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标  题: TMS320C80( MVP )的介绍
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标  题: TMS320C80( MVP )的介绍
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TMS320C80--Multimedia Video Processor（多媒体视频处理器〕是TI公司刚推出的高
速多处理器的芯片，它独特的结构特别适合于两维、三维和虚拟现实的图形处理以及音
视频的压缩，此外它还可用于图像识别和数字通信等多种场合。
一TMS320C80的概述
TMS320C80（MVP〕是一种功能强大的数字信号处理芯片，它拥有五个可编程处理器，一
套对DRAM、SRAM、VRAM和外部存储器齐备的DMA访问机制，以及50K字节的SRAM和视频时
间控制器。在50K字节的SRAM中，有32K字节是五个处理器所共享的，这种独特的设计是
为了适应多媒体和其它应用中对共享资源高速处理的要求。五个处理器的功能不全相同
，其中一个是主处理器（Master processor〕，另外四个是并行处理器〔Parallel pro
cessor〕。主处理器（MP〕是32Bit的RISC，且含有一个浮点运算单元，它主要用于协调
各个处理器的工作和芯片与外部设备的通信。并行处理器（PP〕是32Bit的数字信号处理
器，它不仅具有普通DSP处理器的功能，而且在位操作上尤为出色。PP的长指令字、三操
作数的算术逻辑运算单元（ALU〕和单周期的乘法器使得它可以在一个时钟周期内同时运
行多条指令。处理器间通过高速的交错网络实现快速且同时的片内RAM访问。处理器的编
程可以用汇编语言，也可用C语言编程。
除了可编程处理器外，TMS320C80还拥有一个传输控制器（Transfer Controller〕，它
可以有效地处理DMA中的各种冲突。传输控制器主要实现片内和片外存储器的数据分组传
输，这些分组传输可以包含较复杂的源数据或目的数据的寻址功能。传输控制器用于数
据和指令缓存的操作上。
TMS320C80的处理速度非常快，一秒内可执行2,000,000,000次操作。在某些场合，一片
TMS320C80可以完成以前要十几片普通DSP芯片才能完成的工作。
二TMS320C80的结构
TMS320C80内部设计新颖独特，功能强，运算速度快，编程灵活度高，能根据需要适用于
不同场合。下面将着重介绍其芯片结构。
1 整体结构
由于并行处理器的运算功能突出，故而TMS320C80的软件编制灵活，系统适应能力强。通
过交错网络和传输控制器，它可方便地访问任意存储器，使得处理器可以执行多指令多
数据（MIMD〕的操作。特别是交错网络，让处理器可以更有效地访问共享内存，减少了
由于资源竞争而造成的延时。
图4.1 TMS320C80的整体框图
图4.1中L为局域端口                     G为全局端口
    I为指令端口                     FPU为浮点单元
    OCR为片内寄存器端口            C / D为缓存 / 数据端口
    TAP为测试访问端口              TC为传输控制器
    VC为视频控制器                 MP为主处理器
    PP0－3为并行处理器
MP是32位的RISC处理器，有一个IEEE－754浮点单元。
PPs是32位的定点单元。
视频控制器包括两个帧时控制器，可同时控制图像的采集和显示。
测试访问端口用于内部测试。
传输控制器用于片内和片外存储器数据的传输以及缓存的操作。片内和片外存储器采用
64位寻址。
局域端口为32位，用于PP对片内SRAM的访问。
全局端口为32位，用于PP对片内SRAM的访问。
指令端口用于MP或PP对片内指令缓存进行访问。PP的指令端口是64位的，MP的指令端口
是32位的。
MP通过64位的寻址端口对片内的缓存和数据进行访问。
处理器通过交错网络对片内共享RAM进行访问。
