TMS320C55x DSP CPU内核与TMS320VC5509A特性详解

TMS320C55x DSP CPU内核与TMS320VC5509A特性详解

TMS320VC5509A定点数字信号处理器(DSP)基于TMS320C55x DSP一代CPU处理器内核。C55x DSP架构通过提高并行性和专注于降低功耗来实现高性能和低功耗。CPU支持内部总线结构，该结构由一条程序总线、三条数据读总线、两条数据写总线和专用于外设和DMA活动的附加总线组成。这些总线能够在一个周期内执行多达三次数据读取和两次数据写入。并行地，DMA控制器每个周期最多可以执行两次数据传输，与CPU活动无关。

TMS320C55x的基本结构

TMS320C55x DSP由多个核心组件构成，包括中央处理器（CPU）、程序存储器、数据存储器、外围接口和专用硬件加速器。CPU采用改进的哈佛架构，拥有独立的程序和数据总线，以提高数据处理速度。此外，还包括一个高效的算术逻辑单元（ALU）和浮点运算单元（FPU），支持定点和浮点运算。

CPU体系结构

C55x CPU的体系结构基于增强型5级指令流水线，这使得处理器能同时执行多种操作，显著提升了处理效率。流水线包括取指、解码、执行、访存和写回五个阶段。这种设计允许指令在不同的阶段并行处理，减少了等待时间，提高了吞吐量。

TMS320VC5509A的主要特性

TMS320VC5509A是C55x系列的一个具体型号，具有以下特点：

• 高性能：提供高达333MHz的运行频率，能够执行复杂的计算任务。
• 低功耗：通过优化的工艺技术实现低能耗，适合电池供电或节能应用。
• 扩展性：具备丰富的外围接口，如串行端口、GPIO、定时器和模拟外设，便于与其他系统集成。
• 内置模拟功能：集成模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），可直接处理模拟信号。
• 强大的存储支持：配备大容量的片上RAM和ROM，以及扩展存储接口。

产品型号

• TMS320VC5509AGBB
• TMS320VC5509AGBBR
• TMS320VC5509AZAY
• TMS320VC5509AZAYR
• TMS320VC5509APGE

特性

• 高性能、低功耗、定点TMS320C55数字信号处理器
• 9.26纳秒、6.95纳秒和5纳秒指令周期时间
• 108、144、200 MHz时钟速率
• 每个周期执行一/两条指令
• 双乘法器[每秒高达4亿次乘法累加(MMACS)]
• 两个算术/逻辑单元(alu)
• 三条内部数据/操作数读总线和两条内部数据/操作数写总线
• 128K × 16位片内RAM，包括:
• 64K字节的双存取RAM (DARAM) 8块4K × 16位
• 192K字节的单次存取RAM (SARAM) 24块4K × 16位
• 64K字节的单等待状态片内ROM (32K × 16位)
• 8M × 16位最大可寻址外部存储器空间(同步DRAM)
• 16位外部并行总线存储器支持:
• 外部存储器接口(EMIF ),具有GPIO功能和无缝接口:
• 异步静态RAM (SRAM)
• 异步EPROM
• 同步动态随机存取存储器
• 具有GPIO功能的16位并行增强型主机端口接口(EHPI)
• 六个器件功能域的可编程低功耗控制
• 基于片上扫描的仿真逻辑

片内外设

• 两个20位定时器
• 看门狗定时器
• 六通道直接内存访问(DMA)控制器
• 三个串行端口支持以下组合:
• 多达3个多通道缓冲串行端口(McBSPs)
• 多达2个多媒体/安全数字卡接口
• 可编程锁相环时钟发生器
• 七个(LQFP)或八个(BGA)通用I/O (GPIO)引脚和一个通用输出引脚(XF)
• USB全速(12 Mbps)从端口支持批量、中断和同步传输
• 内部集成电路(I2C)多主和从接口
• 带晶振输入、独立时钟域、独立电源的实时时钟(RTC)
• 4通道(BGA)或2通道(LQFP) 10位逐次逼近型模数转换器
• IEEE标准1149.1(1) (JTAG)边界扫描逻辑

包装

• 144引脚薄型四方扁平封装(LQFP) (PGE后缀)
• 179引脚MicroStar BGA(球栅阵列)(GHH和ZHH后缀)
• 179引脚无铅MicroStar BGA(球栅阵列)(ZHH后缀)

电压规格

• 1.2V 内核(108 MHz)，2.7V 至3.6V 输入/输出
• 1.35V 内核(144 MHz)，2.7V 至3.6V 输入/输出
• 1.6V 内核(200 MHz)，2.7V 至3.6V 输入/输出