Texas Instruments TMS320 - Texas Instruments TMS320

Texas Instruments TMS320 er et tæppe navn til en række digitale signalprocessorer (DSP'er) fra Texas Instruments . Det blev introduceret den 8. april 1983 gennem TMS32010-processoren, som dengang var den hurtigste DSP på markedet.

Processoren fås i mange forskellige varianter, nogle med fastpunktsberegning og nogle med flydende aritmetik . TMS320-processorer blev fremstillet på MOS-integrerede kredsløbschips , inklusive både NMOS- og CMOS- varianter. Flydepunktet DSP TMS320C3x, der udnytter forsinket grenlogik , har så mange som tre forsinkelsesslots .

Fleksibiliteten i denne række processorer har ført til, at den ikke kun bruges som en co-processor til digital signalbehandling, men også som en hoved-CPU. Nyere implementeringer understøtter standard IEEE JTAG- kontrol til grænsescanning og / eller fejlfinding i kredsløb.

Den originale TMS32010 og dens efterfølgende varianter er et eksempel på en CPU med en modificeret Harvard-arkitektur , der har separate adresserum til instruktion og datahukommelse, men evnen til at læse dataværdier fra instruktionshukommelsen. TMS32010 fremhævede en hurtig multiplicer-og-akkumulering , der er nyttig i både DSP-applikationer såvel som transformationer, der anvendes i computergrafik. Grafikkontrolkortet til Apollo Computer DN570 Workstation, der blev udgivet i 1985, var baseret på TMS32010 og kunne transformere 20.000 2D-vektorer hvert sekund.

Varianter

TMS320-arkitekturen har eksisteret i et stykke tid, så der er udviklet en række produktvarianter. De produktkoder, der anvendes af Texas Instruments efter den første TMS32010-processor, har involveret en meget populær serie af processorer ved navn TMS320Cabcd, hvor a er hovedserien, b generationen og cd er noget brugerdefineret nummer for en mindre undervariant.

Af denne grund forkortes folk, der arbejder med DSP'er ofte en processor som "C5x", når det egentlige navn er noget som TMS320C5510, da alle produkter naturligvis har navnet "TMS320", og alle processorer med "C5" i navnet er kode kompatible og deler samme grundlæggende funktioner. Nogle gange vil du endda høre folk tale om "C55x" og lignende undergrupper, da processorer i samme serie og samme generation er endnu mere ens.

TMS320-processorer er fremstillet af MOS-integrerede kredsløbschips , inklusive både NMOS- og CMOS- varianter.

Ældre serie

• TMS320C1x, første generation af 16-bit DSP'er med fast punkt . Alle processorer i disse serier er kodekompatible med TMS32010.
  • TMS32010, den allerførste processor i den første serie, der blev introduceret i 1983, ved hjælp af ekstern hukommelse
  • TMS320M10, den samme processor, men med en intern ROM på 3 KB
  • TMS320C10, TMS320C15, TMS320C25 osv.

• TMS320C3x, 32-bit flydende punkt
  • TMS320C30, 27 til 50 MHz, 8 KB intern SRAM, 5 Volt.
  • TMS320C31, 27 til 60 MHz, 8 KB intern SRAM, 5 Volt, delmængde af TMS320C30 ved at fjerne 2. seriel port, fjerne 2. hukommelsesbus, erstatte bruger-ROM med fabriks-ROM-bootloader.
  • TMS320LC31, 33 til 40 MHz, 3,3 Volt version af TMS320C31.
  • TMS320C32, 40 til 60 MHz, 2 KB intern SRAM, 5 Volt, tilføjer 2. DMA-coprocessor, ændrer ekstern hukommelsesbus for at tillade 8/16 / 32-bit bred hukommelsesadgang, hvor andre C3x-dele kun er 32-bit.
  • TMS320VC33, 60 til 75 MHz, 136 KB intern SRAM, 3,3 Volt I / O med 1,8 Volt Core, supersæt af TMS320C31 ved at tilføje 128 KB intern SRAM.

• TMS320C4x, 32-bit flydende punkt
  • TMS320C40, 40/50/60/80 MHz, cyklustid 50/40/33/25 ns, CMOS
  • TMS320C44, delmængde af TMS320C40

• TMS320C8x, multiprocessorchip
  • TMS320C80 MVP (multimedie-videoprocessor) har en 32-bit floating-point "masterprocessor" og fire 32-bit faste-punkt "parallelle processorer". På mange måder fulgte Cell-mikroprocessoren denne designtilgang.