MP通过片内寄存器端口对存储器映射的TC和VC的寄存器进行访问。
片内50K字节的RAM分为25个2K字节的小区，其访问只需一个时钟周期。
每个PP或MP有一块2K字节的参数RAM区，它主要用于存储中断向量地址和TC的控制参数，
未被上述参数占用的部分可当作普通RAM使用。任何处理器都可把PP的参数RAM区当作共
享内存来访问。
每个PP有6K的数据RAM，任何处理器都可把它当作共享内存来访问。所有PP的数据RAM加
上PP的参数RAM共计32K字节，统称为共享内存。
每个PP有2K字节的指令缓存区，MP有4K字节的指令缓存区。这些指令缓存区由各自的指
令缓存控制器管理。
MP有4K字节的数据缓存区，它由MP的数据缓存控制器管理。
2 主处理器
MP为32位的RISC处理器，含一个IEEE－754浮点单元，其结构为有效地执行C语言代码而
设计。MP通过Load和Store指令对存储器进行访问，大多数整数和逻辑操作只需一个时钟
周期。浮点指令的执行是流水线化的，因此可以在任何时钟周期开始单精度乘法或浮点
加法。如果充分使用可并行的乘、加、Load和Store等指令，在内部时钟为50MHz时，浮
点单元最多可执行近100M条指令。浮点单元与其它的整数和逻辑单元保持相同的寄存器
访问形式，其资源访问的合理性由寄存器评估器来验证。
3 并行处理器
四个并行处理器提供了MVP强大的运算能力。它与众不同的设计，使之能够在一个时钟周
期内完成近十条RISC指令。为适应多条并行指令的执行，PP采用64比特的长指令字。指
令字中有专门的字段来独立控制数据单元和两个地址单元。一般情况下，所有指令执行
时只需一个时钟周期。每个PP有44个寄存器，它们在ALU和存储器操作中可当作源寄存器
或目的寄存器。在一个时钟周期中，大多数寄存器允许多个访问同时进行。数据单元可
以处理大量的运算，诸如频域变换、相关性计算、滤波等，也可以处理一些计算机图形
和图像编码中的比特操作。特殊的硬件结构和灵活的数据存取，使得PP可在一个时钟周
期内执行普通处理器的多条指令。两个地址单元的结构基本相同，它可以在一个时钟周
期内同时完成两个完全独立的存储器存取操作。立即数或寄存器index值可加上地址寄存
器的值共同构成寻址地址。这样的寻址方式让PP可以方便的访问数组。在某些不需要地
址单元的指令中，地址单元可用于寄存器的算术运算。程序流程控制单元主要包括指令
控制器、程序计数器、缓存控制器等三个循环控制器，它控制PP的指令流水线操作、取
指和解释指令、与TC的握手以及中断优先级和响应的处理。
4 传输控制器
TC是一个DMA和存储器接口的结合体，它可以智能地处理排队、优先级选择、响应数据申
请和处理器的外部取指。通过TC，处理器可以访问外部以及自动地取数据和指令以防止
缓存空。TC源数据和目的数据的寻址是相互独立的，分组FIFO使存储器访问在时间上更
合理有效，独立的缓存控制器响应片内缓存的申请，申请排队和优先级逻辑单元控制申
请响应的顺序。
TC传输的分组组织方式多种多样，尤其利于图像处理中多维数据的处理。不仅如此，TC
还允许8bit、16bit、32bit、64bit等多种方式传输，若配以快速的外部存储器将大大地
提高系统性能，这种高效的运行方式是普通处理器所无法比拟的。
5 视频控制器
VC是MVP与视频采集和显示系统间的接口，它可同时控制两套相互独立的视频系统。
三TMS320C80的用途
在以前，如果设计一个集音频、视频和远程通信为一体的系统，你需要很多芯片和制作
多块完成特定功能的卡，但现在多处理器芯片将是最佳选择。TMS320C80独特的设计和其
高速的运算性能使得它成为计算机、远程通信、图形和图像处理等领域的理想芯片。目
前，它的应用越来越广泛，诸如电视会议、可视电话、视频终端、多媒体工作站、卫星
基站、图像监控等。


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    感情是一个难以驯服的野马
    理智却是一个严厉的马夫

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