2.1 ’C54x的基本结构

TMS320C54x（简称’C54x）是TI公司为实现低功耗、高速实时信号处理而专门设计的16位定点数字信号处理器，采用改进的哈佛结构，具有高度的操作灵活性和运行速度，适应于远程通信等实时嵌入式应用的需要，现已广泛地应用于无线电通信系统中。

TMS320C54x具有的主要优点如下：

● 围绕1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线而建立的改进哈佛结构，提高了系统的多功能性和操作的灵活性；

● 具有高度并行性和专用硬件逻辑的CPU设计，提高了芯片的性能；

● 具有完善的寻址方式和高度专业化指令系统，更适应于快速算法的实现和高级语言编程的优化；

● 模块化结构设计，使派生器件得到了更快的发展；

● 采用先进的IC制造工艺，降低了芯片的功耗，提高了芯片的性能；

● 采用先进的静态设计技术，进一步降低了功耗，使芯片具有更强的应用能力。

TMS320C54x系列DSP芯片种类很多，但结构基本相同，主要由中央处理器CPU、内部总线控制、特殊功能寄存器、数据存储器RAM、程序存储器ROM、I/O接口扩展功能、串行口、主机通信接口HPI、定时器、中断系统等10个部分组成，其内部结构如图2.1.1所示。

各部分功能如下：

（1）中央处理器（CPU）

它是DSP芯片的核心。为了满足运算速度的需要，采用了流水线指令执行结构和相应的并行处理结构，可在一个周期内对数据进行高速的算术运算和逻辑运算。

（2）内部总线结构

’C54x有8组16位总线：1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线，可在一个指令周期内产生两个数据存储地址，实现流水线并行数据处理。

（3）特殊功能寄存器

TMS320C54x系列芯片共有26个特殊功能寄存器，用来对片内各功能模块进行管理、控制、监视。它们位于具有特殊功能的RAM区。

（4）数据存储器RAM

TMS320C54x芯片有两种片内数据存储器。

① 双寻址RAM(DARAM)：在一个指令周期内，可对其进行两次存取操作，一次读出和一次写入。

② 单寻址RAM(SARAM)：在一个指令周期内，只能进行一次存取操作。

不同型号的’C54x，其DARAM和SARAM的容量和存取速度不同。

（5）程序存储器ROM

’C54x的程序存储器可由ROM和RAM配置而成，即程序空间可以定义在ROM上，也可以定义在RAM中。当需要高速运行程序时，可将片外ROM中的程序调入到片内RAM中，以提高程序的运行速度，降低对外部ROM的速度要求，增强系统的整体抗干扰性能。不同的’C54x器件ROM的容量配置不同。

（6）I/O口（扩展功能）

TMS320C54x系列芯片只有两个通用I/O引脚（BIO和XF）。BIO主要用来监测外部设备的工作状态，而XF用来发信号给外部设备。

另外，’C54x芯片还配有主机接口（HPI）、同步串行口和64千字I/O空间，HPI和串行口可以通过设置，用作通用I/O使用。而64千字的I/O空间可通过外加缓冲器或锁存电路，配合外部I/O读/写控制时序构成片外外设的控制电路。

（7）串行口

不同型号的’C54x芯片，所配置的串行口功能不同。可分为4种：标准同步串行口SP、带缓冲器的同步串行口 BSP、带缓冲器的多通道同步串行口 McBSP 和时分复用串行口TMD。

（8）主机接口HPI

HPI是一个与主机通信的并行接口，主要用于DSP与其他总线或CPU进行通信。信息可通过’C54x 的片内存储器与主机进行数据交换。不同型号的器件配置不同的HPI 口，可分为 8位标准HPI接口、8位增强型HPI接口和16位增强型HPI接口。

（9）定时器

定时器是一个软件可编程的计数器，用来产生定时中断。可通过设置特定的状态来控制定时器的停止、恢复、复位和禁止。

（10）中断系统

’C54x的中断系统具有硬件中断和软件中断，不同型号配置不同（最多可配置17个）。

硬件中断：由外围设备信号引起的中断，分为：片外外设引起的硬件中断、片内外设所引起的硬件中断。

软件中断：由程序指令（INTR、TRAP和RESET）所引起的中断。

中断管理的优先级为11～16个固定级，有4种工作方式。