NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG HỆ PHÁT TRIỂN DSP DÙNG CODE COMPOSER

lời mở đầu
Có thể coi rằng xử lý tín hiệu là quá trình biến đổi và gia công tín hiệu (bao
gồm cả tín hiệu và nhiễu) để từ đó tách ra những thông tin cần thiết. Trớc đây, để xử
lý tín hiệu ngời ta thờng sử dụng kỹ thuật xử lý tơng tự và với kỹ thuật này đã đạt đ-
ợc một số kết quả khả quan. Tuy nhiên trong một số lĩnh vực thì kỹ thuật xử lý tín
hiệu tơng tự không thể thực hiện đợc và nếu có cố gắng để triển khai thì cũng không
đảm bảo độ tin cậy cũng nh tính ổn định. Để khắc phục vấn đề này, việc xử lý tín
hiệu bằng kỹ thuật số đợc đặt ra cần thiết và cho đến nay đã trở thành một kỹ thuật
cơ bản trong lĩnh vực xử lý tín hiệu.
Ngay từ khi ra đời, kỹ thuật xử lý tín hiệu số đã thể hiện đợc vai trò chủ đạo
của mình. Thực tế cho thấy kỹ thuật xử lý tín hiệu số đợc áp dụng rất rộng rãi trong
nhiều ngành khoa học khác nhau nh: Vật lý, đo lờng, điều khiển, điện tử, tin học,
viễn thông
Trong xu thể phát triển kỹ thuật số hiện nay, sự kết hợp giữa máy tính điện tử
và xử lý tín hiệu số đã tạo ra môi trờng có độ linh hoạt rất cao. Máy tính điện tử đợc
sử dụng làm phơng tiện xử lý tín hiệu số cho phép nghiên cứu một cách chi tiết các
quá trình cũng nh các hệ thống xử lý tín hiệu tơng tự bằng phơng pháp mô phỏng tr-
ớc khi triển khai hệ thống này. Bằng phơng pháp này, sẽ biết trớc một số tính chất
của các hệ thống xử lý tín hiệu cũng nh có thể tối u hoá các tham số của chúng, dẫn
đến tránh đợc các sai sót trong quá trình triển khai. Trong những năm 80, do hạn chế
về tốc độ xử lý của máy vi tính, kỹ thuật xử lý tín hiệu số cha đảm bảo đợc tính thời
gian thực (Real Time). Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ vi điện tử, nhiều
loại vi mạch điện tử chuyên dụng cỡ lớn dùng cho DSP đã đợc thiết kế và cung cấp
rộng rãi với giá thành hạ (nh: NEC7720, TMS320 ) điều này đã tạo điều kiện cho
kỹ thuật xử lý tín hiệu số chuyển sang bớc ngoặt mới.
Trong bối cảnh nh vậy, đề tài nghiên cứu đợc tác giả trình bày ở phần sau đây
có nhan đề: "Nghiên cứu áp dụng hệ phát triển DSP dùng CODE COMPOSER".
Đây là một hệ thống xử lý tín hiệu số của hãng Texas Instruments đợc chuẩn hoá về
phần cứng và phần mềm, có độ tin cậy cao, đảm bảo xử lý tín hiệu số theo thời gian
thực, công nghệ này đang đợc phát triển trên thị trờng thế giới.
2

Mục đích chính của luận văn là:
1. Nghiên cứu, khai thác các vấn đề trọng tâm của hệ phát triển DSP dùng
Code Composer.
2. Khai thác và triển khai một số chơng trình đề mô hoặc một phần mềm mô
phỏng cơ bản của kỹ thuật xử lý tín hiệu số ứng dụng trên DSP TMS320C24x có sẵn
của hãng Texas Instrument.
Để thực hiện đợc mục đích trên, nội dung của luận văn đợc trình bày thành
bốn chơng chính:
Chơng 1: Tổng quan về các bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processing- DSP) họ
TMS320 của hãng Texas Instrument.
Chơng này luận văn xin trình bày các tính năng kỹ thuật cơ bản, điểm mạnh,
điểm yếu của các họ TMS320 xử lý tín hiệu số dùng Code Composer, những ứng
dụng cụ thể của từng thế hệ.
Chơng 2: Tổ chức phần cứng của hệ phát triển DSP dùng Code Composer.
Trong chơng này luận văn xin trình bày kiến trúc hệ cơ sở của DSP dùng
Code Composer. Các thành phần của bảng đánh giá Evaluation Module(EVM).
Chơng 3: Tổ chức phần mềm trên DSP dùng Code Composer.
Chơng này luận văn sẽ đề cắp tới phơng pháp lập trình cơ bản trong Code
Composer Studio để viết chơng trình điều khiển cho các đối tợng trên hệ thống phần
cứng EVM, DSP Stater KIT (DSK).
Chơng 4: Thực hiện chơng trình trên EVM TMS320F/C24x.
Triển khai một chơng trình mô phỏng bộ lọc số trên Matlab, một chơng trình
xử lý âm thanh và thiết kế bộ lọc số trên ngôn ngữ C.
Với kết quả của việc tiếp cận xử lý số tín hiệu chúng ta đã dần khảng định
những khả năng tiếp thu và theo kịp những kỹ thuật tiên tiến trên thế giới, đây có thể
coi là vấn đề trọng tâm trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc ta hiện
nay trong thiên niên kỷ 21.
Kết quả của đề tài sẽ là nền tảng cho việc nghiên cứu, xây dựng các chơng
trình ứng dụng thiết thực trên các thiết bị xử lý tín hiệu số và các chơng trình mô
phỏng thể hiện trong luận văn có thể đợc sử dụng làm các bài thực hành cho sinh

3
viên, cán bộ kỹ thuật khi tiếp cận môn học: Cấu trúc và lập trình các hệ xử lý tín
hiệu số.
Mặc dù các nội dung của đề tài đặt ra đã đợc hoàn thành nhng do thời gian có
hạn nên không tránh khỏi một số thiếu sót, hạn chế nhất định. Tác giả rất mong
nhận đợc các ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, và các bạn đồng nghiệp.
Cuối cùng Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo hớng dẫn, Đại tá PGS-Tiến sĩ
Nguyễn Tăng Cờng-Trởng khoa, Đại tá-Tiến sĩ Phan Quốc Thắng đã hết sức nhiệt
tình giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn, cảm ơn các thầy trong
khoa tự động hoá và điều khiển từ xa, Phòng sau đại học Học viện Kỹ thuật Quân sự
vì sự giúp đỡ tận tình về điều kiện thiết bị, tài liệu và những chỉ dẫn quí báu để giúp
tôi hoàn thành luận văn này.
4
Chơng 1
Tổng quan về các bộ xử lý tín hiệu số
Nhìn chung các bộ cảm biến tạo ra các tín hiệu tơng tự đáp lại các quá trình
vật lý khác nhau diễn ra một cách liên tục theo thời gian và biên độ. Việc xử lý các
tín hiệu có thể đợc thực hiện ở dạng số hoặc tơng tự. Để xử lý đợc một tín hiệu tơng
tự ở dạng số thì đòi hỏi phải tạo ra đợc một tín hiệu số bằng cách trích mẫu và lợng
tử hóa tín hiệu tơng tự (số hoá tín hiệu tơng tự). Do vậy, so với tín hiệu tơng tự thì
tín hiệu số rời rạc cả về thời gian và biên độ. Quá trình số hóa đợc thông qua một bộ
chuyển đổi tơng tự-số viết tắt ADC (Analog-Digital-Converter).
Xử lý tín hiệu số DSP (Digital Signal Processing) bao hàm việc thao tác các
tín hiệu số để lấy ra đợc các thông tin hữu ích từ chúng. Do vậy, các bộ chuyển đổi
dữ liệu từ tơng tự sang số và ngợc lại là ADC và DAC có nhiệm vụ giao tiếp với
nhau. Hình 1.1 mô tả những thành phần chính của hệ DSP bao gồm các thiết bị
ADC, DSP và DAC.
Hình 1.1 Các thành phần chính của một hệ DSP
Lý do chính là xử lý tín hiệu số cho phép có thể lập trình đợc cùng một phần
cứng DSP sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau đơn giản bằng cách thay đổi mã

