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 Instruções de comprimento variável (8, 16, 24, 32, 40 ou 48 bits)
 Busca de instruções é feita de 32 em 32 bits sempre
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 RAM on-chip (256KB)
 DARAM (Dual Access RAM)
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 Periféricos on-chip:
 2 timers de 20 bits
 1 watchdog timer
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Texas Instruments (February 2004). TMS320C55X DSP CPU Reference Guide. Literature Number: SPRU371F.
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Julio Silvello - Tms320 C55 X

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SULUNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL C55XC55XTMTM DSP GenerationDSP Generation TMS320VC5509ATMS320VC5509A CMP114 – Seminário sobre Processadores Júlio César Silvello (silvello@inf.ufrgs.br) Professor: Flávio Rech Wagner Julho/2004
  2. 2. TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  1. Introdução/Aplicações para processadores DSP  2. TMS320VC5509A  A. Packages GHH e PGE  B. Características  C. Organização  3. Core C55XTM DSP  A. Organização  B. Unidades Funcionais  C. Pipeline  D. Registradores  E. Modos de Endereçamento  F. Paralelismo RoteiroRoteiro
  3. 3.  Aplicações para Processadores DSP (Digital Signal Processing)  Áudio, Vídeo, DigitalTV (Multimídia)  Aviação  Biométrica  Comunicação de Dados  Processador provê um conjunto de funções úteis para processamento digital de sinais implementadas em hardware que teriam uma implementação em software custosa 1. Introdução1. Introdução TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP
  4. 4. 2. TMS320VC5509A2. TMS320VC5509A (a) (b) Figura 1. Packages (fora de escala): (a) GHH Package, (b) PGE Package A. Packages TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP
  5. 5.  Geração C55X DSP  Objetivo é alto desempenho através de paralelismo, sempre com enfoque principal no baixo consumo de potência  Gerenciamento de potência  monitora continuamento quais partes do chip estão em uso, desligando a alimentação das que não estão sendo necessárias  permite que o usuário configure o gerenciamento de potência para aplicações específicas  6 componentes podem ser gerenciados: • CPU, Cache, Periféricos, DMA, Clock Generator, External Memory Interface (EMIF) B. Características TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP
  6. 6.  2 MACs (Multiply-accumulate), 17x17 bits  1 ALU central de 40 bits, 1 ALU adicional de 16 bits  4 acumuladores de 40 bits  3 barramentos de 16 bits para leitura de dados  2 barramentos de 16 bits para escrita de dados  1 barramento de 32 bits para instruções  6 barramentos de 24 bits para endereços  78 registradores mapeados em memória (MMR) TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP B. Características
  7. 7.  Instruções de comprimento variável (8, 16, 24, 32, 40 ou 48 bits)  Busca de instruções é feita de 32 em 32 bits sempre  Há uma Unidade de Instruções (IU) dotada de um buffer, responsável pela busca e desempacotamento das instruções  Unidade de Programa (PU) decodifica instrução e direciona tarefas para a Unidade de Endereçamento (AU) e Unidade de Dados (DU), e gerencia o pipeline  Predição de desvio evita o esvaziamento do pipeline TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP B. Características
  8. 8.  RAM on-chip (256KB)  DARAM (Dual Access RAM) • 8 blocos de 8KB • até 2 acessos simultâneos por ciclo em 1 bloco  SARAM (Single Access RAM) • 24 blocos de 8KB • Apenas 1 acesso por ciclo  ROM on-chip (64KB)  one-wait-state  1 bloco de 32KB e 2 blocos de 16KB  primeiro acesso a uma palavra (de 16 bits) requer 3 ciclos e os acessos subsequentes requerem 2 ciclos por palavra TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP B. Características
  9. 9.  Periféricos on-chip:  2 timers de 20 bits  1 watchdog timer  6 canais DMA  3 portas seriais  8 GPIO (pinos de E/S de propósitos gerais) – difere de um package para outro  USB  Real Time Clock TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP B. Características
  10. 10. Barramentos CPU C55X (Core) TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP Periféricos on-chip Memória on-chip
  11. 11.  4 unidades funcionais  Instruction Buffer Unit (I Unit)  Program Flow Unit (P Unit)  Address-Data Flow Unit (A Unit)  Data Computation Unit (D Unit) 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP A. Organização
