TMS320DM640, TMS320DM641

Цифровой сигнальный процессор с фиксированной точкой для видеоустройств и обработки изображений

Отличительные особенности:

• Высокопроизводительный цифровой медиа-процессор (TMS320DM641/TMS320DM640)
  • Длительность цикла выполнения инструкции 2.5-, 2-, 1.67 нс
  • Синхронизация 400, 500, 600 МГц
  • Восемь 32-разрядных инструкций, выполняющихся за один цикл
  • Производительность 3200, 4000, 4800 млн. операций в секунду
  • Полная программная совместимость с C64x™
• Расширения VelociTI.2™ для VelociTI™ усовершенствованного очень длинного слова инструкции (VLIW) ядра ЦСП (цифровой сигнальный процессор) TMS320C64x™
  • Восемь независимых функциональных блоков с расширениями VelociTI.2™:

    - Шесть АЛУ (32-/40-разр.), каждый поддерживает одно 32-разр., два 16-разр. или четыре 8-разр. арифметических действия за один такт

    - Два умножающих устройства поддерживают четыре умножения 16 x 16-разр. (32-разр. результат) за один такт или восемь умножений 8 x 8-разр. (16-разр. результат) за один такт

  • Архитектура "чтения-записи " с поддержкой "без выравнивания"
  • 64 32-разр. универсальных регистра
  • Упаковка инструкций уменьшает размер кода
  • Все инструкции условные
• Отличительные особенности набора инструкций
  • Байтно-адресуемый (8-/16-/32-/64-разр. данные)
  • 8-разр. защита от переполнения
  • Извлечение, установка, сброс битового поля
  • Нормализация, насыщение, счет бит
  • Увеличенная ортогональность VelociTI.2™
• Архитектура памяти L1/L2
  • 128 кбит (16 кбайт) L1P кэш-памяти программ (табличная память)
  • 128 кбит (16 кбайт) L1D кэш-памяти данных (2-путевой ассоциативный набор)
  • 1 Мбит (128 кбайт) L2 объединенных ОЗУ/кэш-памяти (гибкое распределение ОЗУ/кэш-памяти)
• Эндианизм: малый эндианизм, большой эндианизм
• 32-разр. интерфейс внешней памяти (EMIF)
  • "Бесшовный" интерфейс к асинхронной памяти (статическое ОЗУ и ЭППЗУ) и синхронной памяти (SDRAM, SBSRAM, ZBT SRAM и FIFO)
  • 1024 Мбайт общего адресуемого объема внешней памяти
• Контроллер расширенного прямого доступа к памяти (EDMA) (64 раздельных канала)
• Сетевой модуль 10/100 Мбит/с Ethernet MAC (EMAC)
  • Совместимость с IEEE 802.3
  • Медиа-независимый интерфейс MII
  • 8 раздельных каналов передачи (TX) и 8 раздельных каналов приема (RX)
• Ввод-вывод данных управления (MDIO)
• Два конфигурируемых видео-порта (DM641), один конфигурируемый видео-порт (DM640)
  • Обеспечивает "бесшовный" интерфейс с обычными кодирующими и декодирующими видеоустройствами
  • Поддержка нескольких разрешений и видео стандартов
• Порт интерполированного управления VCXO (VIC)
  • Поддерживает аудио-видео синхронизацию
• Интерфейс хост-порта (HPI) [16-разр.] (DM641)
• Многоканальный последовательный аудио-порт (McASP)
  • Четыре вывода последовательных данных
  • Широкое разнообразие I2S и подобных форматов битового потока
  • Встроенный цифровой аудио I/F-передатчик с поддержкой форматов S/PDIF, IEC60958-1, AES-3, CP-430
• Шина межмикросхемной связи I2C
• Два многоканальных буферизованных последовательных порта
• Три 32-разр. универсальных таймера
• Восемь универсальных линий ввода-вывода
• Гибкий тактовый генератор с ФАПЧ
• Поддержка встроенной отладки в соответствии с IEEE-1149.1 через интерфейс JTAG
• 548-выв. корпус BGA (суффикс GDK), шаг выводов 0.8 мм
• 548-выв. корпус BGA (суффикс GNZ), шаг выводов 1.0 мм
• 0.13 мкм/6-уровневый КМОП процесс
• Питание ввода-вывода 3.3В, внутр. питание 1.2В (-400, -500)
• Питание ввода-вывода 3.3В, внутр. питание 1.4В (-600

