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　　關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器 TMS320VC33 浮點(diǎn)DSP

　　TMS320VC33是TI公司新推出的TMS320VC3X系列新一代浮點(diǎn)DSP。它是在原來的TMS320C31浮點(diǎn)DSP的基礎(chǔ)上開發(fā)一個(gè)價(jià)格更低的版本（15US$），該產(chǎn)品以高速、低功耗、低成本、易于開發(fā)為顯著特點(diǎn)。由于它采用了內(nèi)部1.8V、外部3.3V供電，因而功耗比原有型號(hào)降低了大約一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且能支持高達(dá)150M/FLOPS的運(yùn)行速率，是需浮點(diǎn)運(yùn)行的便攜式產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合中的一種理想的DSP器件。

　　TMS320VC33采用144腳LQFP四邊形封裝。表1所列是其引腳號(hào)與引腳名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。圖1是其功能結(jié)構(gòu)圖。它的主要性能如下：

表1 144腳LQFP封裝的TMS320VC33引腳號(hào)碼與引腳名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

●具有高速的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，其中TMS320VC33-150型在13ns單周期指令執(zhí)行時(shí)間時(shí)為150MFLOPS和75MIPS；而TMS320VC33-120型在17ns單周期指令執(zhí)行時(shí)間時(shí)為120MFLOPS；60MIPS；

●帶有34k×32位（1.1M位）的片內(nèi)雙靜態(tài)RAM，分為2個(gè)16k×32位塊和2個(gè)1k×32位塊；

●內(nèi)含5倍頻的鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘發(fā)生器；

●低功耗，在150MFLOPS下運(yùn)行時(shí)，功耗低于200mW。

●帶有32位的高性能CPU;

●可進(jìn)行16/32位整數(shù)和32/40位的浮點(diǎn)操作；

●具有四個(gè)內(nèi)部譯碼頁(yè)選，可大大簡(jiǎn)化與I/O及存儲(chǔ)器的接口；

●帶有啟動(dòng)程序裝載功能；

●外部中斷可選擇邊沿觸發(fā)方式和電平觸發(fā)方式；

●具有32位的指令字，24位的地址線；

●內(nèi)含8個(gè)擴(kuò)展精度寄存器；

●片內(nèi)存儲(chǔ)器可映射外設(shè)，其中包括一個(gè)串行口、2個(gè)32位定時(shí)器和一個(gè)DMA；

●采用TI公司的0.8μm Timeline TM制造技術(shù)；

●采用144管腳LQFP封裝；

●帶有2個(gè)地址發(fā)生器、8個(gè)輔助寄存器和2個(gè)輔助寄存器算術(shù)單元（ARAUs）；

●具有兩個(gè)低功耗模式；

●支持2個(gè)或3個(gè)操作數(shù)指令；

●在一個(gè)單指令周期并行進(jìn)行算術(shù)/邏輯單元（ALU）和乘法器運(yùn)算；

●具有塊重復(fù)功能；

●可零開銷循環(huán)和單周期分支；

●具有條件調(diào)用和條件返回指令；

●總線控制寄存器配置選通控制等待狀態(tài)數(shù)；

●采用1.8V內(nèi)核，3.3V I/O供電；

●具有符合IEEE 1149標(biāo)準(zhǔn)的片內(nèi)掃描仿真接口（JTAG）。

圖2是TMS320VC33存儲(chǔ)器映像圖。

2 TMS320VC33的指令系統(tǒng)

　　除了個(gè)別在C32才有的外設(shè)和在C30才有的第二個(gè)外部端口以及第二串行口外，所有的C3XDSP代碼都是兼容的，因此它們都是基于同樣技術(shù)的浮點(diǎn)CPU。TMS320VC33的指令集就是以前的C3X指令集。共分為6個(gè)功能組：1.裝入與存儲(chǔ)指令；2.兩操作數(shù)算術(shù)/邏輯運(yùn)算指令；3.三操作數(shù)算術(shù)/邏輯運(yùn)算指令；4.程序控制令；5.互鎖操作指令；6.并行操作指令等。使用C3X指令集編程需注意以下幾個(gè)問題：

　�。�1）延時(shí)轉(zhuǎn)移的使用

延時(shí)轉(zhuǎn)移在單周期內(nèi)執(zhí)行，而通常的轉(zhuǎn)移需要4個(gè)周期，不管轉(zhuǎn)移發(fā)生與否，后面的三條指令總是要執(zhí)行的。如果后面的指令少于三條，則使用延時(shí)轉(zhuǎn)移時(shí)要再加上無操作指令（NOP），這樣可以節(jié)省機(jī)器時(shí)間。