  12. 12. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP
  13. 13. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP B. Unidades Funcionais
  14. 14. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Instruction Buffer Unit (I Unit)  Recebe 4 bytes de código de programa a cada ciclo e armazena no buffer  Decodifica de 1 até 6 bytes de código previamente recebido (no mesmo ciclo)  Direciona os dados para as unidades apropriadas  O buffer é esvaziado quando ocorre um desvio para uma nova localização
  15. 15. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Program Flow Unit (P Unit)  Gera todos endereços do espaço de programa  Controla a seqüência de instruções (laços, desvios e execução condicional)
  16. 16. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Address-Data Flow Unit (A Unit)  Contém toda a lógica e registradores para gerar endereços dos espaço de dados  ALU 16 bits • Funções aritméticas, lógicas, Shift e operações de saturação
  17. 17. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Data Computation Unit (D Unit)  Shifter de 40 bits  ALU de 40 bits • Funções aritméticas • Lógicas • Arredondamento • Operações de saturação  2 MACs • Multiplicação de 17 bits • Adição/subtração de 40 bits (no mesmo ciclo)
  18. 18. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  2 segmentos desacoplados  Fetch Pipeline • Busca pacotes de 32 bits e coloca-os na IBQ (Instruction Buffer Queue) • Alimenta o segundo pipeline com pacotes de instrução de 48 bits  Execution Pipeline • Decodificação de instruções • Acesso a dados • Computação  Proteção contra conflitos através de inserção de bolhas  Predição de desvio C. Pipeline
  19. 19. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Fetch Pipeline  PF1: apresenta o endereço à memória  PF2: espera pela resposta da memória  F: busca um pacote de instruções e armazena na IBQ  PD: pré-decodificação (identificação de início e término da instrução, identificação de instruções paralelas)
  20. 20. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Execution Pipeline  D: decodifica e despacha instrução simples ou par de instruções  AD: lê ou modifica registradores envolvidos na geração de endereços  AC1: para operações de leitura em memória, envia o endereço para o barramento  AC2: espera 1 ciclo para memória ler a requisição  R: lê dado da memória e MMR  X: lê ou modifica registradores que não são MMR  W: escreve dado em MMR ou no espaço de IO (periféricos)  W+: escreve dado em memória
  21. 21. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  78 MMR  4 acumuladores de 40 bits (D Unit)  2 registradores de transição de 16 bits, usados em instruções compare-and- select-extremum  4 registradores temporários de uso geral, de 16 bits  Registradores para endereçamento do espaço de dados e espaço de E/S  Registradores de fluxo de programa (PC, RETA, CFCT)  Registradores para gerenciamento de interrupção  Registradores para controle de repetição em laços  Registradores de status D. Registradores
  22. 22. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  3 modos de endereçamento  Absoluto (endereço na instrução)  Direto (deslocamento)  Indireto (ponteiro) • Caso particular: endereçamento circular  Espaço de Programa  Espaço de Dados  Espaço de E/S E. Modos de Endereçamento
  23. 23. 3. Core CPU C55X3. Core CPU C55XTMTM DSPDSP TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP  Implícito em uma instrução  Explícito entre duas instruções (definido pelo usuário)  Máximo de 6 bytes  Sem conflitos de recurso  Ambos: 1 instrução com paralelismo implícito associada a outra F. Paralelismo
  24. 24. Texas Instruments (February 2004). TMS320C55X DSP CPU Reference Guide. Literature Number: SPRU371F. Available at http://www-s.ti.com/sc/techlit/spru371f Texas Instruments (November 2002 - Revised December 2003). TMS320VC5509A Fixed-Point Digital Signal Processor - Data Manual. Literature Number: SPRS205B. Available at http://www-s.ti.com/sc/techlit/sprs205b Texas Instruments (October 2002). TMS320C55X DSP Mnemonic Instruction Set Reference Guide. Literature Number: SPRU374G. Available at http://www-s.ti.com/sc/techlit/spru374g Bibliografia ConsultadaBibliografia Consultada TMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSPTMS320VC5509A – Texas Instruments C55X DSP

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