TMS320C54x系列DSP的CPU與外設(shè)

第1章  緒論    1
1.1  TMS320系列DSP簡(jiǎn)介    1
1.1.1  TMS320系列DSP的歷史、發(fā)展和優(yōu)勢(shì)       1
1.1.2  TMS320系列DSP的典型應(yīng)用    2
1.2  TMS320C54x DSP簡(jiǎn)介    3
1.3  TMS320C54x DSP的主要特征    4
第2章  TMS320C54x DSP體系結(jié)構(gòu)總體介紹    7
2.1  總線結(jié)構(gòu)    8
2.2  內(nèi)部存儲(chǔ)器組織    8
2.2.1  片內(nèi)ROM    9
2.2.2  片內(nèi)雙存取RAM（DARAM）    9
2.2.3  片內(nèi)單存取RAM（SARAM）    10
2.2.4  片內(nèi)雙向共享RAM    10
2.2.5  片內(nèi)存儲(chǔ)器保護(hù)    10
2.2.6  存儲(chǔ)器映射寄存器    10
2.3  中央處理單元（CPU）    10
2.3.1  算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）    11
2.3.2  累加器    11
2.3.3  桶形移位器    11
2.3.4  乘法器/加法器單元    12
2.3.5  比較、選擇和存儲(chǔ)單元（CSSU）    12
2.4  數(shù)據(jù)尋址    12
2.5  程序存儲(chǔ)器尋址    13
2.6  流水線操作    13
2.7  片內(nèi)外設(shè)    13
2.7.1  通用的I/O引腳    14
2.7.2  軟件可編程等待狀態(tài)產(chǎn)生器    14
2.7.3  可編程的塊切換邏輯    15
2.7.4  硬件定時(shí)器    15
2.7.5  時(shí)鐘產(chǎn)生器    15
2.7.6  直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）控制器    15
2.7.7  主機(jī)接口（HPI）    15
2.8  串行口    16
2.8.1  同步串口    16
2.8.2  緩沖串口（BSP）    16
2.8.3  多通道緩沖串口（McBSP）    17
2.8.4  時(shí)分復(fù)用（TDM）串口    17
2.9  外部總線接口    17
2.10  IEEE 1149.1掃描邏輯標(biāo)準(zhǔn)    17
第3章  存儲(chǔ)器    18
3.1  存儲(chǔ)器空間    18
3.2  程序存儲(chǔ)器    25
3.2.1  程序存儲(chǔ)器配置    25
3.2.2  片內(nèi)ROM組織    25
3.2.3  程序存儲(chǔ)器地址映射和片內(nèi)ROM內(nèi)容    26
3.2.4  片內(nèi)ROM代碼內(nèi)容和映射    26
3.2.5  擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器    27
3.3  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器    29
3.3.1  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置    29
3.3.2  片內(nèi)RAM組織    30
3.3.3  存儲(chǔ)器映射寄存器    31
3.3.4  CPU存儲(chǔ)器映射寄存器    31
3.4  I/O存儲(chǔ)器    34
3.5  程序和數(shù)據(jù)安全保護(hù)    34
第4章  中央處理器（CPU）    36
4.1  CPU狀態(tài)與控制寄存器    36
4.1.1  狀態(tài)寄存器（ST0與ST1）    36
4.1.2  處理器模式狀態(tài)寄存器（PMST）    39
4.2  算術(shù)邏輯單元（ALU）    41
4.2.1  算術(shù)邏輯單元（ALU）的輸入    42
4.2.2  溢出處理    43
4.2.3  進(jìn)位位    43
4.2.4  雙16位模式    44
4.3  累加器    44
4.3.1  存儲(chǔ)累加器的內(nèi)容    45
4.3.2  累加器移位和循環(huán)移位操作    45
4.3.3  累加器存儲(chǔ)的飽和處理    46
4.3.4  專用指令    46
4.4  桶形移位器    47
4.5  乘/累加單元    48
4.5.1  乘法器輸入來(lái)源    49
4.5.2  乘/累加（MAC）指令    50
4.5.3  MAC和MAS的乘法飽和處理    51
4.6  比較、選擇和存儲(chǔ)單元（CSSU）    51
4.7  指數(shù)編碼器    53
第5章  數(shù)據(jù)尋址    54
5.1  立即尋址    54
5.2  絕對(duì)尋址    55
