1.3 德州儀器公司的DSP產品

按照應用領域的要求，DSP器件可以分為三類：第一類應用于工業控制領域，這方面的應用要求DSP工作穩定、可靠、集成度高、成本低，這類芯片一般都在內部集成了CAN總線、PWM模塊等適合于工業控制的專用外設；第二類是大量的低成本嵌入式應用系統，如手機、磁盤驅動器、MP3播放器等，在這些應用中，成本、集成度和功耗是最重要的因素；第三類是需要用復雜算法對大量數據進行處理的應用，如聲吶探測和地震探測等，該類設備批量小、算法復雜、對性能要求苛刻，而對成本和功耗并不是特別關注。因此，在選擇DSP處理器時，要根據目標系統的不同要求，綜合考慮性能、成本、集成度、開發的難易程度及功耗等因素。

德州儀器公司的DSP產品已經發展了三代，第一代是以TMS320C10為代表的數字信號處理器產品；接下來又推出了以C2x、C3x和C4x系列為代表的第二代數字信號處理器，其中C2x為16位定點信號處理器，C3x和C4x為32位浮點信號處理器。 1992年，德州儀器公司推出了TMS320C541處理器，從此，德州儀器公司的數字信號處理器進入了第三代。第三代處理器在10余年的時間得到了飛速發展，現在已經擁有主要用于控制領域的C24x和C28x系列，用于便攜消費電子產品的低功耗16位定點數字信號處理器C54x、C55x系列，用于高速信號處理和圖像處理的高性能16位定點數字信號處理器C62x、C64x系列，用于浮點信號處理的32位浮點信號處理器C67x和TMS320C33。首先對德州儀器的第三代數字信號處理器產品系列進行簡要的介紹，讀者可據此選擇適合的DSP芯片。

1.3.1 C24x系列和C28x系列

C24x系列主要用于電機控制領域，它可為交流感應電機、直流永磁體電機和開關激勵式電機等提供高效控制，為無刷電機的變速控制提供了廉價且高可靠性的解決方案，例如應用C24x系列處理器進行變頻調節與非變頻系統相比可以節省25%的能源消耗。C24x系列處理器采用TMS320C2XX內核，該內核具有一個32位算術邏輯單元，一個32位累加器，一個16位×16位乘法器，為了配合算術邏輯單元工作還提供了輸入和輸出數據移位器，為8個輔助寄存器和一個輔助寄存器算術單元提供了數據地址產生電路，還有專用的程序地址產生電路。它們內部集成了DSP內核和微控制器片上外設，為用戶提供了一種方便的單片解決方案。C24x內部集成了DARAM、Flash（或EEPROM）存儲器、16位定時器、脈寬調制器、A/D轉換器、看門狗模塊及CAN總線接口模塊、SPI（Serial Peripheral Interface）和SCI（Serial Communications Interface）等通信接口。表1-1給出了C24x系列處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

C28x系列處理器是德州儀器公司為控制領域的高端應用而開發的系列產品。首先內核由C24x系列的16位提升為32位， DSP內核提供了2個16位×16位乘法累加器，可以進行16位×16位、32位×32位乘法累加運算。該系列芯片采用了先進芯片制造技術，速度升高到60～150MHz，Flash存儲器的容量最高提升到512KB。C28x系列又分為三個小系列，即C280x、C281x和C2833x，而C2833x系列又為用戶提供了浮點處理能力。

C280x系列為低價格數字信號控制器，速度從60 MHz到100MHz，表1-2給出了C280x系列處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

C281x系列的速度提高到150MHz，Flash存儲器的容量擴展到128KB和256KB，AD轉換器的速度提高到12.5MSPS，C2810、C2811還具有代碼兼容和引腳兼容的特點，表1-3給出了C281x系列處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

C2833x系列在C281x的基礎上還集成了一個單精度浮點運算單元，外部具有了32/16位EMIF接口，為了便于同外設進行通信還提供了1個6通道DMA控制器，Flash存儲器的容量擴展到128KB、256KB和512KB，表1-4給出了C2833x系列處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

1.3.2 C62x系列和C64x系列

C62x系列是德州儀器公司第一個采用超長指令字的DSP產品，它的內部包含6個算術邏輯單元和兩個16位×16位乘法器，這樣C6000系列可以在一個循環中完成8次操作。C62x系列處理器的推出具有里程碑式的意義，它為高性能DSP樹立了標準，表1-5給出了C62x系列處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

C64x系列采用了C64x內核，采用了增強型超長指令字結構，改進了流水線結構，支持32位或64位寬度存儲器訪問，最高處理能力已經達到9600MIPS，表1-6給出了C64x系列處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

1.3.3 C67x系列和C33

C67x和C33是德州儀器公司的浮點數字信號處理器系列，C67x除了兼容C62x指令集之外，還支持浮點操作。其內核包括4個浮點/定點算術邏輯單元，兩個定點算術邏輯單元和兩個浮點/定點乘法器，支持單精度和雙精度浮點運算，表1-7給出了C67x系列和C33處理器的內部資源、封裝、電源等基本情況。

1.3.4 C54x系列和C55x系列

C54x和C55x系列是德州儀器公司為便攜消費電子產品推出的低功耗16位定點數字信號處理器，本書將對C55x系列進行詳細的介紹，在這里先對其內部資源、供電、封裝等進行簡單的描述。

C54x系列針對低功耗應用采用了一系列措施，在確保性能的同時保證了DSP的低功耗，表1-8給出了C54x系列的簡要描述。

C55x是在C54x基礎上開發的新型低功耗、高性能數字信號處理器，它兼容C54x代碼集，乘法器變成兩個，而采用最新芯片制造技術大幅度提升了DSP的主頻，從而提高了C55x系列處理器的處理能力，表1-9給出了C55x系列的內部資源、封裝、電源等基本情況。