　�。�2）單指令/指令塊循環(huán)結(jié)構(gòu)的使用

使用這種方式可以做到零開鎖循環(huán)，不過要注意RPTS是不可中斷的。

　�。�3）并行指令的使用

在執(zhí)行乘法時(shí)，可以并行執(zhí)行加（減）；在做乘法或算術(shù)/邏輯運(yùn)算時(shí)，可以并行行執(zhí)行存儲(chǔ)。以此來提高單周期內(nèi)執(zhí)行的操作個(gè)數(shù)。為了最大限度地提高效率，要注意并行指令中的尋址模式，并適當(dāng)?shù)匕才艛?shù)據(jù)。

　�。�4）最大限度地使用寄存器

寄存器是訪問存儲(chǔ)器的有效途徑。加強(qiáng)寄存器的使用，有助于使用并行指令，也有助于防止在各種尋址模式中使用寄存器　　時(shí)可能產(chǎn)生的流水沖突。

　�。�5）高速緩存的使用

在與此同時(shí)片外慢速存儲(chǔ)器連接時(shí)，高速緩存的使用顯得特別重要。對(duì)于使用者來說，cache是透明的，只需將其使能即可。

　�。�6）盡量使用片內(nèi)存儲(chǔ)器

片內(nèi)存儲(chǔ)器的訪問速度要快得多。在單周期內(nèi)存儲(chǔ)器可以調(diào)出2個(gè)操作數(shù)，如果首先使用與CPU并行的DMA來將數(shù)據(jù)傳入片內(nèi)存儲(chǔ)器，以可以最大限度地發(fā)揮其功能。

　　（7）避免流水作業(yè)時(shí)的沖突

在時(shí)間要求很苛刻的情況下，要確保不會(huì)因?yàn)闆_突而丟失任何機(jī)器周期。為了驗(yàn)證沖突的存在，可在開發(fā)工具上（軟、硬仿真器）對(duì)該程序進(jìn)行跟蹤，以及時(shí)確認(rèn)流水作業(yè)的沖突，再經(jīng)認(rèn)真分析沖突的原因，進(jìn)而解決有關(guān)問題。

3 仿真工具及開發(fā)環(huán)境

　　由于所有C3X DSP具有相同的CPU，所以'C30、'31或'32上的程序可以很方便地移植到VC33上來使用，也可以用現(xiàn)有的C3X開發(fā)工具來編寫VC33程序。

TMS320C3X的開發(fā)工具有：

C3X軟件仿真器；

C3X優(yōu)化C編譯/匯編器；

DSK（Design Starter Kit）；

評(píng)估板EVM（EVALUATION Module）；

XDS510'C3XC source dedugger SOFTWARE;

XDS510 emulator HARDWARE with JTAG;

C3X/C4XCODECOMPOSSORSTUDIO.

其中，C3X/C4XCODECOMPOSSORSTUDIO是一個(gè)集成的開發(fā)平臺(tái)，具有編輯、匯編、編譯、軟硬件仿真調(diào)試功能，是一個(gè)界面非常友好、功能完善的開發(fā)軟件.

4 最小應(yīng)用系統(tǒng)

　　在采用TMS320VC33來組成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮TMS320VC33所具有的各種功能是否滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求，如能滿足，則稱這樣的系統(tǒng)為最小系統(tǒng).VC33由于其片內(nèi)無ROM（或EPROM或FLASH），故其最小應(yīng)用系統(tǒng)還應(yīng)包括外接的EPROM或FALSH程序存儲(chǔ)器芯片.當(dāng)最小系統(tǒng)不能滿足系統(tǒng)功能的要求時(shí)，需擴(kuò)展ROM、ROM、I/O、A/D、D/A及其它所需的外圍芯片.DSP最小系統(tǒng)還包括沒有集成在芯片內(nèi)的其它器件如晶體振蕩電路、復(fù)位開發(fā)和電源管理芯片等。

　　圖3為典型的TMS320VC33最小應(yīng)用系統(tǒng)的電路原理圖，利用該電路可以實(shí)時(shí)在線對(duì)TMS320VC33芯片系統(tǒng)仿真開發(fā)和學(xué)習(xí)研究，其中TPS73HD301用于向VC33提供3.3V和1.8V的電源信號(hào)，并由外部電路提供15MHz的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)EDGEMODE接高電平時(shí)，為外部邊沿觸發(fā)中斷方式；MCBL/MP引腳為高電平時(shí)可使VC33工作于微計(jì)算機(jī)自引導(dǎo)方式，在這種方式下，TMS320VC33可從JTAG仿真口直接設(shè)定裝入程序運(yùn)行，不過在應(yīng)用系統(tǒng)由三個(gè)特定的地址裝入程序（BOOT1，BOOT2，BOOT3）或從串口裝入程序時(shí)，具體應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)視需要來設(shè)計(jì)確定。

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