Texas Instruments TMS320C54x
тел. +7(499)347-04-82
Описание Texas Instruments TMS320C54x
Отличный выбор! TMS320C54x — это знаменитое семейство 16-разрядных цифровых сигнальных процессоров (DSP) от Texas Instruments, которое доминировало на рынке в 1990-х и 2000-х годах и до сих пор используется во многих legacy-проектах.
Общее описание TMS320C54x
Семейство 'C54x было разработано для оптимального соотношения производительности, энергопотребления и стоимости. Оно стало отраслевым стандартом для приложений с интенсивной обработкой сигналов, где требовалась высокая эффективность и низкое энергопотребление.
Ключевые особенности и архитектурные преимущества:
- Модифицированная Гарвардская архитектура: Раздельные шины для программ и данных, позволяющие выполнять несколько операций чтения/записи за один цикл.
- Конвейеризация: Глубокая конвейерная обработка команд (до 6 уровней) для повышения тактовой частоты.
- Высокооптимизированное ЦПУ: Специальные инструкции для цифровой обработки сигналов (например,
MAC— умножение с накоплением за один такт), аппаратная поддержка циклических буферов. - Низкое энергопотребление: Различные режимы энергосбережения (IDLE1, IDLE2, IDLE3), что делало его идеальным для портативных устройств.
- On-Chip Память: Наличие быстрой двухпортовой ОЗУ (DARAM), однопортовой ОЗУ (SARAM) и ПЗУ (ROM) на кристалле для хранения данных и программ.
Технические характеристики (обобщенные для семейства)
Характеристики варьировались между конкретными моделями. Ниже приведены типичные диапазоны:
| Параметр | Значение / Диапазон | | :--- | :--- | | Архитектура | 16-бит фиксированная точка (Fixed-Point) | | Тактовая частота | 30 МГц — 300 МГц (зависит от модели и ревизии) | | Производительность | 30 — 600 MIPS (Million Instructions Per Second) | | Объем On-Chip RAM | От 10К до 640К слов (16-бит) | | Объем On-Chip ROM | От 2К до 128К слов (16-бит) | | Периферия (варьируется) |
- Таймеры общего назначения.
- Последовательные порты (SP, BSP, McBSP).
- Порт HPI (Host Port Interface) для связи с хост-процессором.
- Параллельный порт ввода/вывода.
- АЦП (на некоторых специализированных моделях, например, C54xxA).
- Порт прямого доступа к памяти (DMA).
Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели
Семейство огромно. Модели различаются по производительности, объему памяти, периферии и корпусам. Вот основные серии и популярные представители:
1. Основные серии (по нарастанию производительности/функционала):
- TMS320C541: Одна из первых и самых популярных моделей, 40/50 МГц.
- TMS320C542/C543: Имели больший объем on-chip RAM/ROM и порт HPI.
- TMS320C545/C546/C548: Еще больше памяти, поддержка внешней памяти.
- TMS320LC549: Низковольтная версия (3.3В).
- TMS320VC5402: Очень популярная модель с 16К слов RAM, HPI, McBSP. Работала от 100 МГц.
- TMS320VC5410: 64К слов RAM, два порта McBSP.
- TMS320VC5416/VC5416: До 128К слов RAM, расширенная периферия.
- TMS320VC5420/VC5421: Многопроцессорные DSP (два ядра C54x на одном кристалле).
- TMS320VC5503/VC5506/VC5507/VC5509: Важное замечание: Это уже следующее поколение — TMS320C55x! Хотя они сохраняют обратную совместимость по коду с C54x на уровне ассемблера, архитектура C55x существенно улучшена (низкое энергопотребление, увеличенный конвейер). Их часто считают эволюционным развитием C54x.
2. Структура парт-номера:
Обычно имеет вид: TMS320X54YYY-ZZZ
X: Технология/Напряжение:C= CMOS (5В) — устаревшие.LC= Low-Voltage CMOS (3.3В).VC= Very Low-Voltage Core (1.8В ядро, 3.3В I/O) — самые современные в семействе.UC= Ultra Low Voltage.
YYY: Код конкретной модели (например, 02, 16, 02, 10).ZZZ: Указывает на тактовую частоту, корпус и температурный диапазон.- Пример:
-160= 160 МГц. - Пример:
-PGE80= корпус TQFP (80 выводов). - Пример:
-GBL= BGA корпус, промышленный температурный диапазон.
- Пример:
Пример полного парт-номера: TMS320VC5402PGE100 — DSP VC5402, корпус TQFP-80, 100 МГц.
3. Совместимость:
- Прямая совместимость (в пределах семейства): Код, написанный на ассемблере 'C54x, как правило, переносится между моделями без изменений, если не используются специфичные для модели регистры периферии или ресурсы памяти. Различия в объемах памяти и периферии требуют адаптации linker-command файлов (
.cmd). - Совместимость с C55x: Процессоры C55x обеспечивают обратную совместимость по объектному коду (COFF) с 'C54x. Это означает, что оттранслированные ассемблерные программы для 'C54x могут выполняться на 'C55x. Однако для использования всех преимуществ C55x код нужно переоптимизировать.
- Эволюционная замена: Для новых проектов Texas Instruments уже много лет рекомендует переходить с архитектуры C54x/C55x на более современные и эффективные ядра, такие как:
- TMS320C28x (например, TMS320F280xx) — для контроллеров с DSP-функциями.
- DSP серии TMS320C6000 (например, C674x) — для высокой производительности.
- Линейка низкопотребляющих DSP, таких как MSP430 с DSP-расширениями.
Заключение
TMS320C54x — это легендарное семейство DSP, заложившее стандарты для целой эпохи встраиваемой обработки сигналов. Его наследие живет в огромном количестве серийных устройств. При работе с ним критически важно обращать внимание на конкретный парт-номер, учитывая тактовую частоту, объем памяти и набор периферии. Для новых разработок следует рассматривать более современные аналоги от TI.