nằm trong bộ nhớ. Một lý do khác là các mạch số cấp các tín hiệu ra ổn định và dễ
chấp nhận sai số hơn so với các mạch tơng tự, ví dụ: Khi đối diện với các sự thay đổi
về nhiệt độ, Ngoài ra tính u việt của bộ xử lý trong lĩnh vực số có thể là bản chất bên
trong của nó, ví dụ: Một bộ lọc pha tuyến tính hay một bộ lọc giải hẹp hình chữ V
(Steep-Cutoff notel filter) chỉ có thể thực hiện đợc khi sử dụng kỹ thuật xử lý tín
hiệu số và nhiều hệ thích nghi chỉ có thể đạt đợc trên một sản phẩm thực thông qua
5
ADC
DSP
DAC
xử lý thao tác số (0 và 1) cho phép các dữ liệu âm thanh, tiếng nói và hình ảnh có
thể đợc xử lý giống nhau khi truyền số, lu trữ kết quả, do đó đóng vai trò quan trọng
trong kỹ thuật tin học và viễn thông.
Một số sự khác biệt giữa DSP và một vi mạch VLSI đơn chức năng là:
Thực thi trên DSP có khả năng linh hoạt thay đổi ứng dụng vì cùng một phần
cứng DSP có thể đợc dùng cho các ứng dụng khác nhau. Hay nói cách khác là
các bộ DSP có thể lập trình đợc trong khi đó mạch VLSI đơn chức không có đợc
khả năng này.
Các bộ xử lý DSP rất hiệu quả về mặt giá thành vì đợc sản xuất hàng loạt và có
thể đợc dùng cho nhiều ứng dụng. Một vi mạch VLSI chuyên dụng thờng chỉ đợc
dùng cho một ứng dụng riêng biệt.
Trong nhiều trờng hợp, các thuộc tính mới tạo nên một phiên bản nâng cấp phần
mền trên bộ DSP không đòi hỏi phần cứng mới. Ngoài ra việc gỡ rối nhìn chung
rất dễ dàng thực hiện.
Đối với các vi mạch VLSI chuyên dùng thờng có thể đạt đợc các tần số trích
mẫu rất cao trong khi đó trên các bộ DSP thì điều này bị hạn chế do ràng buộc
thiết kế kiến trúc và các ngoại vi trên chíp.
Các bộ xử lý DSP cùng có chung một số đặc tính mà ta có thể phân biệt
chúng với các bộ vi xử lý công dụng chung là:
Chúng đợc tối u hoá để thực hiện các thuật toán quay vòng và lặp lại trong xử lý

tín hiệu. Nói một cách tơng đối là các tập lệnh của các bộ DSP nhỏ hơn và đợc
tối u hoá cho các phép xử lý tín hiệu nh phép nhân và cộng một chu kỳ.
Các bộ DSP cho phép các chế độ định địa chỉ đặc biệt nh định địa chỉ gián tiếp
và định địa chỉ vòng tròn. Chúng có cơ cấu định địa chỉ hiệu quả để thực thi
nhiều thuật toán xử lý tín hiệu.
Các bộ DSP có các ngoại vi tích hợp cho phép giao tiếp I/O hiệu quả với các thiết
bị khác.
Trên các bộ DSP có thể thực hiện vài lần truy cập bộ nhớ trong một chu kỳ lệnh.
Hay nói cách khác là các bộ DSP có độ rộng băng tần tơng đối cao giữa các CPU
của chúng và bộ nhớ.
6
Trên thị trờng hiện nay đã sở hữu các bộ DSP xử lý thời gian thực thực với
giá thành rẻ nh điện thoại tổ ong, các mô-đem và các bộ điều khiển đĩa. Thời gian
thực hiện có nghĩa là hoàn thiện việc xử lý trong thời gian cho phép hoặc có thể là
giữa các lệnh trích mẫu. Thời gian này tất nhiên là phụ thuộc vào ứng dụng nh mô tả
trên (hình 1.2) số lệnh đợc dùng cho một thuật toán chạy trên thời gian thực phải
nhỏ hơn số lệnh có thể đợc thực hiện giữa hai lần lấy mẫu kế tiếp. Ví dụ xử lý âm
thanh tại tần số trích mẫu 44,1 kHz hay khoảng thời gian trích mẫu gần 22,6 às, thì
số lệnh phải ít hơn khoảng 4500 với giả thiết thời gian một chu kỳ lệnh là 5 ns. Có
hai khía cạnh liên quan đến thời gian xử lý thực: Tần số trích mẫu và các thời gian
trễ hệ thống. Các tần số trích mẫu và độ trễ của một vài ứng dụng khác nhau đợc
trình bày trong bảng 1.1.
Hình 1.2
Bảng 1.1. Các tần số trích mẫu và độ trễ đối với một số ứng dụng
ứng dụng
Tần số trích mẫu vào/ ra Độ trễ
Đo lờng 1Hz *Phụ thuộc vào hệ thống
Điều khiển > 0,1 kHz *Phụ thuộc vào hệ thống
Tiếng nói (Voice) 8 kHz < 50 ms
Âm thanh (Audio) 44,1kHz * < 50 ms

