浅谈C2000 C5000和C6000的内部结构及区别

据和I/O 空间；

在片外设和专用电路方面： (1)软件可编程等待状态发生器； (2)可编程的存储器体转换逻辑；

(3)片内的锁相环(PLL)时钟发生器，可采用内部振荡器或外部的时钟源； (4)外部总线关断控制电路可用来断开外部数据总线、地址总线和控制信号； (5)数据总线具有数据保持特性； (6)可编程的定时器；

(7)直接存储器访问(DMA)控制器；

(8)可与主机直接连接的8 位并行主机接口(HPI)，有些产品还包括：扩展的8 位并行主机接口(HPI8)和16 位并行主机接口(HPIl6)；

(9)片内的串口全双工的标准串口，支持8 位和16 位数据传送、时分多路(TDM)串口、缓冲串口(BSP)以及多通道缓冲串口(McBSP)。

(10)指令的执行采用指令预提取、指令提取、指令译码、访问操作数、读取操作数、执行等六级流水线并行结构。此外，还具有符合IEEE 1149.1 标准的在片仿真接口，可与主机连接，用于系统芯片开发应用。

TMS320C55XX 是在C54X 的基础上发展起来的并与其兼容。C55X 通过增加功能单元，增强了运算能力，性能更好和功耗更低。是目前最省电的芯片，更适合在数据效率高、运算量大的2.5G 和3G的无线通信中使用。相比C54X，该芯片在CPU的功能方面做了扩展：

(1) 总线增加了2 条，一条读操作总线(BB)，一条写操作总线(WB); (2) 增加了一个乘加单元(MAC)。 (3) 增加了一个16 位的ALU。

(4) 将累加器增至4 个：AC0、AC1、AC2、AC3。 (5) 临时寄存器增至4 个：T0、T1、T2、T3。

与C54X 相比，C55X 不仅增加了硬件资源，也优化了资源的管理，所以性能得到了大大的提升，处理能力可达400～800MIPS，广泛应用于移动通信终端设备中。

2.3 TMS320C6000 系列

TMS320C6000 平台， 包含定点 C62x 和 C64x 以及浮点 C67x。其追求的是至高性能，最近新推出的芯片速度高达 1GHZ，适合宽带网络、图像、影像、雷达等处理应

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用。内部数据/Cache 存储器32 位外部存储接口包括直接同步存储器接口，可与同步动态存储器 (SDRAM),同步突发表态存储器（SBSRAM）直接相 连，主要用于大容量高速存储。还包括直接异步存储器接口，可与 SRAM 和 EPROM 连接，主要用于小容量数据存储和程序存储。还有直接外部控制器接口，可与 FIFO 寄存器连接，可以方便的配置不同 速度、不同容量、不同复杂程度的存储器。C6000 的其他模块包括：四通道自动加载 DMA 协处理器，可用于数据的 DMA 传输；16 位宿主机接口，可以将 C6000 配置成宿主机的 DSP 加速器； 灵活的锁相环路时钟产生器，可以对输入时钟进行不同的倍频处理。 有的芯片内集成的 JTAG 仿真扫描装置，方便开发和程序调试。

图3 C6000系列DSP的基本结构

C62xx 16位定点DSP：速度为1200～2000MIPS,适用于无线基站、ADSL、MODEM池（pooled Modem）、网络系统及数字音频广播设备等场合，价格21～224美元。工作频率：150-300MHz；运行速度：1200-2400MIPS；内部2个乘法器，6个算术逻辑单元，超长指令字（VLIW）结构，大容量的片内存储器和大范围的寻址能力，4个DMA接口，2个多通道缓存串口，2个32位片内外设。

C67xx 32为浮点DSP：速度为1000MFLOPS，适用于基站数据波束形成、图像处理、语音识别及3D图形等。工作频率：400-600MHz，运行速度：3200-4800MIPS具有特殊功能的指令集。

C64xx为定点DSP： C64xx系列的芯片工作频率高达1000MHz，计算速度已超过50亿次指令/秒，而功耗仅为现有器件的1/3。C64xx 系列芯片可通过一条单独接入家庭的宽带线路传输大量的个性化数据、视频和语音，并可通过地3G无线基站向手机发送多媒

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体信息。

C64xx和C62xx代码兼容，但结构有显著的加强，其初期的工作频率可达750MHz。C67xx在C62xx八个功能块中的六个上增加了浮点功能，因此其指令集是不同的。C6000没有专门的MAC单元，而是使用分开的乘法和加法指令来实现MAC操作。尽管该操作需要两个指令周期，但其流水的效果仍然是单周期执行。这种结构包含两个数据通道，以便和各有四个功能单元的两组相匹配。

C62x和C64x包含两个乘法单元（M）、六个32-bit的算术单元、40-bit的ALU和40-bit的桶型移位器。C64x的M单元每个时钟周期执行两个16316-bit的乘法，而C62x则只能执行一个乘法。此外，C64x的每个M单元可以在每个周期内作四个838-bit的乘法。M单元的位计数和旋转硬件，可以支持bit水平的算法。

2.4 三大芯片性能比较

(1)从C2000 系列芯片的应用领域不难看出，它的内核十分适宜进行工业控制。内核中哥哥存储器和累加器的运算逻辑单元不说，具有高位宽高精度高效率的AD 转换集成功能，具有增强型事件管理器，增强型的脉冲宽度调制功能部分，增强型的多路数据同时和排序采集单元，OEP 元件，还有增强型的定时器单元，多数量的SPI 和SCI 等，从而在整体上更加有利于控制信号的变量实时的采集和处理。

(2)高效，低耗是C5000 系列的最大特点。在各种CPU 单元还有片内外设及各种总线和用户接口不断改进的同时，有的还加入新的ARM 核，从而更加提高整体的运行效率。通过增加可控的电源选择装置，从而为各模块能够在最低功耗的前提下达到要求的效果提供了实现方法。这也是此系列芯片用在消耗类电子产品中的原因。

(3)从运行速度上，C6000 居首位，因为它集成了很多完整功能的外设在片内。采用的寻地址位宽可达32 位甚至更大，具有超强指令字处理功能，指令更加高效。更有先进的多路DMA，集成多个单DSP 功能，扩充各种总线和数据接口数目，加强整体的智能控制，增加高速缓存等各种方法，大大的提高运算速度，达到处理超大数量信息的能力。

结 论

通过对 TI 公司三大系列 DSP 芯片内部结构整体的比较，从他们适宜应用的领域出发，得出了三个系列的结构特点和区别，对 DSP 芯片有了一定的了解，为今后更好地学习 DSP打下了良好的理论基础。

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参考文献

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