第2章 DSP内核结构及存储器映射

2.1.6 辅助寄存器算术单元
中央处理单元（CPU）中还包括一个与中央算术逻辑单元（CALU）无关 的辅助寄存器算术单元（ARAU），如下图。它的主要功能是与中央算术逻 辑单元中进行的操作并行地实现对8个辅助寄存器（AR0～AR7）的算术运算。 辅助寄存器提供了灵活而强大的间接寻址功能，使用其中任何一个寄存器提 供的16位地址都可以访问64K字数据存储空间的任何单元。 China_54@
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2.1.2 输入定标移位器
输入定标移位器的功能是将来自程序存储器 或数据存储器的16位数据调整为32位数据，并送 到CALU当中。因此16位输入与数据总线相连， 32位输出与CALU相连。这种移位操作只是数据 从程序或者数据存储器到CALU传输路径的一部 分，所以不会占用额外的时钟周期。
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2.2 存储器和I/O空间
2.2.2 程序存储器
TMS320LF240xA的程序存储器空间的作用是：保存程序代码以及数据表 信息和常量。它的寻址范围为64KB，包括片内DARAM和片内Flash EEPROM/ROM。当访问片外程序地址空间时，TMS320LF240xA自动产生一 个访问外部程序地址空间的信号，如PS和DS等。如下图。
第三行为复位值
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2.2 存储器和I/O空间
2.2 存储器和I/O空间
TMS320LF/LC240xA的存储空间由3组16位的并行总线访问：程序地址总线 （PAB）、数据读地址总线（DRAB）、数据写地址总线（DWAB）。这3组总线 的操作是独立的，因此可以同时访问程序空间和数据空间。在一个给定的机 器周期里，中央算术逻辑单元（CALU）可执行3种存储器操作。 TMS320LF/LC240xA可访问的独立的选择空间有以下4种： 64KB程序存储器空间，包含要执行的指令及程序执行时使用的数据。 64KB局部数据存储器空间，保存指令使用的数据。 32KB全局数据存储器空间，保存于其它处理器共用的数据，或者作为一个 附加的数据空间。 64KB的I/O空间，用于外设接口，包括一些片内外设的寄存器。
2.1 CPU内部结构
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2.1 CPU内部结构
2.1.7 状态寄存器
TMS320LF240xA系列的DSP芯片都包含有两个状态寄存器，分别是ST0和ST1。 这两个寄存器的值既可以被储存在数据存储器当中，也可以从数据存储器当 中读出并装载到两个状态寄存器上，目的是在被子程序调用时保存CPU当前的 状态。 LST指令用于向ST0和ST1写数据；SST指令用于从ST0和ST1当中读数据。状态 寄存器ST0和ST1的每一位都可以用SETC和CLRC置位或者清零。 1. 状态寄存器ST0
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2.1 CPU内部结构
2.1.4 累计器（ACC）
当CALU工作时，会将计算结果送至32位累加器，累计器负责将结果进行 单移位或者循环移位，然后将结果输出到数据定标移位器。
2.1.5 输出数据定标移位器
输出数据定标移位器有一个32位的输入和一个16位输出，输入部分与32 位累加器相连，输出部分与数据总线相连。这个定标器将32位累加器的内容 全部复制下来，并将其内容左移0～7位，然后将移位器的高位字或低位字存 至数据存储器中。并且在这个过程中，累加起的内容不改变。
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2.2 存储器和I/O空间
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2.2 存储器和I/O空间
2.2.3 数据存储器
1. 数据存储器简介 TMS320LF240xA的数据存储空间寻址范围为64K字。每个器件都有3个片内DARAM块： B0、B1和B2。B1和B2只可以用于数据存储。B0既可以配置为数据存储器，也可以 配置为程序存储器。针对数据存储器有两种寻址模式：直接寻址模式和间接寻址 模式。当使用直接寻址时，按128字的数据块来对数据存储器进行寻址。如表2-2 所示显示了这些块是如何被寻址的。全部64KB的数据存储器被分为512个数据页， 其标号为0～511。当前页由状态寄存器ST0中的9位数据页指针（DP）值来确定， 所以，当使用直接寻址指令时，用户必须事先指定数据页，并在访问数据存储器 的指令中指定偏移量。

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2.2 存储器和I/O空间
2.2.1 内部存储器
TMS320LF/LC240xA具有192K字的可寻址存储空间：64K字程序空间、64K字数 据空间和64K字的I/O空间。一些芯片还通过扩展页增加地址空间。片内存储 器的结构和容量根据芯片的型号有所区别，一般包括随机存取存储器（RAM）、 只读存储器（ROM）和Flash型存储器。对于以LF为前缀的DSP芯片具有Flash， 而以LC为前缀的芯片没有Flash。其中RAM又可以分为两种类型：单存取RAM （SRAM）和双存取RAM（DARAM：B0块、B1块和B2块），DARAM和SARAM可以被 配置为数据存储器或者程序存储器。