5.2.1  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址（dmad）尋址    56
5.2.2  程序存儲(chǔ)器地址（pmad）尋址    56
5.2.3  口地址（PA）尋址    56
5.2.4  *(lk)尋址    56
5.3  累加器尋址    57
5.4  直接尋址    57
5.4.1  以數(shù)據(jù)頁(yè)指針（DP）為基準(zhǔn)的直接尋址    58
5.4.2  以堆棧指針（SP）為基準(zhǔn)的直接尋址    59
5.5  間接尋址    59
5.5.1  單操作數(shù)尋址    60
5.5.2  輔助寄存器算術(shù)單元（ARAU）和地址產(chǎn)生操作    60
5.5.3  單操作數(shù)地址的修改    61
5.5.4  雙操作數(shù)地址修改    66
5.5.5  兼容（ARP）模式    69
5.6  存儲(chǔ)器映射寄存器尋址    70
5.7  堆棧尋址    71
5.8  存儲(chǔ)器訪問(wèn)的數(shù)據(jù)類型    72
第6章  程序存儲(chǔ)器尋址    74
6.1  程序存儲(chǔ)器地址產(chǎn)生    74
6.2  程序計(jì)數(shù)器（PC）    75
6.3  跳轉(zhuǎn)    76
6.3.1  無(wú)條件跳轉(zhuǎn)    76
6.3.2  條件跳轉(zhuǎn)    77
6.3.3  遠(yuǎn)程跳轉(zhuǎn)    78
6.4  調(diào)用    78
6.4.1  無(wú)條件調(diào)用    78
6.4.2  條件調(diào)用    79
6.4.3  遠(yuǎn)程調(diào)用    80
6.5  返回    80
6.5.1  無(wú)條件返回    80
6.5.2  條件返回    81
6.5.3  遠(yuǎn)程返回    82
6.6  條件操作    82
6.6.1  多個(gè)條件的使用    83
6.6.2  條件執(zhí)行指令（XC）    84
6.6.3  條件存儲(chǔ)指令    84
6.7  單指令重復(fù)操作    85
6.8  指令塊重復(fù)操作    87
6.9  復(fù)位操作    88
6.10  中斷    89
6.10.1  中斷標(biāo)志寄存器（IFR）    90
6.10.2  中斷屏蔽寄存器（IMR）    92
6.10.3  階段1：接收中斷請(qǐng)求    93
6.10.4  階段2：確認(rèn)中斷    94
6.10.5  階段3：執(zhí)行中斷服務(wù)程序（ISR）    94
6.10.6  中斷現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)    95
6.10.7  中斷延遲    95
6.10.8  中斷操作總結(jié)    96
6.10.9  重新映射中斷向量地址    96
6.10.10  中斷表    98
6.11  節(jié)電模式（Power-Down）    106
6.11.1  IDLE1模式    107
6.11.2  IDLE2模式    107
6.11.3  IDLE3模式    108
6.11.4  保持（HOLD）模式    108
6.11.5  其他降低功耗的性能    109
第7章  直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）控制器    110
7.1  DMA概述    110
7.2  DMA操作和配置    111
7.2.1  寄存器子尋址方式    111
7.2.2  DMA通道優(yōu)先級(jí)和使能控制寄存器    114
7.2.3  通道現(xiàn)場(chǎng)（channel-context）寄存器    117
7.3  擴(kuò)展尋址    131
7.4  DMA存儲(chǔ)器映射    132
7.4.1  C5402 DMA存儲(chǔ)器映射    132
7.4.2  C5410 DMA存儲(chǔ)器映射    132
7.4.3  C5420 DMA存儲(chǔ)器映射    134
7.5  DMA傳送延遲    135
7.6  通過(guò)DMA控制器的增強(qiáng)型主機(jī)接口的訪問(wèn)    137
7.7  C5420中處理器之間的FIFO通信    137
7.8  節(jié)電模式下的DMA操作    138
7.9  編程實(shí)例    138
第8章  流水線    149
8.1  流水線操作    149
8.1.1  流水線中的跳轉(zhuǎn)指令    152
8.1.2  流水線中的調(diào)用指令    153
8.1.3  流水線中的返回指令    156
8.1.4  流水線中的條件執(zhí)行指令    160
8.1.5  流水線中的條件調(diào)用指令和條件跳轉(zhuǎn)指令    161
8.2  中斷和流水線    164
8.3  雙存取存儲(chǔ)器和流水線    165
