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TigerSHARC结构的ADSP-TSl01及其应用

来源:单片机与嵌入式系统应用 /李国辉 杨宏?? 2007年02月05日 ?? 收藏0

  引 言

  ADSP-TSl01是AD公司新一代TigerSHARC结构的数字信号处理器,具有多指令流多数据流(MIMD)结构;有两个计算单元,每个单元包括算术逻辑单元(ALU)、移位寄存器(shift)、乘法器(mult)、寄存器组(register files)。ADSP-TSl01性能比ADSP21160有显著提高,且与之兼容,使得以ADSP21160开发的产品升级快速、简捷。ADSP-TSl01是64位处理器,工作在250 MHz时钟下,可进行32位定点和32位或40位浮点运算,提供最高1500 MFLOPS(Millions of floating-pointoperations per second,每秒执行百万次浮点操作)的运算能力;内部具有6 M位双口 SRAM,同时集成了I/O处理器,加上内部总线,消除了I/O瓶颈。此外,ADSP-TSl01适宜多处理器结构,内部集成总线仲裁,通过链路(1ink)12I和外部(external)口可支持并行处理器,而不需任何附加逻辑电路,每一个处理器可直接读写任何一个并行处理器的内存。本文简要介绍其性能、应用特点及芯片内部的系统结

构和功能框图,给出ADSP-TSl01的一种典型应用,并说明DSP的电源供电和功耗的计算方法。

  1 ADSP-TSl01的主要性能

  ADSP-TSl01的主要性能如下:

  ◆采用TigerSHARC结构,具有3条独立总线用于取指令、取数据、不间断I/O;
  ◆指令周期4 ns,工作时钟250 MHz;
  ◆单指令流多数据流(SIMD)提供两个运算单元,每个有一个算术逻辑单元、乘法器、移位器、寄存器组,可同时在两个运算单元上进行同一指令下对不同数据的32位操作;
  ◆提供最大1 500 MFLOPS运算能力;
  ◆片内6 M位双口SRAM,允许CPU、Host和DMA的独立存取;
  ◆有14个DMA通道,可进行内存和外存、外设、主处理器、串(serial)口、链路(1ink)口之间的数据传输;
  ◆有2个数据地址发生器(IALU),允许取模和按位取反操作;
  ◆片内集成I/0处理器、6 M位双口 SRAM,具有串行、连接、外部总线和JTAG测试口,支持多处理器结构;
  ◆并行总线和多运算单元,使单周期可执行1次算术逻辑运算、1次乘法、1次双口SRAM的读或写,以及1次取指操作,CPU与内存之间可进行每周期4个32位浮点字的传输;
  ◆簇式多处理器最高可支持8个TigerSHARC ADSP-TSl01

  ADSP-TSl01性能测试如表1、2所列。

ADSP-TSl01性能测试


  2 ADSP-TSl01的系统结构框图和功能简介

  图1为ADSP一TSl01的系统结构框图。由图可见,ADSP-TSl01包括PEX、PEY两个运算单元,每一个浮点运算有一个算术逻辑单元、乘法器、移位器、32字寄存器组。另外,算术逻辑单元、乘法器、移位器为并行排列,可进行单周期多功能操作,如在同一机器周期中算术逻辑单元和乘法器可同时进行操作。

ADSP一TSl01的系统结构框图


  ◆当数据在存储器和寄存器之间传递时,IALU提供存储器的地址。每个IALU有一个算术逻辑单元、32字寄存器组。
  ◆程序控制器包括指令队列缓冲器(IAB)和分支目标缓冲器(BTB)。ADSP-TSl01既有4个外部中断IRQ3~O,也有内部中断。
  ◆3条128位总线提供高的宽带连接。每个总线允许每个周期4条指令或4队列数据进行传输。外部口和其他链路口的片上单元也用这些总线访问存储器。在每个周期仅能访问一个存储器块,故DMA或外部口传输与处理器核在访问同一块时必须进行竞争。
  ◆片内6 M位SRAM,分为3个(M0、M1、M2)128位宽的2 M位的块,可组合构成数据、程序存储器,每个SRAM与两个总线相连,允许单周期内完成和CPU之间4个数的传输。
  ◆外部口支持与片外存储器、主机(host)及8片ADSP-TSl01的多处理器接口。外部口支持同步、异步及突发式存取。
  ◆ADSP-TSl01提供了4个链路口,每个链路口是8位双向口,与SHARC DSP口不兼容。
  ◆DMA控制器支持独立于处理器的后台零等待数据传输。14个DMA通道分别与外部口(4)、链路(1ink)口(8),autoDMA
寄存器(2)相连,外部总线可采用8/16/32/64位字长进行DMA操作。此外还有JTAG测试口及片内仿真。
  ◆串口支持250 Mb/s的收发独立的同步传输。
  ◆具有IEEE JTAG标准1149.1测试口和片内仿真。
  ◆27 mm×27 mm或19 mm×19 mm PBGA封装。
  ◆内部ADD1.2 V,外部ADD3.3 V。


  


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TigerSHARC? ADSP-TSl01?

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