2.3.2系统配置寄存器SCSR2 (地址是7019h )
位 15～7 名 － 6 5 4 3
BOOT _ EN
2
1
0 PON
I/P WD XMIF QUAL OVERRIDE HI-Z
MP / MC DON
初
0
0
1
0
引脚
引脚
1
1
位 / 外程序存储器选择控制位，又称微处理器 / 微控制 位2 6。片内 5 4 3 1 ：输入时钟限定位。当 ： ：引导 ～ WD XMIF 0 ：单口存储器 保护位。用户可通过软件将 ROM 高阻控制位。它的作用是控制外部存储器的接口信 使能位。当该位值为 SARAMCAP1 的程序 －6 /0 、 数据空间选择控制位。当该 WDCR 时，使能引导 XINT1 寄存器中的 －2、ADCSOC ROM WDDIS ，地址空 等引脚 控制 器模式选择位。可通过软件来改变该位值以改变存储器映射到 被指定为特殊功能时，该位决定了输入到这些引脚信号被正确 位置 号。当位值为 间 两位为 0000h 1来禁止 00 ～ 时，地址空间被分配到外部存储器；当该两位为 00FFh WD 0时，所有的外部存储器接口信号 工作。向该位写 被片内引导ROM1 块占用，该方式禁止使用 可以对其清0。该位为 (XMIF)0 处于正 时，不 FLASH 01时， ； 片内或片外。当该位值为 0 锁存所需的最少脉冲数。当位值为 能通过软件来禁止 常驱动模式 当位值为 SARAM 被映射为片内程序空间；当该两位为 1时，禁止引导 (接通)WD ；当该位值为 ；为 ROM 1时，器件设置为微控制器模式，程 时，可通过软件来禁止 ，允许使用 1时，所有的外部存储器接口 0时，至少需 FLASH, 10时， 对于 5个时钟周期； WD SARAM 工作。 被映射 序存储器地址范围 0000h － 7FFFh 被映射到片内 FLASH；当位值 当位值为1时，至少需 11个时钟周期。 信号处于高阻状态，即断开外部存储器接口信号。 TMS320LF2407A 为片内数据空间；当该两位为 片内 FLASH 程序存储器映射地址范围为 11时， SARAM被同时映射到片内 0000h～ 为 1时，器件设置为微处理器模式，程序存储器地址范围 0000h。 7FFFh 程序空间和片内数据空间。 。 退出 China_54@
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2.1 CPU内部结构
2.1.3 中央算术逻辑单元（CALU）
中央算术逻辑单元执行大部分的算术和逻辑运算功能，并且实现大多数 的功能都只要1个时钟周期，这些功能包括：16位加、16位减、布尔逻辑操作、 位测试、移位和循环功能。有关中央算术逻辑单元的结构框图，如下图。
2.2 存储器和I/O空间
2. 数据存储器映射 在64K字的数据存储器中，包含了TMS320LF240xA器件的映射寄存器，这些寄存器 位于数据存储空间的Page0上，如下表：
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2.2 存储器和I/O空间
2.2.4 I/O空间
TMS320LF/LC240xA的I/O空间寻址可达64K字，如下图TMS320LF/LC240xA的 I/O空间地质映射。
2.1 CPU内部结构
2.1.1 乘法器
TMS320x240xA采用一个16×16位硬件乘法器，可 以在一个时钟周期内产生一个32位有符号或者无符号的 乘积结果。在硬件乘法器中进行运算的两个16位值都被 认为具有二进制补码格式（无符号乘法指令MPYU除 外）。 乘法器将来自16位数据存储器或程序存储器的被乘 数，与16位临时寄存器（TREG）的乘数相乘，把结果保 存在一个32位的乘积寄存器（PREG）中。乘积移位器再 将PREG中的乘积移位定标后，送入中央算术逻辑单元。
位 名 称
15～13 ARPBiblioteka 12 OV11 OVM
10 1
9 INTM
8～0 DP
复位值
X
0
X
1
1
X
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2. 状态寄存器ST1 15~1 3 ARB X 12 CNF 0 11 TC X 10 SXM 1 9 C 1 8 1 1 7 1 1 6 1 1 5 1 1 4 XF 1 3 1 1 2 1 1 1~0 PM 00
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2.4 系统配置寄存器
2.4.1系统配置寄存器SCSR1(地址7018h )
位 名 位 名 15 7 ADC CLKEN 14 CLKSRC 6 SCI CLKEN 13 LPM1 5 SPI CLKEN 12 LPM0 4 CAN CLKEN 11 CLKPS2 3 EVB CLKEN 10 CLKPS1 2 EVA CLKEN 9 CLKPS0 1 0 ILLADR 8 -
第2章 TMS320LF240x的CPU内核结构及存储器映射
本章导读：
CPU是DSP中最主要的运算部件，CPU的好坏直接影响着DSP的性能；而 存储器在DSP中的作用也不容忽视。本章通过介绍TMS320x240xA系列DSP的 CPU及存储器，使读者熟练掌握这两个部件的内部结构和工作原理。