Texas Instruments TMS320VC5501 Digitaler Festpunkt-Signalprozessor

Der Texas Instruments TMS320VC5501 digitale Festpunkt-Signalprozessor (DSP) basiert auf dem TMS320C55x DSP-Generierungs-CPU-Prozessorkern. Die TMS320C55x DSP-Architektur von Texas Instruments erreicht eine hohe Leistungsfähigkeit bei geringem Stromverbrauch, der durch erhöhte Parallelität und starken Fokus auf die Reduzierung der Verlustleistung erzielt wird. Die CPU unterstützt eine interne Busstruktur, die aus einem Programmbus, drei Lese-Datenbusse, zwei Schreib-Datenbusse und weiteren Bussen für Peripherie- und DMA-Aktivitäten besteht. Diese Busse bieten in einem einzigen Zyklus die Möglichkeit bis zu drei Datenlesungen und zwei Datenschreibungen auszuführen. Der DMA-Controller kann bis zu zwei Datenübertragungen pro Zyklus parallel und unabhängig von der CPU-Aktivität durchführen.

Die TMS320C55x CPU bietet zwei mehrfach akkumulierte (MAC) Einheiten, die jeweils eine 17-Bit- x 17-Bit-Multiplikation in einem einzigen Zyklus ermöglichen. Eine zentrale 40-Bit-Arithmetik- und Logikeinheit (ALU) wird durch eine zusätzliche 16-Bit-ALU unterstützt. Die Verwendung der ALUs erfolgt unter der Befehlssatzsteuerung und bietet die Möglichkeit, die parallele Aktivität und den Stromverbrauch zu optimieren. Diese Ressourcen werden in der Adresseinheit (AU) und Dateneinheit (DU) der TMS320C55x CPU verwaltet. Die TMS320C55x DSP-Generierung unterstützt einen variablen Bytebreiten-Befehlssatz für eine verbesserte Codedichte. Die Befehlseinheit (IU) führt 32-Bit-Programmabrufe aus internen oder externen Speicher- und Warteschlangenbefehle für die Programmeinheit (PU) durch. Die Programmeinheit dekodiert die Befehle, leitet Aufgaben an die AU- und DU-Ressourcen weiter und verwaltet die vollständig geschützte Pipeline. Die Sprungvorhersagefunktion vermeidet Pipeline-Flushes bei der Ausführung von bedingten Befehlen.

Der TMS320C5501 Peripheriesatz enthält eine externe Speicherschnittstelle (EMIF), die einen nahtlosen Zugriff auf asynchrone Speicher wie EPROM und SRAM sowie auf Hochgeschwindigkeitsspeicher mit hoher Dichte wie synchrones DRAM ermöglicht. Zur zusätzlichen Peripherie gehören UART, Watchdog-Timer und einen I-Cache. Zwei gepufferte serielle Vollduplex-Mehrkanal-Anschlüsse (McBSPs) bieten eine nahtlose Schnittstelle zu einer großen Auswahl von seriellen Industriestandard-Bauteilen und eine Mehrkanal-Kommunikation mit bis zu 128 separat aktivierten Kanälen. Die Hostanschluss-Schnittstelle (HPI) ist eine parallelgeschaltete 8-Bit-Schnittstelle, die dem Hostprozessor Zugang zu einem internen Speicher mit 16K-Wörter auf dem 5501 ermöglicht. Der HPI wird im Multiplex-Modus betrieben, um eine nahtlose Schnittstelle zu einer großen Auswahl von Hostprozessoren zu bieten. Der DMA-Controller bietet eine Datenverschiebung für sechs unabhängige Kanalkontexte ohne CPU-Eingriff. Zwei Universal-Timer, acht dedizierte Universal-I/O-Pins (GPIO) und eine analoge Phasenregelschleifen(DPLL)-Taktgenerierung sind ebenfalls enthalten.

Merkmale

  • Leistungsstarker, stromsparender digitaler TMS320C55™ Festpunkt-Signalprozessor
    • Befehlszykluszeit von 3,33 ns für eine Taktrate von 300 MHz
    • 16 Kbyte Befehls-Cache (I-Cache)
    • Ein/zwei Befehle werden pro Zyklus ausgeführt
    • Dual-Multiplikatoren [bis zu 600 Millionen Multiply-Accumulates pro Sekunde (MMACS)]
    • Zwei Arithmetic/Logic Units (ALUs)
    • Ein Programmbus, drei interne Daten-/Operand-Lesebusse und zwei interne Daten-/Operand-Schreibbusse
  • Befehls-Cache (16 Kbyte)
  • 16 K × 16-Bit-On-Chip-RAM, der aus vier Blöcken von 4 K × 16-Bit-Dual-Zugriff-RAM (DARAM) (32 Kbyte) besteht
  • 64 K x 16-Bit-One-Wait-State-on-Chip-ROM (32 Kbyte)
  • 8 M × 16-Bit maximaler adressierbarer externer Speicherplatz
  • Externer parallelgeschalteter 32-Bit-Bus-Speicher, der eine externe Speicherschnittstelle (EMIF) mit Universal-Eingangs-/Ausgangs-Funktionen (GPIO) und eine nahtlose Schnittstelle unterstützt
    • Asynchroner statischer RAM (SRAM)
    • Asynchrone EPROM
    • Synchroner DRAM (SDRAM)
    • Synchrones Burst-RAM (SBRAM)
  • Die Emulations-/Debug-Trace-Funktion speichert die letzten 16 Programmzähler-Unterbrechungen (PC) und die letzten 32 PC-Werte
  • Programmierbare stromsparende Steuerung von sechs Funktionsbereichen des Bauteils
  • On-Chip-Peripherie
    • Sechskanal-DMAC (Direct-Memory-Access-Controller)
    • Zwei gepufferte serielle Mehrkanal-Anschlüsse (McBSPs)
    • Programmierbarer APLL-Taktgenerator (Analog Phase-Locked Loop)
    • Universal-I/O-Pins (GPIO) und ein dedizierter Ausgangspin (XF)
    • Parallelgeschaltete 8-Bit-Host-Anschluss-Schnittstelle (HPI)
    • Vier Timer
      • Zwei 64-Bit-Universal-Timer
      • Programmierbarer 64-Bit-Watchdog-Timer
      • 64-Bit DSP/BIOS™ Zähler
    • Inter-Integrierte Schaltungsschnittstelle (I2C)
    • Asynchroner Universal-Empfänger/Transmitter (UART)
  • Scanbasierte On-Chip-Emulationslogik
  • IEEE Std 1149.1 (JTAG) Boundary-Scan-Logik
  • Gehäuse
    • 176-Anschluss-LQFP (Quad-Flatpack mit niedrigem Profil) (PGF-Suffix)
    • 201-Anschluss-MicroStar-BGA™ (Ball Grid Array) (GZZ- und ZZZ-Suffixe)
  • I/O-Versorgungsspannung: 3,3 V
  • Core-Versorgungsspannung: 1,26 V

Funktionales Blockdiagramm

Blockdiagramm - Texas Instruments TMS320VC5501 Digitaler Festpunkt-Signalprozessor
Veröffentlichungsdatum: 2020-08-12 | Aktualisiert: 2024-08-02