TMS320VC5509AZAY Digitaaliset signaaliprosessorit ja ohjaimet – DSP, DSC Kiinteän pisteen digitaalinen signaaliprosessori 179-NFBGA -40 - 85

TMS320VC5509A-kiinteän pisteen digitaalinen signaaliprosessori (DSP) perustuu TMS320C55x DSP -sukupolven CPU-prosessoriytimeen. C55x™ DSP-arkkitehtuuri saavuttaa korkean suorituskyvyn ja alhaisen virrankulutuksen lisääntyneen rinnakkaisuuden ja täydellisen tehonkulutuksen vähentämisen ansiosta. CPU tukee sisäistä väylärakennetta, joka koostuu yhdestä ohjelmaväylästä, kolmesta datanlukuväylästä, kahdesta datankirjoitusväylästä ja lisäväylistä, jotka on varattu oheislaitteille ja DMA-toiminnalle. Nämä väylät mahdollistavat jopa kolme datanlukua ja kaksi datankirjoitusta yhdessä syklissä. Rinnakkain DMA-ohjain voi suorittaa jopa kaksi tiedonsiirtoa sykliä kohden riippumatta CPU:n toiminnasta.

C55x-suorittimessa on kaksi kertolaskuyksikköä (MAC), jotka kumpikin pystyvät 17 x 17-bittiseen kertolaskuun yhdessä syklissä. Keskusyksikköä (ALU) tukee toinen 16-bittinen ALU. ALU-yksiköiden käyttö on käskykannan ohjauksessa, mikä mahdollistaa rinnakkaistoiminnan ja virrankulutuksen optimoinnin. Näitä resursseja hallitaan C55x-suorittimen osoiteyksikössä (AU) ja datayksikössä (DU).

C55x DSP-sukupolvi tukee muuttuvan tavuleveyden käskykantaa kooditiheyden parantamiseksi. Käskyyksikkö (IU) suorittaa 32-bittisiä ohjelmien noutoja sisäisestä tai ulkoisesta muistista ja asettaa käskyt jonoon ohjelmayksikölle (PU). Ohjelmayksikkö dekoodaa käskyt, ohjaa tehtävät AU- ja DU-resursseille ja hallitsee täysin suojattua putkea. Ennakoiva haarautumisominaisuus estää putken tyhjennykset ehdollisten käskyjen suorituksen yhteydessä.

Yleiskäyttöiset tulo- ja lähtötoiminnot sekä 10-bittinen analogia-digitaali-transistori tarjoavat riittävästi nastoja tila-, keskeytys- ja bitti-I/O-signaaleille LCD-näytöille, näppäimistöille ja medialiitännöille. Rinnakkaisliitäntä toimii kahdessa tilassa: joko mikrokontrollerin orjana HPI-porttia käyttäen tai rinnakkaismedialiitäntänä asynkronista EMIF-porttia käyttäen. Sarjaliikennettä tuetaan kahden MultiMedia Card/Secure Digital (MMC/SD) -oheislaitteen ja kolmen McBSP:n kautta.

5509A-oheislaitesarja sisältää ulkoisen muistiliitännän (EMIF), joka tarjoaa liimattoman pääsyn asynkronisiin muisteihin, kuten EPROM ja SRAM, sekä nopeisiin ja tiheisiin muisteihin, kuten synkroniseen DRAM. Muita oheislaitteita ovat Universal Serial Bus (USB), reaaliaikakello, watchdog-ajastin sekä I2C-moni-master- ja -slave-liitäntä. Kolme täysdupleksista monikanavaista puskuroitua sarjaporttia (McBSP) tarjoavat liimattoman liitännän useille alan standardien mukaisille sarjaporteille ja monikanavaisen tiedonsiirron jopa 128 erikseen käyttöönotettavan kanavan kanssa. Parannettu isäntäporttiliitäntä (HPI) on 16-bittinen rinnakkaisliitäntä, jota käytetään isäntäprosessorin pääsyyn 32 kilotavun sisäiseen muistiin 5509A:ssa. HPI voidaan konfiguroida joko multipleksoituun tai ei-multipleksoituun tilaan, jolloin se tarjoaa liimattoman liitännän monenlaisille isäntäprosessoreille. DMA-ohjain tarjoaa tiedonsiirron kuudelle itsenäiselle kanavakontekstille ilman suorittimen puuttumista asiaan, tarjoten jopa kahden 16-bittisen sanan DMA-läpivirtauksen sykliä kohden. Mukana on myös kaksi yleiskäyttöistä ajastinta, jopa kahdeksan erillistä yleiskäyttöistä I/O (GPIO) -nastaa ja digitaalinen vaihelukitun silmukan (DPLL) kellogeneraattori.

5509A:ta tukevat alan palkittu eXpressDSP™, Code Composer Studio™ Integrated Development Environment (IDE), DSP/BIOS™, Texas Instrumentsin algoritmistandardi, ja alan suurin kolmannen osapuolen verkko. Code Composer Studio IDE sisältää koodinluontityökaluja, kuten C-kääntäjän ja Visual Linkerin, simulaattorin, RTDX™:n, XDS510™-emulointilaiteohjaimet ja arviointimoduulit. 5509A:ta tukee myös C55x DSP -kirjasto, joka sisältää yli 50 perustavanlaatuista ohjelmistoydintä (FIR-suodattimet, IIR-suodattimet, FFT:t ja erilaiset matemaattiset funktiot) sekä siru- ja piirilevytukikirjastoja.

TMS320C55x DSP-ydin luotiin avoimella arkkitehtuurilla, joka mahdollistaa sovelluskohtaisen laitteiston lisäämisen tiettyjen algoritmien suorituskyvyn parantamiseksi. 5509A:n laitteistolaajennukset löytävät täydellisen tasapainon kiinteiden toimintojen suorituskyvyn ja ohjelmoitavan joustavuuden välillä samalla, kun saavutetaan alhainen virrankulutus ja kustannukset, joita on perinteisesti ollut vaikea löytää videoprosessorimarkkinoilta. Laajennusten ansiosta 5509A tarjoaa poikkeuksellisen videokoodekin suorituskyvyn, sillä yli puolet kaistanleveydestään on käytettävissä lisätoimintojen, kuten väriavaruuden muunnoksen, käyttöliittymätoimintojen, tietoturvan, TCP/IP:n, äänentunnistuksen ja tekstistä puheeksi -muunnoksen, suorittamiseen. Tämän seurauksena yksi 5509A DSP voi käyttää useimpia kannettavia digitaalisia videosovelluksia ja prosessointikapasiteettia on reilusti. Lisätietoja on TMS320C55x Hardware Extensions for Image/Video Applications Programmer's Reference -oppaassa (kirjallisuusnumero SPRU098). Lisätietoja DSP-kuvankäsittelykirjaston käytöstä on TMS320C55x Image/Video Processing Library Programmer's Reference -oppaassa (kirjallisuusnumero SPRU037).