Hình ảnh (Video) 1 14 MHz * < 50 ms
TI là một nhà sản xuất chuyên về các sản phẩm DSP, TI đã có hơn 100 loại
sản phẩm DSP cho phép chúng ta lựa chọn các thiết bị phù hợp nhất và với giá thành
hợp lý cho các ứng dụng đặc biệt. TI còn mở rộng thị trờng sản phẩm trong các lĩnh
vực nh truyền thông, máy tính, các sản phẩm tiêu dùng, điều khiển công nghiệp,
quân sự và điều khiển tự động.
Thí dụ các DSP của hãng Texas Instruments nh:
TMS320C25: Dấu phẩy tĩnh.
7
t
Mẫu ở
thời điểm
x[n]
Thời gian giữa các mẫu
Mẫu ở
thời điểm
x[n+1]
TMS320C30: Dấu phẩy động.
TMS320C40: Dấu phẩy động.
TMS320C50: Dấu phẩy tĩnh.
TMS320C60: Dấu phẩy động.
Trong nhiệm vụ của luận văn chúng ta cần đi sâu nghiên cứu các họ DSP
dùng Code Composer của hãng Texas Instruments, chính vì vậy ta hãy xem xét các
vấn đề chính sau:
1.1. Sơ lợc về họ TMS320
Họ TMS320 gồm có hai kiểu DSP đơn chip: Dấu phẩy tĩnh 16 bit và dấu phẩy
động 32 bit. Các DSP này có tính làm việc linh hoạt của các bộ điều khiển tốc độ
cao và khả năng số học của các bộ xử lý dãy. Kết hợp hai phẩm chất này, các bộ xử
lý TMS320 là những lựa chọn không đắt tiền so với các bộ xử lý bit-slice đa chip và
các VLSI đợc chế tạo theo đơn đặt hàng. Họ TMS320 có các đặc tính mà từ đó đã

làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tởng cho một dải rộng các ứng dụng xử lý:
Tập lệnh rất linh hoạt.
Vốn có sẵn tính làm việc linh hoạt.
Mức độ làm việc tốc độ cao.
Thiết kế có kiến trúc song song hiện đại.
Giá cả phải chăng.
1.2. Lịch sử phát triển và các thuận lợi của các DSP TMS320
Vào năm 1982, Texas Instruments giới thiệu TMS320C10-DSP dấu phẩy tĩnh
đầu tiên của họ TMS320. Trớc cuối năm đó thì tạp chí Electronics Products đã chọn
TMS320C10 làm "Product of the year". TMS320C10 đã trở thành mô hình cho các
thế hệ TMS320 sau đó.
Ngày nay TMS320 gồm có các thế hệ kế nhau: các DSP dấu phẩy tĩnh 'C1x,
'C2x, 'C2xx, 'C5x, 'C54x, 'C6x; với các DSP dấu phẩy động 'C3x, 'C4x; và các DSP
đa xử lý 'C8x. Mã nguồn trong các thế hệ là tơng thích. Chính nhờ tính tơng thích
nh vậy làm cho tiết kiệm đầu t phát triển phần mềm, do đó cung cấp phơng tiện cao
hơn và linh hoạt hơn.
8
Mỗi thế hệ của thiết bị TMS320 có CPU với cấu hình bộ nhớ và ngoại vi trên
chíp phát triển phục vụ cho các thiết bị đa năng. Các thiết bị này đáp ứng cho nhu
cầu trong thị trờng điện tử toàn cầu. Khi bộ nhớ và các ngoại vi đợc tích hợp vào
một bộ xử lý thì giá toàn bộ hệ thống giảm đáng kể, tiết kiệm đợc không gian mạch
điện đồng thời đáng kể nhất là rất phù hợp với các thiết bị hoặc các ứng dụng có yêu
cầu chặt chẽ về thời gian thực (Real Time).
Hình 1.2 Biểu diễn hớng phát triển các sản phẩm DSP của Texas Instruments
1.3. Các ứng dụng tiêu biểu của họ TMS320
Họ TMS320 cung cấp các giải pháp thích hợp hơn, tốt hơn cho các vấn đề xử
lý tín hiệu truyền thông nh mã hoá tiếng nói, lọc và mã hoá sai số. Hơn nữa họ
TMS320 hỗ trợ các ứng dụng phức tạp mà thờng đòi hỏi nhiều phép toán thực hiện
đồng thời. Bảng sau đây cho thấy một số ứng dụng tiêu biểu của TMS320.
Các ứng dụng tiêu biểu của họ TMS320

16 bít dấu phẩy tĩnh 32 bít dấu phẩy động
'C1x - Hard Disk Controllers
'C2x - FaxMachines
'C2xx - Embedded Control
'C3x - Video phones
'C4x - Parallel Processing
Other:
9
'C5x - Voice Processing
'C54x - Digital Cellular phones
'C6x - Advanced VLIW Processor
Wireless Base Station/Pooled Modems
'C8x - Video Conferencing
Trong phần còn lại của chơng này sẽ trình bày một cách tổng quát về các thế
hệ sản phẩm DSP của TI.
1.3.1. Thế hệ TMS320C2xx
TMS320C2xx đợc giới thiệu năm 1995. 'C2xx có khả năng thực hiện 20 - 40
triệu lệnh trong 1 giây. 'C2xx còn có giá trị nh một hạt nhân đối với các DSP đợc
chế tạo theo yêu cầu của khách hàng, với giá thành hạ và là một DSP dấu phẩy tĩnh
trong tơng lai. Bộ xử lý trung tâm CPU có tốc độ cao của thế hệ TMS320C24x cho
phép sử dụng các thuật toán cao cấp, thực hiện mềm dẻo hơn và giảm tổng các thành
phần của hệ thống. Thế hệ 'C2xx có các u điểm sau:
- Cấu trúc thiết kế của TMS320 đợc nâng cao nhằm tăng khả năng thực hiện
và tính đa dụng.
- Công nghệ xử lý mạch tích hợp đợc tăng cờng nhằm tăng khả năng thực hiện.
- Mã nguồn có khả năng tơng thích với các DSP thế hệ 'C1x và 'C2x.
- Có khả năng tơng thích với các DSP thế hệ thứ năm ('C5x).
- Các công nghệ thiết kế tĩnh điện mới nhằm giảm mức tiêu thụ năng lợng tới
mức thấp nhất và tăng khả năng chịu phóng xạ.
Thế hệ 'C2xx bao gồm 2 phân nhóm: các DSP 'C20 đa năng và các bộ điều

khiển DSP 'C24x đợc tối u hoá cho các ứng dụng dạng hệ thống điều khiển số.
Các đặc điểm của thế hệ TMS320C20x
- Có 4,5K dữ liệu/chơng trình RAM on-chip.
- Có bộ nhớ cực nhanh 32K từ on-chip (chỉ đối với F206).
- Có thanh ghi tổng ALU 32-bit.
- Có bộ nhân song song 16x16-bit và tích số 32-bit.
- Có các lệnh lặp đối với khả năng sử dụng không gian chơng trình và việc
thực hiện lệnh đợc tăng cờng.
- Có bộ định thời 16-bit on-chip.
10
- Có bộ chuyển dịch vòng 16-bit.
- Có ngăn xếp phần cứng 8 mức.
- Chế độ bật tắt gắn liền nhau.
- Có phần mềm máy phát trạng thái chờ.
- Đợc đóng gói ở dạng TQFP 80 hoặc 100 chân.
- Các tuỳ chọn PLL khác nhau nhằm giảm giao thoa điện từ và mức tiêu thụ
năng lợng của hệ thống.
- C203, LC203, C206, LC206 và F206 tơng thích chân với chân ở dạng
đóng gói TQFP 100 chân.
Các đặc điểm của thế hệ TMS320C24x
* Xử lý phần cứng:
- Khối logic đại số 32-bit (CALU)
- Thanh ghi tổng 32-bit
- Bộ nhân song song 16-bit*16-bit cho ta tích số 32-bit.
- Có 3 bộ dịch tỷ lệ.
- Có 8 thanh ghi phụ 16-bit cùng với một đơn vị số học chuyên dụng dùng
cho việc định địa chỉ gián tiếp bộ nhớ dữ liệu
*Bộ nhớ:
- Không gian bộ nhớ cực đại có thể định địa chỉ là 192K từ 16-bit.
- RAM on-chip truy cập kép (dual-access - DARAM)