8.3.1  解決取指令和讀操作數(shù)之間的沖突    167
8.3.2  寫(xiě)操作數(shù)和讀雙操作數(shù)之間的沖突    167
8.3.3  解決寫(xiě)操作數(shù)和讀雙操作數(shù)之間的沖突    168
8.4  單存取存儲(chǔ)器和流水線    169
8.5  流水線延遲    170
8.5.1  訪問(wèn)存儲(chǔ)器映射寄存器的推薦指令    170
8.5.2  修改ARx、BK或SP——一個(gè)可以自動(dòng)解決的沖突    172
8.5.3  確定DAGEN寄存器訪問(wèn)沖突的規(guī)則    175
8.5.4  ARx和BK的延遲    176
8.5.5  堆棧指針的延遲    180
8.5.6  暫存器T的延遲    186
8.5.7  訪問(wèn)狀態(tài)寄存器的延遲    188
8.5.8  塊重復(fù)循環(huán)的延遲    196
8.5.9  PMST的延遲    200
8.5.10  對(duì)累加器進(jìn)行存儲(chǔ)器映射訪問(wèn)的延遲    202

第9章  片內(nèi)外設(shè)    205
9.1  有效的片內(nèi)外設(shè)    205
9.2  外設(shè)中的存儲(chǔ)器映射寄存器    205
9.3  通用的I/O引腳    216
9.3.1  跳轉(zhuǎn)控制輸入引腳（ ）    216
9.3.2  外部標(biāo)志輸出引腳（XF）    216
9.4  定時(shí)器    217
9.4.1  定時(shí)器寄存器    217
9.4.2  定時(shí)器的操作    218
9.5  時(shí)鐘產(chǎn)生器    220
9.5.1  硬件配置的PLL    220
9.5.2  軟件可編程PLL    221
第10章  主機(jī)接口    228
10.1  標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)接口概述    228
10.1.1  標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)接口基本功能描述    229
10.1.2  標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)接口的操作    231
10.1.3  主機(jī)對(duì)HPI的讀/寫(xiě)訪問(wèn)    235
10.1.4  DSPINT和HINT功能操作    239
10.1.5  改變HPI存儲(chǔ)器訪問(wèn)模式（SAM/HOM）和使用IDLE2/3的考慮    240
10.1.6  在復(fù)位過(guò)程中的HPI存儲(chǔ)器訪問(wèn)    241
10.2  增強(qiáng)型8位主機(jī)接口（HPI-8）    242
10.2.1  增強(qiáng)型8位主機(jī)接口（HPI-8）簡(jiǎn)介    242
10.2.2  HPI-8的基本功能描述    243
10.2.3  HPI-8操作的詳細(xì)描述    244
10.2.4  主機(jī)對(duì)HPI-8的讀/寫(xiě)訪問(wèn)    250
10.2.5  DSPINT和HINT操作    255
10.2.6  改變時(shí)鐘模式時(shí)HPI-8傳送的注意事項(xiàng)    256
10.2.7  使用IDLE時(shí)的注意事項(xiàng)    257
10.2.8  復(fù)位對(duì)HPI操作的影響    258
10.2.9  用作通用輸入/輸出引腳的HPI-8數(shù)據(jù)引腳（不適用于C5410）    259
10.3  增強(qiáng)型16位主機(jī)接口（HPI-16）    263
10.3.1  HPI-16操作概述    264
10.3.2  復(fù)用模式    266
10.3.3  非復(fù)用模式    272
10.3.4  HPI-16的存儲(chǔ)器映射    272
10.3.5  HPI-16與DMA的相互作用    274
10.3.6  復(fù)位時(shí)HPI-16的操作    275
10.3.7  IDLEn期間的HPI-16操作    275
10.3.8  影響HPI-16的DSP時(shí)鐘模式變化    276
第11章  串行口    277
11.1  串行口簡(jiǎn)介    277
11.2  串行接口    278
11.2.1  串行口寄存器    278
11.2.2  串行口操作    280
11.2.3  串行口配置    281
11.2.4  突發(fā)模式下的發(fā)送和接收操作    288
11.2.5  連續(xù)模式下的發(fā)送和接收操作    293
11.2.6  串行口故障條件    294
11.2.7  串口操作的實(shí)例    298
11.3  緩沖串口（BSP）    299
11.3.1  標(biāo)準(zhǔn)模式下的BSP操作    300
11.3.2  自動(dòng)緩沖單元（ABU）操作    304
