,TMS320C24x系列DSP的介绍,TMS320系列DSP概况 TMS320C24x的CPU与系统结构 TMS320C24x的汇编语言指令集 TMS320C24x的外设模块 TMS320C24x的应用前景,一、TSM320系列DSP,TMS320系列包括：定点、浮点、多处理器数字信号处理器和定点DSP控制器。C24x系列DSP将实时处理能力和控制器的外设功能于一身。有如下特性 灵活的指令集 内在的灵活操作 高速的运算能力 改进的并行结构 有效的成本,二、 TMS320C24x系列DSP,TMS320C240是TMS320C24x系列DSP的第一代产品。为单片数字电机控制器制定了标准，执行速度达20MIPS，几乎指令都可在50ns的单周期内完成，可对复杂的控制算法进行实时处理，主要应用领域包括： 工业电机驱动 功率转换器和控制器 汽车系统，如电子动力转向装置 仪表和HAVC压缩机电机控制 机器人和计算机数字控制机械,TMS320C24x中央处理单元（CPU）采用并行的体系结构，CPU可在单指令周期内执行高速的算术运算。CPU包括三个基本组成部分：输入定标单元、乘单元和中央算术逻辑单元（CALU），结构如图1所示 输入定标单元 乘单元 中央算术逻辑单元（CALU）,一、TMS320C24x的内核CPU,图1 CPU的结构框图,TMS320C24x的CPU与系统结构,TMS320C24x的CPU与系统结构,输入定标单元,32位的输入数据定标移位器把存储器中送来的16位值调整送至32位的中央算术逻辑单元（CALU）。数据调整对于算术运算、数据定标和逻辑运算时 标非常必要。输入移位器作 为程序/数据空间至CALU间 数据通路一部分，不会占用 时钟的开销。,C24x使用16位16位的硬件乘法器在单周期内产生有符号或无符号的32位结果，乘单元包括： 1、用来保存一个乘数的16位暂时寄存器（TREG） 2、乘法器 3、32位乘积寄存器（PREG） 4、乘积移位器,TMS320C24x的CPU与系统结构,乘单元,中央算术逻辑单元,TMS320C24x的CPU与系统结构,中央算术逻辑单元主要组成部分包括： 1、中央算术逻辑单元（CALU） 2、32位累加器（ACC） 3、输出移位器,TMS320C24x的CPU与系统结构,二、存储器与I/O空间,544字16位片内数据/程序双口RAM 16K字16位片内程序ROM或FLASH 224字16位最大寻址空间（64K字程序空间、64K字数据空间、64K字I/O空间和32K字全局数据空间） 外部存储器接口模块：软件等待状态发生器、16位地址数据总线 支持硬件等待状态,三、系统功能,TMS320C24x的CPU与系统结构,外设接口 TMS320C24x器件具有一条独立的外设总线，它工作在比CPU总线较低的频率下，大多数外设都是附在该外设总线。 中断 TMSC240支持软件和硬件中断，中断操作分三个阶段，分别是接受、响应、执行中断。在中断中，有些是可屏蔽的，有些是不可屏蔽的。,省电方式 TMS320C24x器件具有四种省电方式，这些方式通过停止CPU和各种片内外设的时钟来减少器件的功耗，当C240处于省电方式时，其全部内容一直保持，因而当由于中断发生而终止省电方式时，操作执行后不会改变。在省电方式中，CPU时钟域、系统时钟域和看门狗时钟可以被关闭，取决于时钟模块中的CKCR0寄存器的设置。,TMS320C24x的CPU与系统结构,TMS320C24X的片内A/D,24X片内有2路A/D 采样率为100k 采样精度为10bit 这两路a/d基本可以满足大部分工业控制方面的采样要求。,C24X片内PWM,9个独立的PWM输出 16bit的最大PWM分辨率 PWM载波频率的时实改变（双缓冲的周期寄存器） PWM脉宽的实时改变 可编程死区单元 提供非常灵活的PWM编程方式，在实际应用中很方便。,PWM电路框图,TMS320C24x的汇编语言指令,一、寻址方式,TMS320C24x指令集包括三种基本的存储器寻址方式，分别是立即寻址、直接寻址方式和间接寻址方式。 