第2章 TMS320C6000系列CPU、指令系统、伪指令

2.1 TMS320C6000系列CPU的结构

TMS320C62x/C64x/C67x DSP的结构框图如图2-1所示。TMS320C62x/C64x/C67x包括片内的程序存储器和数据存储器，该系列DSP具有32位可寻址地址空间，在多数的器件中，片外存储器通过外部存储器接口整合为一个存储器空间。TMS320C6000系列DSP程序存储器在某些型号的器件中可以作为高速缓冲器，不同的型号具有不同大小的数据存储器。TMS320C62x/C67x有2个32位内部端口访问内部数据存储器，而TMS320C64x具有2个64位内部端口访问内部数据存储器，TMS320C62x/C64x/C67x有一个单独的内部端口访问内部程序存储器，取指宽度为256位。

由图2-1可知，阴影部分为TMS320C62x/C64x/C67x型DSP的CPU，也是TMS320C62x/C64x/C67x型DSP通用部分，包括以下的部分：

● 程序取指单元；

● 指令分配单元；

● 指令译码单元；

● 2个数据通路（每个数据通路有4个功能单元）；

● 32个32位的寄存器（C64×有64个32位寄存器）；

● 控制寄存器；

● 控制逻辑；

● 测试、仿真及中断逻辑。

CPU有2个进行数据处理的数据通路A和B（每个通路有．L，．S，．M，．D 4个功能单元和1个包括16个32位寄存器的寄存器组）。每个数据通路的各个功能单元有单一的数据总线与CPU另一侧的寄存器相连，以达到两侧寄存器组进行数据交换的目的。

程序取指、指令分配和指令译码单元每个时钟周期可以向功能单元传送8条32位指令，对这些指令的处理分别在2个数据通路中的各个单元内进行。控制寄存器组控制着各种处理器操作的操作方法。

直接存储器访问（DMA）控制器、省电逻辑、外部存储器接口和定时器等外设与CPU一样都是DSP必备的组成部分，而串口和主机接口是特定器件上所具有的外设，具体的使用请参考相关的数据手册。

TMS320C6000系列有多种存储器和外设配置 ：

● 大容量片上RAM高达7MB；

● 程序高速缓存；

● 二级高速缓存；

● 32位外部存储器接口，支持SBSRAM，SRAM和其他异步存储器，可满足大范围外部存储器要求和最佳系统性能；

● DMA控制器，无需CPU参与可在存储器映射的不同地址范围间传输数据；

● DMA控制器有4个可编程通道和1个辅助通道；

● EDMA控制器，与DMA控制器的功能相同，EDMA有16个可编程通道，还有1个RAM空间为将来所需的传输保持多种配置；

● HPI主机接口，是并行端口，通过该接口主处理机可以直接访问CPU的存储器空间，这种访问之所以易于实现是因为主机控制这个接口，主机和CPU可以通过内部或外部存储器交换信息，此外，主机还可以直接访问存储器空间映射的外设；

● 扩展总线，是替代HPI的设备，也是EMIF的扩展，这种扩展，在一个系统中提供了两种完全不同的功能（主机接口和I/O接口），扩展总线的主机接口既可以在异步主/从模式下操作，同HPI一样，也可以在同步主/从模式下操作，这就允许器件连接多种主机总线协议，同步FIFO和异步I/O外设可以接入扩展总线；

● MCBSP是基于TMS320C2000和TMS320C5000平台的标准串行接口，该接口可以在DMA/EDMA控制器的帮助下，在存储器中自动缓冲串行数据并可以与T1E1SCSA和MVIP网络标准兼容多个通道；

● TMS320C6000器件中的定时器是两个32位通用定时器，功能为事件定时、事件计数、产生脉冲、中断CPU、向DMA/EDMA控制器发出同步事件；

● 省电逻辑允许通过降低时钟来减小功耗，CMOS器件的大多数能量消耗发生在电路逻辑状态切换时，禁止部分或者所有的芯片逻辑转换，可以节约相当多的能量而不丢失任何数据或者操作信息。