼的乘法運(yùn)算；
(4)桶形(barrel)移位器，其輸入連接到40bit的累加器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(CB，DB)，
40bit的輸出連接到ALU或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(EB)，它可將輸入數(shù)據(jù)作0~31bit的左移，或作
O～16bit的右移；
(5)由COMP、TRN和TC組成的比較、選擇和存儲(chǔ)單元(compare，select，and store
unit，CSSU)；
(6)指數(shù)編碼器(EXP)，用于支持指數(shù)EXP的快速運(yùn)算；
(7)8個(gè)16bit通用寄存器。
C54X采用多總線結(jié)構(gòu)。內(nèi)部共有8組總線，4組為程序／數(shù)據(jù)總線，4組為地址總
線。圖14．3．3中PB為程序總線，傳送從程序存儲(chǔ)器來(lái)的指令代碼和立即數(shù)；PAB為程
序地址總線；CB、DB、EB為三組數(shù)據(jù)總線，連接到各種器件，如CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等。
CAB、DAB、EAB是這三組數(shù)據(jù)總線對(duì)應(yīng)的地址總線。CB和DB傳送從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出
的數(shù)，EB傳送寫(xiě)入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)。Sign ctr為符號(hào)控制器。C54X利用兩個(gè)輔助寄
存器單元(ARAU0，ARAUl)在單個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。
C54X的大部分產(chǎn)品的I／O口的供電為3．3V，CPU核的供電也為3．3V。新近推出
的C5402、C5409、C5401的核采用1．8V供電，I／O口一般用3．．3V供電。低電壓供電可
大大降低功耗。
有關(guān)C54X結(jié)構(gòu)與性能的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參看文獻(xiàn)[6]和E17]。
2．TMS320C55X的性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
C55X系列是和C64X系列在2000年初同時(shí)推出的最新DSP產(chǎn)品。C55是建立在
C54硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，因此也是16bit的定點(diǎn)DSP，同時(shí)在軟件上也和C54兼容。
C55的最大特點(diǎn)是在提高DSP能力的同時(shí)進(jìn)一步降低了功耗。C55的功耗可低至
0．05mW／MIPS，該系列第一個(gè)產(chǎn)品C5510的時(shí)鐘為160MHz，運(yùn)算能力為320MIPS，功
C54X的時(shí)鐘頻率為40／50／66／80MHz，相應(yīng)的，時(shí)鐘周期為25／20／15／12．5ns，運(yùn)算
能力為40／50／66／80MIPS；片上RAM在5～256千字之問(wèn)，片上ROM在2～48千字之
間，隨系列內(nèi)的型號(hào)不同而不同，RAM又分雙訪問(wèn)RAM(DARAM)和單訪問(wèn)RAM
(SARAM)。
C54X是16bit定點(diǎn)DSP，內(nèi)部集成有以下部件：
(1)一個(gè)40bit的ALU；
(2)兩個(gè)40bit的累加器A和B；
(3)一個(gè)17×17bit的乘法器，它和一個(gè)40bit的加法器(adder)一起在一個(gè)單指令周
期內(nèi)完成二進(jìn)制補(bǔ)碼的乘法運(yùn)算；
(4)桶形(barrel)移位器，其輸入連接到40bit的累加器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(CB，DB)，
40bit的輸出連接到ALU或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(EB)，它可將輸入數(shù)據(jù)作0~31bit的左移，或作
O～16bit的右移；
(5)由COMP、TRN和TC組成的比較、選擇和存儲(chǔ)單元(compare，select，and store
unit，CSSU)；
(6)指數(shù)編碼器(EXP)，用于支持指數(shù)EXP的快速運(yùn)算；
(7)8個(gè)16bit通用寄存器。
C54X采用多總線結(jié)構(gòu)。內(nèi)部共有8組總線，4組為程序／數(shù)據(jù)總線，4組為地址總
線。圖14．3．3中PB為程序總線，傳送從程序存儲(chǔ)器來(lái)的指令代碼和立即數(shù)；PAB為程
序地址總線；CB、DB、EB為三組數(shù)據(jù)總線，連接到各種器件，如CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等。
CAB、DAB、EAB是這三組數(shù)據(jù)總線對(duì)應(yīng)的地址總線。CB和DB傳送從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出
的數(shù)，EB傳送寫(xiě)入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)。Sign ctr為符號(hào)控制器。C54X利用兩個(gè)輔助寄
存器單元(ARAU0，ARAUl)在單個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。
C54X的大部分產(chǎn)品的I／O口的供電為3．3V，CPU核的供電也為3．3V。新近推出
的C5402、C5409、C5401的核采用1．8V供電，I／O口一般用3．．3V供電。低電壓供電可
大大降低功耗。
有關(guān)C54X結(jié)構(gòu)與性能的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參看文獻(xiàn)[6]和E17]。
2．TMS320C55X的性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
C55X系列是和C64X系列在2000年初同時(shí)推出的最新DSP產(chǎn)品。C55是建立在
C54硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，因此也是16bit的定點(diǎn)DSP，同時(shí)在軟件上也和C54兼容。
C55的最大特點(diǎn)是在提高DSP能力的同時(shí)進(jìn)一步降低了功耗。C55的功耗可低至
0．05mW／MIPS，該系列第一個(gè)產(chǎn)品C5510的時(shí)鐘為160MHz，運(yùn)算能力為320MIPS，功
耗約為80roW，比當(dāng)時(shí)具有同樣運(yùn)算能力的DSP的功耗降低了一半。C55X的一般技術(shù)
指標(biāo)見(jiàn)表14．2．5，盡管其內(nèi)核的供電也和C5402那樣為1．8V，I／O口為3．3V，但C55在
設(shè)計(jì)上(包括硬件、軟件)采取了一系列措施，其中最主要的是先進(jìn)的自動(dòng)電源管理技術(shù)。
該芯片的CPU對(duì)所有的外圍設(shè)備、存儲(chǔ)器陣列、CPU的各個(gè)單元進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視，暫時(shí)
不工作的部分則停止對(duì)其供電。
TI公司將其C5000系列DSP定位于通信領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是便攜式通信工具的應(yīng)
用。C5402，特別是C55X的推出，對(duì)于手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)是非常適用
的。隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，DSP也正在大步跨入醫(yī)療儀器行業(yè)，高性能、便攜式醫(yī)療
儀器將是C5000系列的用武之地
指標(biāo)見(jiàn)表14．2．5，盡管其內(nèi)核的供電也和C5402那樣為1．8V，I／O口為3．3V，但C55在
設(shè)計(jì)上(包括硬件、軟件)采取了一系列措施，其中最主要的是先進(jìn)的自動(dòng)電源管理技術(shù)。
該芯片的CPU對(duì)所有的外圍設(shè)備、存儲(chǔ)器陣列、CPU的各個(gè)單元進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視，暫時(shí)
不工作的部分則停止對(duì)其供電。
TI公司將其C5000系列DSP定位于通信領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是便攜式通信工具的應(yīng)
用。C5402，特別是C55X的推出，對(duì)于手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)是非常適用
的。隨著生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，DSP也正在大步跨入醫(yī)療儀器行業(yè)，高性能、便攜式醫(yī)療
儀器將是C5000系列的用武之地