C2000-serien

• C2000 mikrokontrolfamilien består af 32-bit mikrokontrollere med ydeevneintegreret periferiudstyr designet til realtidsstyringsapplikationer. C2000 består af 5 underfamilier: den nyere C28x + ARM Cortex M3-serie, C28x Delfino-flydepunktsserie, C28x Piccolo-serie, C28x fastpunktsserie og C240x, en ældre 16-bit linje, der ikke længere anbefales til ny udvikling. C2000-serien er bemærkelsesværdig for sit højtydende sæt af on-chip-kontroludstyr, inklusive PWM , ADC , kvadraturkodermoduler og capture-moduler. Serien indeholder også understøttelse af I²C , SPI , seriel (SCI), CAN , vagthund , McBSP , ekstern hukommelsesgrænseflade og GPIO. På grund af funktioner som PWM-bølgeformssynkronisering med ADC-enheden er C2000-linjen velegnet til mange realtidsstyringsapplikationer. C2000-familien bruges til applikationer som motordrev og styring, industriel automatisering, solenergi og anden vedvarende energi, serverfarmes, digital strøm, kraftlinjekommunikation og belysning. Der findes en række lavprissæt til nøgleapplikationer, herunder motorstyring, digital strøm, sol- og LED-belysning.

C5000-serien

• TMS320C54x 16-bit DSP med fast punkt, 6-trins rørledning med ordreudførelse af opkoder, parallel belastning / lagring ved aritmetiske operationer, multiplik akkumulering og andre DSP-forbedringer. Intern hukommelse med flere porte. ingen cache-enhed.
  • Et populært valg til 2G- softwaredefinerede mobiltelefoner, især GSM , omkring slutningen af ​​1990'erne, da mange Nokia- og Ericsson- mobiltelefoner brugte C54x.
  • På det tidspunkt førte ønsket om at forbedre brugergrænsefladen til mobiltelefoner til vedtagelsen af ARM7 som en almindelig processor til brugergrænseflade og kontrol, der off-loading denne funktion fra DSP. Dette førte i sidste ende til oprettelsen af ​​en dual core ARM7 + C54x DSP, som senere udviklede sig til OMAP-produktlinjen.
• TMS320C55x-generation - fast punkt, kører C54x-kode, men tilføjer mere intern parallelitet (en anden ALU, dobbelt MAC, mere hukommelsesbåndbredde) og registrerer, samtidig med at den understøtter meget lavere strømdrift.
  • I dag sælges de fleste C55x DSP'er som diskrete chips
  • OMAP1- chips kombinerer en ARM9 (ARMv5TEJ) med en C55x-serie DSP.
  • OMAP2420 chips kombinerer en ARM11 (ARMv6) med en C55x serie DSP.

C6000-serien

• TMS320 C6000-serien eller TMS320C6x: VLIW- baserede DSP'er
  • TMS320C62x fast punkt - 2000 MIPS / 1,9  W
  • TMS320C67x flydende punkt - kode kompatibel med TMS320C62x
  • TMS320C64x fast punkt - kode kompatibel med TMS320C62x
  • TMS320C67x + floating point - arkitektonisk opdatering af TMS320C67x
  • TMS320C64x + fast punkt - større arkitektonisk opdatering af TMS320C64x
  • TMS320C674x fast og flydende punkt - fusion af C64x + og C67x +
  • TMS320C66x fast og flydende punkt - bagudkompatibelt med C674x
• Andre dele med C6000-serien DSP'er inkluderer
  • DaVinci- chips inkluderer en eller begge af en ARM9 og en C64x + eller C674x DSP
  • OMAP-L13x chips inkluderer en ARM9 (ARMv5TEJ) og en C674x fast og flydende DSP
  • OMAP243x chips kombinerer en ARM11 (ARMv6) med en C64x serie DSP
  • OMAP3- chips inkluderer en ARM Cortex-A8 (ARMv7) med en C64x + DSP
  • OMAP4- og OMAP5- chips inkluderer en ARM Cortex-A9 eller A15 (ARMv7) med et brugerdefineret C64x + -derivat kendt som Tesla (eller C64T)

C7000-serien

At blive frigivet.

DaVinci-serien

• De DaVinci serien startet med systemer-on-a-chip ved hjælp af et indlejret C6000 serie (C64x +) DSP, ARM9 ansøgning processorer, og digitale medier periferiudstyr. Der er varianter uden ARM'er og uden DSP'er. Deres markedsføring fokuserer på deres videobehandlingsfunktioner. Oprindelige chips understøttede NTSC og PAL, mens nyere understøtter HDTV.