- ROM on-chip hoặc bộ nhớ cực nhanh
- Mođul ghép nối bộ nhớ ngoài với phần mềm trạng thái chờ, các đờng địa
chỉ 16-bit và các đờng dữ liệu 16-bit.
- Có sự hỗ trợ của các thái đợi phần cứng.
* Chơng trình điều khiển.
- Luồng lệnh 4 mức.
- Ngăn xếp phần cứng 8 mức.
- Có các ngắt có thể che đợc.
* Nguồn nuôi
- Công nghệ CMOS tĩnh
11
- Có 4 chế độ tiết kiệm năng lợng để giảm mức tiêu thụ nguồn
* Tốc độ: Thời gian chu kỳ lệnh 50ns, và hầu hết các lệnh chu kỳ đơn.
* Khả năng tơng thích mã nguồn với các thiết bị TMS 320 dấu phẩy tĩnh.
* Mã nguồn tơng thích với các thiết bị TMS320 dấu phẩy tĩnh nh C25,
C2xx và các DSP thế hệ C5x.
Các sản phẩm của thế hệ TMS320C20x và TMS320C24x
Thế hệ TMS320C20x gồm có: TMS320C203, TMS320LC203,
TMS320F206, TMS320C206, TMS320C209.
Thế hệ TMS320C24x gồm có: TMS320F240, TMS320C240,
TMS320F241, TMS320F243, TMS320C241, TMS320C242.
1.3.2. Thế hệ TMS320C3x.
Thế hệ TMS320C3x là bộ xử lý tín hiệu số dấu phẩy động 32-bit đầu tiên của
TI. DSP này có khả năng thực hiện 30 ữ 60 triệu phép tính dấu phẩy động trong một
giây và 16,67 ữ 30 triệu lệnh trong một giây. Các thiết bị C3x có cấu trúc đặc tính
cao, dễ sử dụng, cho phép ngời sử dụng phát triển các ứng dụng một cách nhanh
chóng. Họ C3x có thể đợc dùng rộng rãi trong các lĩnh vực nh ứng dụng tự động,
âm thanh số, kỹ thuật tự động, điều khiển công nghiệp, truyền dữ liệu, các thiết bị
văn phòng nh các thiết bị ngoại vi đa chức năng, máy photocopy và máy in Laser.
CPU có một bộ nhân độc lập và ALU có khả năng thực hiện hơn 60 triệu

phép tính dấu phẩy động trong một giây (MFLOPS) và hơn 30 triệu lệnh trong một
giây (MIPS). Bộ điều khiển truy cập trực tiếp bộ nhớ (DMA) có bus dữ liệu riêng và
hoạt động song song với CPU. Bộ điều khiển DMA có thể truy cập tới bất kỳ vị trí
nào trong bản đồ bộ nhớ, bao gồm cả on-chip, ngoài chip và các thanh ghi ngoại vi
đợc xắp xếp trong bộ nhớ.
Không gian bộ nhớ tổng của C3x là 16 triệu từ 32-bit. Bao gồm dữ liệu, ch-
ơng trình và không gian I/O chứa trong 16M từ địa chỉ này (dải cực đại của bộ nhớ)
và cho phép bạn định vị không gian bộ nhớ nh mong muốn.
Các sản phẩm của thế hệ TMS320C3x
12
Tất cả các thiết bị TMS320C3x đều có cùng một cấu trúc CPU và chấp nhận
mã nguồn từ tất cả các thiết bị C1x, C2x và C2xx. Các sản phẩm của thế hệ C3x
gồm có: TMS320C30, TMS320C30-40, TMS320C31-40,TMS320C32-50
1.3.3. Thế hệ TMS320C4x
TMS320C4x là một bộ xử lý song song tốc độ cao với hơn 488 Mbytes/s dữ
liệu, có khả năng thực hiện 40-80 triệu phép tính dấu phẩy động trong một giây và
20-40 triệu lệnh trong một giây. Nó chấp nhận mã nguồn từ thế hệ C3x. Các công
cụ phát triển xử lý song song đã có ở thế hệ C4x.
Các thiết bị TMS320C4x là các bộ xử lý tín hiệu số dấu phẩy động 32-bit đợc
tối u hoá cho việc xử lý song song.
Họ C4x sẽ tập hợp một CPU thực hiện mạnh và bộ điều khiển DMA cùng
với 6 cổng truyền thông để phù hợp với những yêu cầu của bộ đa xử lý và các ứng
dụng I/O bậc cao. Tất cả các thiết bị C4x đều tơng thích với môi trờng phát triển đa
chip của TI. Các ứng dụng chủ yếu của họ C4x bao gồm đồ hoạ 3 chiều, xử lý ảnh,
công nghệ mạng và các trạm viễn thông.
Các sản phẩm của thế hệ TMS320C4x:TMS320C40-50, TMS320C40-60,
TMS320C44-50, TMS320C44-60.
1.3.4. Thế hệ TMS320C5x
TMS320C5x là một DSP dấu phẩy tĩnh tốc độ nhanh, nó có khả năng thực
hiện 20-50 triệu lệnh trong một giây (MIPS) và chấp nhận mã nguồn từ các thế hệ

C1x, C2x và C2xx. C5x rất có giá trị khi dùng điện áp thấp.
Điện áp 3V sẽ duy trì khả năng thực hiện 40 MIPS và giảm mức tiêu thụ năng
lợng xuống 1,15 mA/MIPS. Thế hệ C5x đa ra các thiết bị với sự đa dạng của các
loại bộ nhớ và các tuỳ chọn ngoại vi. Chuẩn đồng bộ, cổng nối tiếp có đệm kép hoạt
động ở tốc độ 12,5 Mbps với phần phát và thu độc lập. Cổng nối tiếp dồn kênh phân
chia theo thời gian (TDM) có tất cả các đặc điểm giống với cổng nối tiếp chuẩn, còn
các đặc điểm của TDM làm cho cổng nối tiếp rất phù hợp với việc truyền thông liên
quá trình trong các hệ thống DSP đa xử lý. Cổng nối tiếp có đệm (BSP) hoạt động ở
tốc độ 40 Mbps mà không có sự can thiệp của CPU. Cổng ghép nối chủ (HPI) là một
cổng song song 8-bit thờng dùng để ghép nối một bộ xử lý chủ với C5x.
13
Có nhiều tuỳ chọn vòng lặp khoá pha (PLL) on-chip phụ thuộc vào loại C5x
đợc dùng. PLL on-chip cho phép các tần số xung đồng hồ thấp hơn, giảm năng lợng
và các bức xạ điện từ.
Đối với các hệ thống đòi hỏi tài nguyên bên ngoài chip lớn, thì họ C5x sẽ
định địa chỉ cho 64K-từ 16-bit bên ngoài chơng trình, dữ liệu và các không gian I/O;
mỗi không gian địa chỉ có chân riêng cho nó.
TMS320C5x chấp nhận mã nguồn từ các thế hệ C1x, C2x và C2xx. Thời
gian chu kỳ nhanh hơn, các bộ nhớ on-chip, một đơn vị logic song song (PLU) là
những điểm khác biệt của C5x.
Sự tích hợp của bus kiểm tra IEEE 1149.1 (JTAG) sẽ làm tăng độ tin cậy của hệ
thống. Có một bộ biên dịch C ANSI thiết kế cho C5x, nó sẽ dịch trực tiếp ngôn ngữ C
ANSI sử dụng rộng rãi sang ngôn ngữ assembly đợc tối u hoá cao đối với C5x.
Các tính năng nổi trội của TMS320C5x
- Thời gian chu kỳ lệnh 20, 25, 35 và 50ns
- Có hơn 32K từ bộ nhớ on-chip.
- Các lệnh rẽ nhánh, lệnh gọi và quay về đợc giữ chậm.
- Có hai bộ đệm vòng đợc ghi địa chỉ gián tiếp.
- Phần mềm tạo trạng thái chờ.
- Các tuỳ chọn vòng lặp khoá pha (PLL) đa dạng nhằm giảm EMI và sự mất