立即寻址 在立即寻址方式中，指令字中包含指令所使用的一个常数，C240支持两种立即寻址： 1、短立即寻址：RPT 5 2、长立即寻址：ADD 17654，3,TMS320C24x的汇编语言指令,直接寻址方式 在直接寻址方式中，数据存储器按地址组织为以128个字为单位的若干块，称为数据页，全部64K数据存储器共包含512个数据页，从0到512。在使用直接寻址方式时，包括： 1、设置数据页 2、指明偏移量 例如： LDP 66 ADD 6,TMS320C24x的汇编语言指令,间接寻址方式 TMS320C24x中八个辅助寄存器（AR0-AR8）提供 了灵活而强大的间接寻址能力，在使用时，包括： 1、设置辅助寄存器指针（ARP） 2、指明间接寻址选项（*,*+,*-,*0+)） 3、指明下一个辅助寄存器(可选) 例如： MAR *，AR1 ADD *+，AR4,TMS320C24x的汇编语言指令,二、指令集,累加器、算术和逻辑指令 如：ADD、LACC、AND等 辅助寄存器和数据页指针指令 如：MAR、LAR，BANZ等 TREG、PREG和乘法指令 如：LT、MTY、PAC等,转移指令 如：B、BAND、INTR 控制指令 如：SPM、POP、BIT I/O和存储器操作指令 如：BLDD、SPLK、TBLR,TMS320C24x的汇编语言指令,TMS320C24x的外设模块,一、事件管理器模块,事件管理模块提供了一套用于运动控制和电机控制的功能和特性，包括以下功能模块 三个通用定时器 三个全比较器 PWM电路 四个捕获单元 正交编码器脉冲电路 中断逻辑,双10位采样保持AD，最大转换时间位6.6us 每个模数转换器有8个模拟输入 可单转换或连续转换 转换可由软件、内部事件或外部事件启动 两级数据结果寄存器 可编程预定标选择和中断、查询操作,TMS320C24x的外设模块,二、双10位模数转换模块,两个I/O引脚SCIRXD和SCITXD 通过16位波特率选择寄存器设置可编程的波特率 可编程数据长度 1位或两位的可编程停止位 内部产生的串行时钟 两种唤醒多处理器模式 双级缓冲接受和发送功能 全双工和半双工操作,TMS320C24x的外设模块,三、串行通讯接口模块,四个I/O引脚（SPIMO/SPIMI/SPICLK/SPITE） 主模式和从模式操作 SPI串行输入缓存寄存器和数据寄存器 SPI相位和极性控制 状态控制逻辑 存储器映射控制,TMS320C24x的外设模块,四、串行外设接口（SPI）模块,8位WD计数器 7位非同步的计数器通过WD计数器预标定器向WD计数器装入 一个WD复位关键字寄存器和WD标志位、查询位 一个WD预标定因子 一个RTI标志 中断或查询操作（一个软件使能/禁止RTI中断）,TMS320C24x的外设模块,五、看门狗（WD）和实时中断模块（RTI）,按字（16位）实现 低功耗方式 访问速率支持50ns的CPU机器周期 55摄氏度下可保留10年 写/擦由DSP内核执行,TMS320C24x的外设模块,六、FLASH存储器模块,PLL时钟为TMS320C24x器件提供所有时钟信号 CPU时钟：最高时钟 系统时钟：为CPU时钟的二分之一或四分之一 模拟时钟：可编程 看门狗时钟：用于WD/RTI模块的低功率时钟,TMS320C24x的外设模块,七、PLL时钟模块,数字I/O端口为控制专用I/O引脚和共享引脚的功能提供了灵活的方式，可通过下面寄存器设置 输出控制寄存器 输入控制寄存器 数据方向控制寄存器,TMS320C24x的外设模块,八、数字I/O模块,随着VLSI理论和控制理论的发展，高性能、低成本的TMS320C24x系列DSP将在以下领域得到更大的发展： 马达控制 电力电子控制 运动控制 一些仪器设备控制 军事领域,TMS320C24x的应用前景,意义： 采用DSP作为控制器取代模拟器件，可以方便地对系统的控制策略进行修改、控制参数进行修正，并可以使得设备具有良好的可靠性、可维修性及网络功能，降低了成本。 系统还可以采用更多的智能控制策略，可以通过上位机或网络进行更为深入的远程管理和调试，提高智能化程度。,TMS320C24x的应用意义,谢谢! Thanks!,