这里介绍的新推出的最节能DSP产品系列TMS320C55x，它们是16位定点DSP。现已推出TMS320VC5510-160和TMS320VC5510-200。这里主要介绍TMS320VC5510-200。

一． TMS320C55x的结构

　　 C55x由三个主要部分组成：CPU、片内外围设备、存储空间。

　　1．CPU结构

　　 ⑴CPU包括四个功能单元：指令缓冲单元（I单元），程序流单元（P单元），地址数据流单元（A单元）和数据计算单元(D单元)。

　　● 指令缓冲单元，包括指令缓冲队列和指令译码器。此单元接收程序代码并放入指令缓冲队列，由指令译码器解释指令，然后再把数据传给P、A、D单元来执行这些指令。

　　 ● 程序流单元，包括程序地址发生器，程序控制逻辑。此单元产生所有程序空间地址，并送到PAB总线。

　　● 地址数据流单元，包括数据地址发生单元，算术逻辑单元ALU。此单元产生读/写数据空间地址，并发送到BAB、CAB和DAB总线上。

　　● 数据计算单元，包括40位桶形移位器，算术逻辑单元ALU，2个乘加单元（MAC）。

　　(2)地址总线和数据总线

　　共有12条地址和数据总线：1个32位程序总线，5个16位数据总线和6个24位地址总线。这一并行结构使得在一个CPU时钟周期内可实现1个32位程序读，3个16位数据读和2个16位数据写操作。

　　（3）存储区接口单元（M单元）：作为CPU与数据空间和I/O空间数据传送的媒介。

　　（4）指令流水线 C55x用指令流水线。由于流水线上的多个指令同时执行，当它们在不同的执行阶段试图修改存储区、I/O空间和寄存器的值时，很有可能导致流水线冲突。C55X指令流水线有一个保护机制自动防止流水线冲突，即在引起冲突的指令间加一个非激活周期。

　　 2．存储空间和I/O空间

　　 由图2可知： （1）片内存储空间共有352kbytes(176k words)，其中

　　● 双口RAM（DARAM）：DARAM在每个周期能执行两个访问操作。

　　● 单口RAM（SARAM）：SARAM在每个周期可执行一个访问操作。

　　● ROM：ST3状态寄存器在复位时，若MP/MC=0，则存在一块32kbytes的片内ROM。每2个周期进行一次访问。 （2）外部存储空间共有8M(16bit)最大寻址，由片选信号CE[0..3]来选择。存储区支持的类型有异步SRAM，异步EPROM，同步DRAM和同步突发SRAM。 （3）整个16Mbytes存储空间作为程序空间或数据空间均可寻址。

　　 ● 程序空间：当CPU从程序存储区读指令时才访问程序空间。在程序空间中，有一个192个地址大小的块（00 0000H—00 00BFH），推荐不存程序代码。

　　 ● 数据空间：分为128个主数据页，每页有64K地址。访问地址由7bit主数据页值和一个16bit偏移量构成。数据页0的前96个地址（00 0000—00 005FH）被保留用作内存映射寄存器。当程序从存储区或寄存器读/写数据时，需访问数据空间。CPU用23bit寻址16bit字的地址总线的最低位为0。

　　● I/O空间：它与程序/数据空间分开。它仅在访问DSP的片内外设寄存器时有效。I/O空间的字地址为16位宽，能访问64K地址。CPU用数据读地址总线读和数据写地址总线写。当CPU读/写I/O空间时，将16位地址用高位为0来扩展成24位地址。

　　 3．片内外围设备：

　　 ● 2个16位的通用计时器

　　 ● 带有6个信道的直接存储器访问（DMA）控制器 DMA控制器在无CPU涉入的情况下，为6个独立信道的上下文提供数据活动。

　　 ● 3个多信道缓冲串口（McBSPs） 它们是3个全双工多信道缓冲串口，它们给许多种工业标准串行设备提供无缝接口，并提供了与128个独立使能信道通信的能力。

　　● 增强型主机接口（EHPI），它是一个16位并行接口，用于提供主处理器对VC5510上的内部存储区的访问，可被配置在复用或非复用模式以给更多的主处理器提供无缝接口。