mát năng lợng hệ thống.
1.3.5. Thế hệ TMS320C54x
TMS320C54x tạo ra một tổ hợp có lợi về tốc độ thực hiện cao và năng lợng
thấp. C54x thực hiện hơn 66 triệu lệnh trong một giây (MIPS) và có thể hoạt động ở
các mức điện áp 3,0V; 3,3V hoặc 5V. Cấu trúc chuyên dụng này đợc tối u hoá để
thoả mãn các yêu cầu về sự đa dạng trong truyền thông toàn cầu và các ứng dụng
truyền thông không dây.
Các DSP thế hệ TMS320C54x tích hợp các chức năng để cải thiện khả năng
thực hiện, số lợng chip thấp và giảm mức tiêu thụ năng lợng để có thể tiết kiệm đợc
giá thành của hệ thống. Các thiết bị sẽ tập hợp khả năng thực hiện mạnh, mức độ
14
thực hiện song song lớn và một tập lệnh chuyên dụng để thực hiện nhiều thuật toán
và các ứng dụng phức tạp một cách hiệu quả.
Các đặc điểm bao gồm: một bộ tăng tốc Viterbi, 4bus nội bộ, bộ phát địa chỉ
kép, bộ cộng 40bit, hai ALU 40bit, tám thanh ghi phụ và một ngăn xếp phần mềm.
Những ứng dụng nổi bật
- Các trạm cơ sở số
- Những hệ thống truyền thông cá nhân (PCS)
- Các mô đem V.34 / ISDN
- Các rađiô di động
- Những dụng cụ trợ giúp số cá nhân ( PDA)
- Mạng
- Các đờng điện thoại T1/ E1 hoặc PBX
- Dữ liệu không dây (CDPD)
- Các máy thu phát cầm tay không dây (chuẩn TDMA hoặc CDMA)
- Những mô đem vệ tinh
- Giao thức Internet qua tiếng nói
- Thẻ điện thoại nhiều chức năng trong mạng LAN
- Mạng nội bộ không dây
- Tích hợp đa phơng tiện/điện thoại (Fax/Dữ liệu+ âm thanh 3-D )

- Những mô đem Cáp
Các sản phẩm của thế hệ TMS320C54x: TMS320C541, TMS320LC541,
TMS320C542, TMS320LC542, TMS320LC543 , TMS320LC549.
1.3.6. Thế hệ TMS320C6x
Thế hệ TMS320C6x đa ra các giải pháp có lợi cho yêu cầu về lập trình đối
với DSP tốc độ cao. Họ TMS320C6x là các thiết bị đầu tiên đặc trng cho VelociTI,
một cấu trúc cao cấp, từ lệnh rất dài (VLIW) đợc phát triển bởi Texas Instruments,
nó cho phép thực hiện hơn 1600 triệu lệnh trong một giây (MIPS). Thiết bị đầu tiên
trong seri này là TMS320C6201, một bộ xử lý tín hiệu số dấu phẩy tĩnh (DSP). TI
cũng đã công bố DSP dấu phẩy động TMS320C67x trên nền CPU lõi VelociTI, nó
có khả năng thực hiện 1 GFLOP (một tỷ phép tính dấu phẩy động trong một giây).
15
TMS320C6x với VelociTI cho phép những giải pháp có lợi tối đa
Các thiết bị ' C6x đa ra những giải pháp có lợi tối đa cho việc lập trình DSP
hiệu năng cao. Những công cụ phát triển của 'C6x bao gồm một phần biên dịch C
mới, một bộ tối u assembly và một trình gỡ rối trên nền Windows. VelociTI kết hợp
một kiến trúc VLIW tiên tiến với mức độ thực hiện song song cao để tạo ra một thiết
bị có đợc những ứng dụng nh :
- Độ rộng giải Internet không giới hạn
- Truyền thông không dây toàn bộ
- Những đặc tính mới trong kỹ thuật điện thoại
- Chẩn đoán y học từ xa
- Tự động hóa điều khiển tàu biển
TMS320C6x với VelociTI sẽ làm tăng khả năng hoạt động cho các ứng dụng hiện có
Ngoài việc đa ra khả năng tạo những ứng dụng mới, ' C6x cùng với VelociTI
cũng kết hợp một cấu trúc VLIW tiên tiến có mức độ thực hiện song song cao để
đem lại sức sống cho những ứng dụng hiện có nh :
- Những trạm cơ sở.
- Các môđem chung
- Những hệ thống vòng thuê bao số (DSL)