11.3.3  BSP操作的系統(tǒng)考慮    310
11.3.4  緩沖區(qū)未對(duì)準(zhǔn)中斷（BMINT）（僅適用于C549）    313
11.3.5  節(jié)電（power-down）模式的BSP操作    313
11.4  時(shí)分復(fù)用（TDM）串行接口    314
11.4.1  基本的時(shí)分復(fù)用操作    314
11.4.2  TDM串行接口寄存器    315
11.4.3  TDM串行口操作    316
11.4.4  TDM模式發(fā)送和接收操作    319
11.4.5  TDM串行口的故障條件    320
11.4.6  TDM串口操作實(shí)例    320
第12章  多通道緩沖串行口    324
12.1  McBSP特征    324
12.2  McBSP概述    325
12.2.1  串行口結(jié)構(gòu)    327
12.2.2  接收和發(fā)送控制寄存器：RCR[1,2]和XCR[1,2]    332
12.3  數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收流程    335
12.3.1  串口復(fù)位：（R/X） 和     336
12.3.2  確定準(zhǔn)備就緒狀態(tài)    338
12.3.3  CPU中斷：（R/X）INT    339
12.3.4  幀和時(shí)鐘的配置    339
12.3.5  McBSP標(biāo)準(zhǔn)操作    347
12.3.6  幀同步忽略    349
12.3.7  串口錯(cuò)誤條件    351
12.3.8  接收數(shù)據(jù)調(diào)整和符號(hào)擴(kuò)展：RJUST    357
12.4  μ律/A律壓擴(kuò)硬件操作：（R/X）COMPAND    358
12.4.1  壓擴(kuò)內(nèi)部數(shù)據(jù)    359
12.4.2  位排序    360
12.5  可編程的時(shí)鐘和幀信號(hào)    360
12.5.1  采樣率產(chǎn)生器的時(shí)鐘與幀信號(hào)    361
12.5.2  數(shù)據(jù)時(shí)鐘的產(chǎn)生    363
12.5.3  幀同步信號(hào)的產(chǎn)生    366
12.5.4  定時(shí)舉例    368
12.6  多通道選擇操作    370
12.6.1  多通道操作控制寄存器    371
12.6.2  使能多通道選擇    373
12.6.3  通道的使能和屏蔽    373
12.6.4  A-bis接口功能（僅適用于C5410）    378
12.7  SPI協(xié)議：McBSP時(shí)鐘停止模式    379
12.7.1  時(shí)鐘停止模式配置和信號(hào)描述    381
12.7.2  作為SPI主設(shè)備的McBSP操作    382
12.7.3  作為SPI從設(shè)備的McBSP操作    383
12.7.4  SPI模式的McBSP初始化    384
12.8  仿真Free和Soft位    385
12.9  McBSP引腳用作通用I/O    385
12.10  節(jié)電模式下McBSP的操作    386
12.11  McBSP編程代碼實(shí)例    387
第13章  外部總線操作    388
13.1  外部總線接口    388
13.2  外部總線優(yōu)先級(jí)    389
13.3  外部總線控制    390
13.3.1  等待狀態(tài)產(chǎn)生器    390
13.3.2  塊切換邏輯    392
13.4  外部總線接口時(shí)序    395
13.4.1  存儲(chǔ)器存取時(shí)序    396
13.4.2  I/O存取時(shí)序    398
13.4.3  存儲(chǔ)器和I/O存取時(shí)序    398
13.5  啟動(dòng)存取時(shí)序    402
13.5.1  復(fù)位    402
13.5.2  IDLE3    402
13.6  保持模式    404
13.6.1  保持模式期間的中斷    405
13.6.2  保持模式和復(fù)位    406
13.7  增強(qiáng)型外部總線接口    407
13.7.1  增強(qiáng)型外部并行接口（XIO2）簡(jiǎn)介    407
13.7.2  總線時(shí)序    408
第14章  處理器之間的通信    410
14.1  多核DSP內(nèi)部的通信    410
14.2  雙向FIFO    411
14.3  從外部存儲(chǔ)器空間訪問(wèn)HPI-16    413
14.4  使用McBSP的子系統(tǒng)通信    415
14.5  處理器之間的中斷    416
附錄A  使用XDS510仿真器時(shí)的設(shè)計(jì)考慮    417
附錄B  開(kāi)發(fā)支持和零件訂購(gòu)信息    434
附錄C  向TI提交ROM代碼    439
參考文獻(xiàn)    441