OMAP-varianter

• OMAP- varianter, disse har også en ARM- processor i samme chip, se hovedartikel om Texas Instruments OMAP . (Der er også OMAP-processorer med andre sekundære processorer, så disse er ikke nødvendigvis DSP'er.)

DA varianter

• DA-varianter (mål "Digital lyd")
  • DA25x er en ARM- processor og en C55x-kerne. Det har nogle perifere enheder på chip som en USB-slave-controller og sikkerhedsfunktioner. Dokumentation af denne chip er kun tilgængelig efter underskrivelse af en Texas Instruments NDA . Disse varianter bruges udelukkende i Creative ZEN og Dell Digital Jukebox MP3-afspillere , som den primære CPU og signalprocessor til al behandling af MP3 -datastrømme.
  • TMS320DA7xx Aureus- chips er bygget op omkring C67x + DSP'er
  • DA830 / DA828 Aureus- chips er baseret på OMAP-L137 og inkluderer en 300 MHz C674x DSP og en 300 MHz ARM926ES-J-kerne. DA828-varianten har reduceret I / O og kommer i en 176-pin TQFP- pakke i stedet for en 256-kugle PBGA .
  • DA610 / 601 er en processor med en C67x-kerne. Det har på chipudstyr, der er nødvendigt for at oprette forbindelse til lydkodecs til et 5.1- eller 7.1-system. Denne chip bruges i YAMAHA high end-modtagere: RX-V1400, RX-V2400, RX-V1600, RX-V2600, RX-V2500.

DM-varianter

• DM varianter:
  • DM270 har en ARM7TDMI- kerne og en TMS320 C5409 DSP
  • DM320 har en ARM926- kerne og en TMS320 C5409 DSP
  • DSC25 har en ARM7TDMI-kerne og en TMS320 DSP
  • Texas Instruments DaVinci- chips

Andre leverandører

General Instrument fremstillede TMS32010 som en anden kilde .

Omkring 1991 blev en klon af TMS320C20 fremstillet af ZMD under betegnelsen U320C20FC.

Et antal enheder fra TMS320-serien er i produktion hos NIIET Voronezh som 1867-serien, herunder en strålingshærdet version af TMS320C25 under betegnelsen 1867VM7T ( russisk : 1867ВМ7Т ). Kloner af TMS320C546 gik i produktion på PKK Milandr Moskva i 2009 under betegnelsen 1967VC1T ( russisk : 1967ВЦ1Т ) og i 2016 ved MVC Nizhny Novgorod som 1910VM1T ( russisk : 1910ВМ1Т ). PKK Milandr fremstiller også en TMS320C54x med en ekstra ARM-kerne som 1901VC1T ( russisk : 1901ВЦ1Т ).

Software support

TMS320-serien kan programmeres ved hjælp af C , C ++ og / eller monteringssprog . Det meste arbejde på TMS320-processorer udføres ved hjælp af Texas Instruments proprietære værktøjskæde og deres integrerede udviklingsmiljø Code Composer Studio , som inkluderer et mini- operativsystem kaldet DSP / BIOS . Derudover har en afdeling ved Chemnitz University of Technology udviklet foreløbig support til TMS320C6x-serien i GNU Compiler Collection .

I november 2007 frigav TI en del af sin værktøjskæde som freeware til ikke-kommercielle brugere og tilbyder den bare compiler, assembler, optimizer og linker under en licens. Imidlertid var hverken IDE eller en debugger inkluderet, så for fejlfinding og JTAG-adgang til DSP'erne skal brugerne stadig købe den komplette værktøjskæde.

I 2010 kontraktede Texas Instruments CodeSourcery (opgaven senere overført til Mentor Graphics som en del af deres erhvervelse) for at give dyb integration og support til C6x-serien i GCC, som en del af deres bestræbelser på at porte Linux-kernen til C6x. Dette kulminerede med, at C6x var en understøttet arkitektur i GCC-udgivelse 4.7 den 22. marts 2012.

Se også

• XDAIS-algoritmer
• Ceva
• Qualcomm Hexagon

Referencer

eksterne links

• DSP-produkttræ hos Texas Instruments
• Texas Instruments går ind i DSP's markedshistoriske artikel fra TI
• C2000 lave omkostningseksperimentersæt
• c6000 Diskussionsforum på DSPRelated.com
• Linux-C6x en topside for de seneste (fra og med 2012) GCC- og Linux-porte til C6x
• [2] memoir af TI manager om oprettelse af TMS32010 Digital Signal Processor
• se Waves of Silence: Digisonix, aktiv støjkontrol og den digitale revolution for beskrivelse af en tidlig kommerciel anvendelse af TMS32010 til aktiv støjkontrol