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浅谈C2000 C5000和C6000的内部结构及区别
姓名：王莎 班级：SJ1239 学号：201221902003
摘要：随着计算机和数字信号处理技术的快速发展和广泛应用，数字信号处理 (DSP)引发了工业设计的革命，成为了工程实现的关键。本文通过TI公司的TMS320C2000、TMS320C5000 和TMS320C6000 三大主流芯片内部结构介绍和比较，得出了它们之间的不同和共同点，并对它们进行了对比性说明。
关键词： DSP；内部结构；比较
Abstract： With the computer and digital signal processing technology rapid development and the widespread Abstract: application, digital signal processing (DSP) has brought the industrial design revolution and become the key to the realization of the project. This paper introduces the Texas instruments (TI) company three mainstream chip internal structures, TMS320C5000、 TMS320C2000 and TMS320C6000,which are introduced and compared for all series of chips to know the different and common points between them, and has carried on the comparative to their specifications.
Keywords： DSP；Internal structure；comparison
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1.前言
世界上第一个单片 DSP 芯片是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国 Intel 公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片发展史上一个重要的里程碑。在这之后最成功的 DSP芯片当属美国德州仪器公司（Texas Instrument 简称 TI）的一 系列产品。TI公司自从1982年推出第一个DSP芯片TMS32010以来，不断地革新换代，该公司芯片特别适用于通信、语音、控制和消费电子领域的精端产品的应用。TI公司的DSP可归为TMS320C2000/C5000/C6000 这三大芯片系列。
TMS320C2000系列，称为DSP控制器，集成了flash存储器、高速A/D转换器以及可靠的CAN模块及数字马达控制的外围模块，面向数字控制、运动控制领域,主要包括TMS320C24x/F24x、TMS320LC240x/LF240x、TMS320C24xA/LF240xA、TMS320C28xx等。
TMS320C5000系列，这是16位定点DSP。主要用于通信领域面向低功耗、手持设备、无线终端应用, 主要包括TMS320C54x、TMS320C54xx、TMS320C55x等。
TMS320C6000系列DSP采用新的超长指令字结构设计芯片。其中2000年以后推出的C64x，在时钟频率为1.1GHz时，可达到8800MIPS以上，即每秒执行90亿条指令。其主要面向高性能、多功能、复杂应用领域]。主要包括TMS320C62xx、TMS320C64xx、TMS320C67xx等。
2.三大系列内部结构及其比较
2.1 TMS320C2000 系列
TMS320C2000MCU系列拥有32位架构、高级外设、高度的模拟集成以及从32至256引脚等多个封装版本，能使各种应用实现卓越的性能及实时控制功能。功能齐备的独特外设拥有无与伦比的片上12.5 MSPS ADC、高分辨率PWM以及显著增强的捕获单元等众多特性优异的组件。C28X 32位内核具有单周期32*32位硬件乘法器以及单周期原子指令执行能力。
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图 1 TMS320C2000系列的功能结构图
TMS320C2000MCU具备96个中断矢量，可帮助项目的设计实现终极灵活性。其中C28X微处理器内核专为实时控制而精心设计，其快速中断能实现10个周期的上下文环境开关。通过改进的哈佛结构，32位数据与外设总线可确保内核、存储器以及外设能够实现高效互动。高度安全的内存、RAM与ROM能保护自己的知识产权不被盗用。其中，部分器件还提供6通道DMA.
TMS320C2000器件平台拥有业界领先的独特外设接口，不仅可显著改善系统性能，而且还能能大幅提高灵活性。
（1）TMS320C2000微处理器平台可支持多达16条模拟输入通道，其12位ADC采样速率高达12.5MSPS，堪称业界最快的嵌入式ADC;
（2）基于32位定时器的增强型捕获单元可实现高精度传感及更高灵活性； （3）高分辨率的PWM生成器可为300MHz Delfino器件提供最高150ps以及最低56ps的精度，从而能够控制电源电子产品实现无与伦比的高精度。
（4）全面可编程的跳变区检测（trip-zone detection）与死时生成器（dead-time generator）能针对故障与浪涌电流情况提供全面的系统保护。
2.2 TMS320C5000 系列
TMS320C5000 平台，是专门针对低功耗、高性能的高速实时信号处理而专门设计的16 位定点DSP，广泛应用于无线通信系统设备和远程通信等实时嵌入系统中。其提供性能、外围设备、小型封装和电源效率的优化组合，适合便携式上网、语音处理及对功耗有严格要
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求的地方。DSP 的传统设计往往是采取主从式结构：在一块电路板上，DSP 做从属机，负责数字信号处理运算；外加一块嵌入式微处理器做主机，来完成输入、控制、显示等其他功能。为此，TI 专门推出了一款双核处理器OMAP，包含有一个ARM 和一个C5000 系列DSP，OMAP 处理器C55x 系列，采用改进的哈佛结构(1 组程序存储器总线、3 组数据存储器总线和4 组地址总线)。包含中央处理器(CPU)、存储器和片上外设三个部分。具有8 条16 位总线：1 条程序总线、3 条数据总线和4 条地址总线和高度并行性的算术逻辑单元(ALU)。专用的硬件逻辑、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集，是芯片达到高性能、高速度，操作更方便、更灵活[2]。
图2 C5000系列DSP的基本结构
在CPU 方面：
(1)先进的多总线结构，采用改进的哈佛结构；
(2)40 位算术逻辑单元(ALU)，包括40 位的桶形移位寄存器和2 个独立的40 位的累加器；
(3)17 位乘17 位的并行乘法器与一个40 位的专用加法器结合在一起，用于单周期乘/累加操作；
(4)比较、选择和存储单元(CSSU)，用于Viterbi 操作(一种通信的编码方式)中的加/比较选择；
(5)指数编码器用于在单周期内计算40 位累加器的指数值；
(6)2 个地址生成器，包括8 个辅助寄存器和2 个辅助寄存器算术单元。
在存储器系统方面：具有16 位192K 基本可寻址空间：64K 字程序空间，64K 字数
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