- Những dịch vụ truy nhập từ xa (RAS)
- Những chuyển mạch chức năng trung tâm
- Những mô đem Cáp
Các sản phẩm của thế hệ TMS320C6x: TMS320C601
1.3.7. Thế hệ TMS320C8x
TMS320C8x đợc tích hợp nhiều (lên tới 4) DSP 32-bit cao cấp, một bộ xử lý
chủ 32-bit RISC cùng với một khối dấu phẩy động 100-triệu phép tính dấu phẩy
động trong một giây, một bộ điều khiển có tốc độ truyền hơn 400Mbytes/s, và hơn
50K byte RAM on-chip nằm trên một tấm silicon đơn. C80 cũng bao gồm 2 bộ
định thời on-chip.
Khả năng xử lý của các thiết bị TMS320C8x hỗ trợ cho bất kỳ một ứng dụng
nào đòi hỏi quá trình xử lý tín hiệu số mạnh. Thành viên đầu tiên của thế hệ C8x là
16
TMS320C80 là một chip đơn, bộ xử lý song song có thể đợc dùng cho các ứng dụng
nh xử lý âm thanh/hình ảnh thời gian thực, truyền thông dữ liệu và xử lý ảnh. C82
là thành viên thứ 2 của họ C8x có thể đợc dùng trong các ứng dụng nh màn hình
hội nghị qua hình ảnh, viễn thông tốc độ cao và đồ hoạ 3 chiều.
Do các thiết bị C8x có thể đợc lập trình hoàn toàn, nên bạn có thể kết hợp
các thuật toán chuẩn công nghiệp với các phần mềm độc quyền để tối u hoá khả
năng thực hiện của hệ thống và trở thành các sản phẩm khác biệt trong thị trờng.
Bạn sẽ thấy đợc tính mềm dẻo đợc thêm vào, bởi vì một hệ thống trên cơ sở C8x có
thể thích nghi với các công nghệ phát triển thông qua các thay đổi phần mềm hơn là
việc thiết kế lại phần cứng. Điều đó cho phép bạn nâng cấp nh là các chuẩn mới nổi
bật.Tóm tắt các sản phẩm của thế hệ TMS320C8x. Tất cả các thiết bị TMS320C8x đều
tham gia vào bộ xử lý RISC và các DSP cao cấp.
1.3.8. Sơ đồ liên kết hệ phát triển TMS320F/C24x với máy tính
Trên thực tế, tuỳ theo nhiệm vụ của bài toán mà chúng ta sử dụng các hệ phát
triển khác nhau nh: Evaluation Module hoặc DSP starter KIT (DSK).
Hình 1-3. Sơ đồ chức năng liên kết:
Trình hợp dịch Assembler/Trình liên kết Linker: Có giá trị đối với tất cả các

thiết bị TMS320, các trình hợp dịch và trình liên kết là các công cụ tạo ra mã máy
bằng cách biến đổi các file nguồn hợp ngữ của TMS320 sang mã thực hiện.
Bộ biên dịch C: Có giá trị đối với các thiết bị C2xx, C3x, C4x, C5x,
C54x, C6x và C8x, bộ biên dịch C của TMS320 sẽ dịch các file ngôn ngữ C chuẩn
ANSI sang các file nguồn hợp ngữ của TMS320. Bộ biên dịch C bao gồm cả trình
hợp dịch (assembler)/trình liên kết (linker).
17
Máy tính
Bộ mô phỏng
XDS510PP
Module đánh
giá (EVM)
Đối tợng
ĐK
cáp printer nối vào
cổng parallel của MT
cáp Jtag nối với EVM
Nguồn 5v
Nguồn 220v
Công cụ mô phỏng (Simulator): Có giá trị đối với tất cả các thiết bị TMS320,
công cụ mô phỏng là một phần mềm chơng trình cho phép mô phỏng các chế độ của
bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý TMS320 cho các ứng dụng phát triển thời gian không
thực. Bằng một phần mềm mô phỏng không đắt, bạn có thể gỡ rối mà không cần
phần cứng. Công cụ mô phỏng có giao diện gỡ rối ngôn ngữ bậc cao (HLL).
Mô đul đánh giá (EVM): Các EVM là các bản mạch đợc cắm vào PC hoặc để
ngoài, nó gồm bộ xử lý đích, một lợng nhỏ bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi có giới
hạn. Môđul này cho phép bạn thực hiện mã trong thời gian thực và giao tiếp với một
hệ thống bên ngoài. Bảng EVM đợc cấp nguồn 5v.
Bộ mô phỏng (XDS_): C2xx, C3x, C4x, C5x, C54x, C6x và C8x sử
dụng kỹ thuật dựa trên cơ sở quét dữ liệu để thực hiện mô phỏng cùng với

XDS510PP/510WS. Các bộ mô phỏng có giao diện gỡ rối ngôn ngữ bậc cao (HLL).
DSP starter kit (DSK): DSK F240 là một bảng mạch tách riêng cho phép các bộ
đánh giá kiểm tra các đặc tính của bộ xử lý tín hiệu số TMS320F240 (DSP) để xác
định xem DSP có thoả mãn các yêu cầu ứng dụng hay không. Môđun này là một hệ
phát triển và chạy phần mềm cho bộ xử lý TMS320F240.
DSK là một bản mạch ứng dụng giá thành hạ, đơn giản và độc lập, nó cho
phép bạn thử nghiệm các DSP C24x, C3x, C5x, C54x hoặc C6x DSPs đối với
quá trình xử lý tín hiệu thời gian thực.
Hệ thống phát triển xử lý song song (PPDS): PPDS là một bản mạch đích
TMS320C4x độc lập, nó cho phép bạn phát triển, chạy và gỡ rối một hệ thống gồm
bốn thiết bị C4x. đối với một hệ thống hoàn chỉnh, XDS510 là cần thiết.
Kết luận chơng 1:
Chơng này luận văn đã trình bày một cách tổng quan các họ TMS320 của
hãng TI, qua đó phân tích chức năng và những u điểm, nhợc điểm của từng thế hệ,
ứng dụng của chúng trong những lĩnh vực kỹ thuật khác nhau. Một điều quan trọng
chúng ta đã phân loại ra đợc có hai kiểu DSP đơn chip trong họ TMS320 gồm: Dấu
phẩy tĩnh 16 bit và dấu phẩy động 32 bit.
Trên cơ sở đã phân tích sẽ tạo điều kiện cho những nhà kỹ thuật triển khai
ứng dụng các thế hệ DSP của TI vào những lĩnh vực cụ thể có hiệu quả tốt nhất.
18
Chơng 2
Tổ chức phần cứng
bộ xử lý tín hiệu số TMS320F/C24x
2.1. Cấu trúc bộ điều khiển xử lý tín hiệu số (DSP)
2.1.1. Cấu trúc tổng thể
Sơ đồ khối chức năng của cấu trúc bộ điều khiển DSP C24x đợc chỉ ra trong
hình 2-1. Cấu trúc DSP C24x dựa trên cấu trúc Harvard đợc sửa đổi, là cấu trúc hỗ
trợ cấu trúc các bus riêng biệt cho không gian bộ nhớ và không gian dữ liệu. Không
gian thứ 3, không gian I/O và có thể truy cập vào thông qua một giao diện bus bên
ngoài. Để hỗ trợ sự lựa chọn các ngoại vi, một bus ngoại vi đợc sử dụng. Bus ngoại vi

