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带ARM核的双CPU数字信号处理器

来源:网络 作者:匿名 时间:2007-01-05 Tag: 点击:

(1)DSP核

5470器件中DSP子系统的定点数字信号处理器(DSP)采用的是先进的改进型哈佛体系结构,其中有1条程序存储器总线和3条数据存储器总线。此处理器提供具有高度并行性的算术逻辑单元(ALU)、专用硬件逻辑、片上存储器以及附加的片上外设。DSP操作的速度和灵活性的基础是其高度专用性的指令集。

程序和数据空间的分离以及4条并行总线允许对程序的指令和数据进行同时访问,每条总线访问不同的存储器空间以实现不同的DSP操作,从而提供了高度的并行性。在1个单周期中可以执行2次读操作和1次写操作。并行存储的指令和特定应用的指令可以完全利用这种结构。另外,数据可以数据和程序空间之间进行传输。这种并行性保证了包含算术、逻辑和位运算的强大的操作指令集都可以在1个机器周期内完成。DSP子系统还包含1个专门用于在线仿真的仿真端口,此端口直接被TI公司的扩展型开发系统(XDS)硬件仿真器访问并提供仿真。除此之外,5470的DSP子系统还包括控制机制,用于管理重复操作、函数调用和DSP中断。

(2)DSP存储器

5470器件提供72K字的片上RAM如下:40K字的程序空间单边访问RAM(SARAM)、16K字的数据空间双边访问RAM(DARAM)和16K字数据空间单边访问RAM(SARAM)。每一个DARAM块可以在1个机器周期内执行2次DSP访问。DSP子系统在1个机器周期内还可以执行对分离的存储块的多个访问。在一次正常的复位之后,地址0x0000~0x7FFF之间的数据空间RAM块只被映射为数据存储空间,址0x06000~0x0FFFF之间的程序空间RAM块只被映射为程序空间。DSP存储器映射有2种模式:正常模式和API启动模式。复位、中断和陷阱向量均位于程序空间。当出现陷阱时,处理器将陷阱地址加载到程序计数器(PC),并从这个向量位置开始执行代码。器件复位后,复位、中断和陷阱向量映射到程序空间的地址FF80h。然而这些向量可以通过加载中断向量指针(IPTR)重新使之映射到程序空间中的任何128字页面的开始地址。

(3)DSP寄存器

5470器件有27个寄存器映射的CPU寄存器(MMR),它们映射到地址为0H~1FH之间的数据存储器空间。此器件还有1个与外围相关的存储器映射的寄存器组。

5470器件的分体切换控制寄存器BCSR(Bank-Switching Control Register)既控制着与5409类似的分体切换等待状态的发生,也控制着5470的一些特性。分体切换等待状态,指DSP子系统交叉访问程序或数据存储器空间内的存储器分体边界时,自动插入1个周期。当交叉访问数据空间和程序空间的边界时,也会自动插入1个分体切换等待状态。BSCR所控制的5470的特性包括对一些DSP子系统外存储器接口功能配置的控制,以及一些有关MCU可以用来访问DSP子系统某RAM部分接口的内容。BSCR寄存器还为DSP提供了些对ARM编程接口的控制,这一机制使得MCU可以访问数字信号处理器的内部RAM部分。此外,还包括对API模式(APIMODE位)、1个MCU中断(HINT位)、DSP存储器映射选择(ABMDIS位)的控制。图2给出了BSCR寄存器的位结构,表1列出了各字段的功能。

表1 分体切换控制寄存器位字段的功能

字段名 复位值 功  能
BNKCMP 1111 分体比较
PS-DS 1 程序读-数据读访问
Reserved 0 保留
ARMDIS 0 ARM启动模式禁止
HINT 0 主处理器中断
APIMODE 0 HOM/SAM使能
EXIO 0 外部线接口关闭

(4)DSP外围

DSP子系统提供了与5409类似的高速全双工串口——2个多通道缓冲串口(McBSPs)。它们允许与其它的54x设备、编解码器及系统中的其它设备进行直接接口。

DSP子系统包括1个6通道的DMA控制器,用于执行独立的数据传输。在DMA控制器进行DMA传输时有几点限制;第1,DMA控制器能访问通常在程序空间的RAM,不能访问在MCU子系统中执行的RAM,不能访问在DSP数据空间与API接口连接的RAM;第2,DMA控制器不能在McBSP DRR和DXR寄存器之间进行数据传输,不能在McBSP DRR或DXR寄存器与外部资源之间进行数据传输;第3,DMA控制器不能对外部资源进行32位的访问。

MCU和DSP之间通过片上共享的API存储器进行信息交换。API存储器是一个8K×16位字的DARAM(Dual-Access RAM)块。API存储器还可以被DSP用作通用数据或程序DARAM。在这个电路中,只有DSP存储器有DARAM。API通过分体切换控制寄存器可以选择两种操作模式之一:共享访问模式SAM(Shared-Access Mode)和主机模式HOM(Host-Only Mode)。在SAM模式下,DSP和MCU都可以访问API存储器。来自MCU的异步主机访问在内部被重新同步。如果DSP和MCU试图在同一时间进行访问操作,那么MCU进行优先访问,而DSP则等待1个周期。当DSP处于IDLE1模式时,SAM可以运行。在HOM模式下,只有MCU可以访问API存储器,对于DSP则禁止读访问。当DSP从一个复位相退出时,缺省配置是SAM模式。当DSP处于正常操作模式或IDLE1模式时,通常选择SAM模式;当DSP处于IDLE2或IDLE3模式时,通常选择HOM模式。
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