　　 ● 可编程数字锁相环时钟发生器 VC5510时钟速率可达200MHz，最小机器指令周期为5 ns。

　　● 8个可配置的通用I/O引脚

　　● 一个指令高速缓冲存储器(cache)，是一个可配置的24kbytes的存储器，可最小化对外 部存储区的访问，改善数据处理总量和维持系统能量，以减小功耗。

二．VC5510优点之一：空闲状态（IDLE）的配置

　　每个C55x DSP被分为称做空闲域的段。为了减少功耗，在给定时间里，可以选择哪个域激活，哪个域空闲。

　　 1． 空闲（IDLE）域：无论DSP复位前这些域的状态为何值，DSP硬件复位后均激活。

　　● CPU域：包括CPU和CPU总线

　　 ● DMA域：DMA控制器和DMA 总线

　　● 高速缓冲存储器（cache）域

　　 ● 外设域：计时器和串口

　　● 时钟发生器域：包括PLL电路的时钟发生器

　　● 外部存储区接口（EMIF）域

　　2． IDLE域配置

　　它指出IDLE域指令执行后，哪个域激活或空闲。其过程就是：先向IDLE配置寄存器写一新的IDLE配置，然后执行IDLE指令，应用新的IDLE配置即可。但并不是所有写入IDLE配置寄存器的值都能提供有效的IDLE配置，其有效性受到系统内部的依赖性限制。比如时钟域空闲，则DMA域，CPU和任何外设皆不能工作。IDLE指令不能与其它指令并行执行。

　　 3． 改变IDLE域配置的关键条件

　　在执行IDLE指令前，要确保在新的IDLE配置生效前有改变IDLE配置的方法。除硬件复位DSP外，其它方法要在下述关键条件下执行：

　　 1） CLKGEN，CPU都有效。方法：写一个新配置给空闲配置寄存器，然后执行IDLE指令。

　　 2） CLKGEN有效，CPU无效。方法：通过使用一个未屏蔽的硬件中断或不可屏蔽的硬件中断使得CLKGEN和CPU有效。

　　3） CLKGEN无效。方法：通过使用一个未屏蔽的硬件中断或不可屏蔽的硬件中断使得CLKGEN和CPU有效。

三．VC5510优点之二：指令和算法

　　C55x的指令是1，2，3，4，5和6个字节长，这种可变性仅允许需要使用它们的存储区使用。C55x用上述的I单元的指令译码器译出8,16,24,32,40和48bit的指令。这种编码方式导致了高密度的程序代码和优化了程序存储区的使用。C55x的源代码兼容C54x .现存的C54x的代码可通过C55x的汇编器，并且在C55x设备上运行时有相似的结果。C54x的指令与C55x的指令是一一对应的，且具有相同的功能。C55x是C54x指令的超集，重新汇编的代码由于时钟速率的提高而提高运行速率2倍。

　　 C55x具有绝对寻址，直接寻址，间接寻址，循环寻址和用于FFT算法的位翻转寻址。C55x除一般的定点算术运算外，还有其它一些常用算法，如均衡和非均衡FIR滤波算法、卷积编码算法和用于信道译码的伪特比算法等。这些算法由一些指令支持。C55x的汇编源代码可通过有效的利用双MAC、并行执行特性、高效的使用循环和最小化指令流水线的延迟来优化，以缩短执行时间。

四．应用

　　由于C55x集成度高，性能优良，低功耗，仿真调试方便，价格低等优点，特别是它将电压和功耗降至0.9V, 0.05mW/MIPs的同时，仍保持了800MIPs的高性能，如此低的功耗，使得C5000 DSP平台最适合于个人便携产品，如3G蜂窝电话、数码相机、个人通信系统、个人数字助理、数字无绳电话和耳蜗及数码音乐播放器等产品。

　　 例如MP3播放器的设计，以C542和VC5510作为比较。由于VC5510的片内数据和程序空间的容量及可扩展的外部存储区都比C542大得多，加大了程序和片内数据的存储容量及外部寻址空间，无需外加SRAM，因此可以减少整机的尺寸，集成度更高,降低成本；而且C542的指令周期为25ns，VC5510为5ns，加上VC5510多出的一个MAC、16位ALU单元、增加的指令集和并行操作、片内的cache等等，都使得在给定时间内，CPU可做更多的运算；所以，VC5510在MP3播放器中的应用提高了MP3解码软件的运行速度和实时性，降低了软件编程的难度，增强了播放效果，电池的使用时间也可以提高5倍左右。

五．结束语

　　C55x DSP的最成功之处在于它是最节能的DSP。它的带电池设备可运行时间更长，性能更好。C55x的不同部分仅当需要时耗电，其余时间关闭。此外，设计者能自行处理各部分的开和关，以便为不同应用优化功耗。随着TMS320C55x的推出和应用开发的逐步深入，其优良的性能将在许多个人便携产品中体现，尤其在实时性和低功耗得到充分的体现时，它将使DSP技术进入一个新的纪元。