đợc vẽ bản đồ vào không gian dữ liệu và đợc giao tiếp với bus dữ liệu thông qua một
môđun hệ thống đặc biệt. Nh vậy, tất cả các lệnh thao tác trên không gian dữ liệu
cũng có thể thao tác trên tất cả các thanh ghi ngoại vi.
Các không gian dữ liệu và chơng trình riêng rẽ cho phép truy cập đồng thời
vào các lệnh chơng trình và dữ liệu. Ví dụ, trong khi dữ liệu đang đợc nhân lên, kết
quả trớc đó có thể đợc cộng vào bộ tích luỹ và cùng lúc đó một địa chỉ mới có thể đ-
ợc tạo ra. Tính song song nh vậy trợ giúp thiết lập các phép tính số học, lôgic và các
thao tác đánh tín hiệu bit, tất cả các thao tác đó có thể thực hiện trong một chu kỳ
máy đơn. C24x cũng bao gồm các cơ chế điều khiển để quản lý các ngắt, thao tác
lặp lại, và các lần gọi hàm/ trình con.
Sơ đồ khối chức năng (hình 2-1) mô tả rõ nhất từng thành phần trong bộ điều
khiển x240 DSP. Các thiết bị TMS320x240 có ba bộ phận chính: lõi DSP của C2xx,
bộ nhớ trong và các thiết bị ngoại vi. Ngoài ra hệ thống còn đợc mô tả: Bản đồ bộ nhớ,
khởi động lại thiết bị, các ngắt, I/O số hoá, tạo đồng hồ, vận hành khi nguồn thấp.
Bảng 2-1 Đặc tính của các bộ điều khiển DSP TMS320F/C240
19
H×nh 2-1: S¬ ®å khèi chøc n¨ng bé ®iÒu khiÓn DSP TMS320C24x
H×nh 2-2 B¶n ®å bé nhí TMS320x240
20
Bản đồ bộ nhớ thiết bị: Đợc thể hiện ở hình 2-2. ở đây TMS320x240 thực hiện ba
không gian địa chỉ riêng biệt cho bộ nhớ chơng trình, bộ nhớ dữ liệu, và I/O. Một không
gian chứa tổng thể 64K 16 bit từ.
Bản đồ bộ nhớ ngoại vi
Khung thanh ghi điều khiển ngoại vi và hệ thống của TMS320x240 có chứa tất
cả các bit dữ liệu, bit trạng thái và bit điều khiển để vận hành hệ thống và các môđun
ngoại vi trên thiết bị (trừ bộ quản lý sự kiện)
Hình 2-3 Bản đồ bộ nhớ ngoại vi
2.1.2. Cấu trúc Bus trong CPU C24x
DSP C24x, một thành viên của gia đình DSP TMS320, gồm một lõi DSP C2xx
đợc thiết kế sử dụng lõi ASIC 2xLP. Lõi DSP C2xx có cấu trúc bus chơng trình và dữ

liệu bên trong, cấu trúc đó đợc chia thành 6 bus 16 bit ( Hình 2-4). Sáu bus đó là:
21
PAB (Program address bus): Bus địa chỉ chơng trình cung cấp các địa chỉ cho cả
đọc From và ghi vào bộ nhớ chơng trình.
DRAB (Data-read address bus): cung cấp các địa chỉ để đọc từ bộ nhớ dữ liệu.
DWAB (Data-write address bus): cung cấp các địa chỉ cho các lần ghi vào bộ
nhớ dữ liệu.
PRDB (The program read bus): tải các mã lệnh và các toán hạng tức thời, cũng
nh bảng thông tin từ bộ nhớ chơng trình đến CPU.
DRDB (The data-read bus): mang dữ liệu từ bộ nhớ dữ liệu vào bộ lôgic số học
trung tâm (CALU) và bộ số học thanh ghi phụ (ARAU).
DWEB (The data-write bus): mang dữ liệu vào cả bộ nhớ chơng trình và bộ nhớ dữ liệu.
Do có các bus địa chỉ riêng biệt cho đọc dữ liệu và ghi dữ liệu nên nó cho phép
CPU đọc và ghi trong cùng một chu kỳ máy.
Hình 2-4. Cấu trúc bus dữ liệu và thanh ghi địa chỉ C24x.
2.1.3. Bộ nhớ
C24x chứa các loại bộ nhớ on-chip sau:
RAM truy cập kép (DARAM)
Flash EEPROM hoặc ROM (đợc che chắn)
Bộ nhớ C24x đợc tổ chức thành 4 không gian có thể lựa chọn riêng:
Chơng trình (64K từ)
Dữ liệu tại chỗ (64K từ)
22
Dữ liệu tổng thể (32K từ)
Input/output (64K từ)
Các không gian này hình thành nên một dải địa chỉ gồm 224K từ.
2.1.3.1. RAM on-chip truy cập kép (DARAM)
C24x có 544 từ của bộ nhớ DARAM on-chip, nó có thể đợc truy cập vào hai
lần cho một chu kỳ máy. Đây là bộ nhớ cơ sở đợc dùng để giữ dữ liệu nhng khi cần
thiết cũng có thể đợc sử dụng để giữ các chơng trình. Bộ nhớ có thể có cấu hình

trong 1 của 2 trạng thái, tuỳ thuộc vào trạng thái của bit CNF trên thanh ghi trạng
thái ST1.
Khi CNF = 0, tất cả 544 từ đợc cấu hình thành bộ nhớ dữ liệu.
Khi CNF = 1, 288 từ đợc cấu hình thành bộ nhớ dữ liệu và 256 từ đợc cấu hình
thành bộ nhớ chơng trình.
Vì DARAM có thể truy cập đợc vào 2 lần trong một chu kỳ, nên nó tăng c-
ờng tốc độ của CPU. CPU thao tác trong một đờng ống 4 chu kỳ. Trong đờng ống
này, CPU đọc dữ liệu trên chu kỳ thứ 3 và ghi ở chu kỳ thứ 4. Tuy nhiên DARAM
cho phép CPU ghi và đọc dữ liệu trong cùng một chu kỳ; CPU ghi vào DARAM trên
pha chủ của chu kỳ và đọc từ DARAM trên pha phụ của chu kỳ.
2.1.3.2. Flash EEPROM
Flash EEPROM tạo ra một giải pháp thay thế hấp dẫn cho bộ nhớ chơng trình
có che chắn ROM. Giống nh ROM, flash là loại bộ nhớ cố định; tuy nhiên nó có u
việt là tái lập trình hớng mục tiêu. F24x kết hợp môđun EEPROM flash
16K/8Kx16 bit trong không gian chơng trình. Loại bộ nhớ này mở rộng các khả
năng của F24x trong các lĩnh vực thử mẫu, kiểm tra trờng ngay từ ban đầu, và các
ứng dụng chip đơn.
Không giống nh hầu hết bộ nhớ flash rời rạc, flash F24x không yêu cầu
trạng thái máy cụ thể bởi vì các thuật toán để lập trình và xoá flash đợc thực hiện
bằng lõi DSP. Điều này cho phép một vài u việt nh giảm kích thớc chip và có các
thuật toán thích hợp phức tạp. Để lập trình sản xuất, cổng scan theo tiêu chuẩn IEEE
1149.1 (JTAG) cung cấp cách thức truy cập dễ dàng vào RAM on-chip để tải xuống
23
các thuật toán và các mã flash. Các đặc điểm chính khác của flash bao gồm tốc độ
truy cập trạng thái chờ 0 và cấp nguồn điện đơn 5V.
Một bit bị xoá trong flash 24x đợc đọc là một lôgic, và bit đợc lập trình đợc
đọc là lôgic zero. Flash yêu cầu xoá một khối của toàn bộ môđun16K/8k; tuy nhiên
bất kỳ sự kết hợp của các bit nào cũng có thể đợc lập trình. Bốn thuật toán sau đây
đợc yêu cầu cho thao tác flash: bỏ, xoá, ghi flash, và lập trình.
2.1.3.3. Bộ tải tuần tự Flash

Hầu hết các thiết bị flash on-chip có khả năng mã hoá bộ nạp chơng trình khởi
động tuần tự đợc lập trình tại các địa chỉ sau: 0x0000-0x00FFh. Các địa chỉ flash khác
ở một trạng thái bị xoá. Bộ nạp chơng trình khởi động đợc sử dụng để lập trình bộ nhớ
flash on-chip với mã hoá của ngời sử dụng. Trong chuỗi lập trình flash, RAM dữ liệu
on- chip đợc sử dụng để tải và thực hiện các thuật toán bỏ, xoá, và lập trình.
2.1.3.4. ROM đợc che chắn nhà máy
Bốn ứng dụng giá trị lớn bao gồm phần mềm tự do gỡ rối ổn định, giá thành
thấp, ROM có che chắn có và đựơc trợ giúp đến 16K hoặc 4K từ. Nếu bạn muốn có
một ROM theo ý muốn, bạn có thể cung cấp mã hoặc dữ liệu đợc lập trình vào
ROM trong định dạng file đối tợng, và Texas Instruments sẽ tạo ra quá trình che
chắn thích ứng để lập trình ROM.
Một phần nhỏ ROM (128 hoặc 64 từ) đợc Texas Instrument giành riêng cho
các mục đích kiểm tra. Các vị trí đợc giữ sẵn này ở các địa chỉ 0x3F80 hoặc 3FC0
đến 0x3FFF. Nó để lại khoảng 16K từ cho mã của bạn.
24
Hình 2-5. Bản đồ bộ nhớ ROM C24x
2.1.3.5. Môđun giao diện bộ nhớ ngoài
Ngoài trợ giúp bộ nhớ on-chip đầy đủ, một vài các thiết bị C24x cung cấp
truy cập vào bộ nhớ ngoài bằng môđun giao diện bộ nhớ ngoài. Giao diện này cung
cấp 16 dòng địa chỉ ngoài, 16 dòng dữ liệu ngoài và các tín hiệu điều khiển tơng ứng
để lựa chọn không gian dữ liệu, chơng trình, và I/O. Bộ tạo trạng thái chờ on-chip
cho phép giao diện với bộ nhớ off-chip chậm hơn và các ngoại vi.
1.4. Bộ xử lý trung tâm
C24x đợc dựa trên CPU C2xx của TI. Nó bao gồm:
Bộ lôgic số học trung tâm 32 bit (CALU)
Bộ tích luỹ 32 bit
Bộ dịch chuyển tỷ lệ dữ liệu đầu ra và đầu vào cho CALU
Bộ số nhân 16 bit x 16 bit.
Bộ dịch chuyển tỷ lệ kết quả
Lôgic tạo địa chỉ-dữ liệu, bao gồm 8 thanh ghi phụ và một bộ số học thanh ghi

phụ (ARAU).
Lôgic tạo địa chỉ chơng trình.
2.1.4.1. Bộ lôgic số học trung tâm (CALU) và bộ tích luỹ (Accumulator)
C24x thực hiện số học phần bù 2s có sử dụng CALU 32 bit. CALU sử dụng
16 bit từ đợc lấy từ bộ nhớ dữ liệu hoặc từ kết quả bộ số nhân 32 bit. Ngoài các phép
toán số học, CALU có thể thực hiện các toán tử Boolean.
Bộ tích luỹ cất giữ đầu ra từ CALU, nó cũng có thể cung cấp đầu vào thứ 2 cho
CALU. Bộ tích luỹ có độ rộng 32 bit và đợc chia thành từ có trật tự cao (bit 31 đến 16)
và từ có trật tự thấp (bit 15 đến 0). Tập lệnh ngôn ngữ Assembly đợc cung cấp để cất
giữ các từ bộ tích luỹ có trật tự cao và trật tự thấp vào trong bộ nhớ dữ liệu.
2.1.4.2. Bộ dịch chuyển định tỷ lệ (Scalling Shifters)
C24x có 3 bộ dịch chuyển 32 bit chúng cho phép thực hiện các thao tác lập
tỷ lệ, tách bit, số học mở rộng và các thao tác chống tràn.
25
Bộ dịch chuyển định tỷ lệ dữ liệu đầu vào (input shifter): bộ dịch chuyển này
dịch chuyển trái dữ liệu 16 bit đầu vào bởi các bit 0 đến 16 để căn chỉnh dữ liệu
đầu vào 32 bit cho CALU.
Bộ dịch chuyển định tỷ lệ đầu ra (Output shifter): Bộ dịch chuyển này dịch
chuyển trái đầu ra từ bộ tích luỹ bằng các bit 0 đến 7 trớc khi đầu ra đợc cất giữ
vào trong bộ nhớ dữ liệu. Nội dung của bộ tích luỹ không thay đổi.
Bộ dịch chuyển định tỷ lệ kết qủa (product shifter). Thanh kết quả PREG nhận
đầu ra của bộ số nhân. Bộ dịch chuyển kết qủa dịch chuyển đầu ra của PREG tr-
ớc khi đầu ra đó đợc gửi tới đầu vào của CALU. Bộ dịch chuyển kết quả có 4 chế
độ dịch chuyển kết qủa (không dịch chuyển, dịch chuyển trái một bit, trái 4 bit
và phải 6 bit), các chế độ này rất hữu ích cho thực hiện các toán tử nhân/tích luỹ,
thực hiện số học thập phân (fractional arithmetic), hoặc điều chỉnh các kết quả
thập phân.
2.1.4.3. Bộ nhân
Bộ nhân on-chip thực hiện nhân phần bù cấp 2s 16 bit x 16 bit với kết quả 32
bit. Cùng với bộ số nhân C24x sử dụng thanh ghi tạm thời 16 bit (TREG) và thanh

ghi kết quả 32 bit (PREG); TREG luôn cung cấp một trong các giá trị sẽ đợc nhân
lên, và PREG nhận kết quả của mỗi phép nhân.
Sử dụng bộ nhân, TREG và PREG, C24x thực hiện hiệu quả các thao tác
DSP cơ bản nh gấp nếp (xoắn), tơng quan, và lọc. Thờì gian thực hiện hiệu quả của
từng lệnh phép nhân có thể ngắn bằng chu kỳ CPU.
2.1.4.4. Đơn vị số học thanh ghi phụ (EARU) và các thanh ghi phụ
ARAU tạo ra các địa chỉ bộ nhớ dữ liệu khi một lệnh sử dụng định địa chỉ
gián tiếp để truy cập bộ nhớ dữ liệu. ARAU đợc hỗ trợ bởi 8 thanh ghi phụ (AR0
đến AR7), mỗi thanh ghi đó có thể đợc tải một giá trị 16 bit từ bộ nhớ dữ liệu hoặc
trực tiếp từ một từ lệnh. Mỗi giá trị thanh ghi phụ có thể đợc cất giữ trong bộ nhớ dữ
liệu. Các thanh ghi phụ đợc tham chiếu bởi con trỏ thanh ghi phụ 3 bit (ART) ở
trong thanh ghi trạng thái ST0.
2.1.5. Điều khiển chơng trình
Một vài cơ chế phần cứng và phần mềm cung cấp điều khiển chơng trình:
26