Блок-схема:

Общее описание:

TMS320C64x™ - цифровые сигнальные процессоры высочайшей производительности с фиксированной точкой, выполненные на платформе ЦСП TMS320C6000™. TMS320DM641 и TMS320DM640 (далее DM641 и DM640) основаны на высокопроизводительной архитектуре второго поколения усовершенствованного VelociTI™ очень длинного слова инструкции VLIW (VelociTI.2™). VelociTI.2™ разработана Texas Instruments (TI), делая данные ЦСП превосходным выбором для цифровых медиа-приложений. C64x™ совместимый по коду программы представитель платформы ЦСП C6000™.

За счет производительности 4800 млн. инстр. в секунду (MIPS) при тактовой частоте 600 МГц DM641 представляет собой выгодное по стоимости решение проблем программирования высокопроизводительных ЦСП. В свою очередь за счет производительности 3200 млн. инстр. в секунду (MIPS) при тактовой частоте 400 МГц DM640 также представляет собой выгодное по стоимости решение проблем программирования высокопроизводительных ЦСП.

ЦСП DM641/DM640 обладает гибкостью функционирования высокопроизводительных контроллеров и вычислительной способностью векторных процессоров. Ядро ЦСП C64x™ имеет 64 регистра общего назначения с 32-разр. длиной слова и восемь функционально независимых блока- два умножающих устройства с 32-разр. результатом и шесть арифметико-логических устройства (АЛУ)- с расширениями VelociTI.2™. Расширения VelociTI.2™ в восьми функциональных блоках представляют новые инструкции для ускорения обработки данных в видео и отображающих приложениях и расширяют параллелелизм архитектуры VelociTI™. DM641 может выполнить четыре аккумулирования 32-разр. результата умножения (MAC) за один цикл для достижения общей производительности 2400 млн. MAC в секунду (MMAC) или восемь 8-разр. MAC за один цикл для достижения общей производительности 4800 MMAC. ЦСП DM641/DM640 также содержит специализированную аппаратную логику, встроенную память и дополнительные периферийные устройства подобные другим ЦСП на платформе C6000™.

DM641/DM640 использует двухуровневую кэш-архитектуру и имеет мощный и разнообразный набор периферийных устройств. Кэш-память программ 1-го уровня (L1P) - 128 кбит табличной кэш-памяти, а кэш-память данных 1-го уровня (L1D) - 128-кбит 2-путевого ассоциативного набора кэш-памяти. 2 уровень памяти\кэша (L2) состоит из 1 Мбитного пространства, которое совместно используется памятью программ и данных. L2-память может быть как табличная память, кэш-память или как их сочетание. В состав периферийных устройств входят: два конфигурируемых видео порта (DM641); один конфигурируемый видео порт (DM640); 10/100 Мбит/с сетевой модуль Ethernet MAC (EMAC); модуль ввода-вывода данных управления (MDIO); VCXO интерполированный порт управления (VIC); один 4-разрядный многоканальный буферизованный последовательный аудио-порт (McASP0); модуль последовательной шины I2C; два многоканальных последовательных порта (McBSPs); три 32-разр. универсальных таймера; 16-разр. интерфейс хост-порта (HPI16); 16-выв. порт универсального ввода-вывода (GP0) с программируемыми режимами генерации прерываний/событий, а также 32-разр. "бесшовный" интерфейс внешней памяти (EMIFA), который позволяет связаться с асинхронной и синхронной памятью и периферийными устройствами.

DM641 имеет два одноканальных 8-разрядных конфигурируемых видео-порта периферийных устройств (VP0 и VP1). DM640 имеет один одноканальный 8-разрядный конфигурируемый видео-порт периферийного устройства (VP0). Данные порты позволяют непосредственно связаться с обычными видео кодерами/декодерами. Видео-порт DM641/DM640 поддерживает несколько разрешений и видеостандартов (в т.ч. CCIR601, ITU-BT.656, BT.1120, SMPTE 125M, 260M, 274M и 296M).

Данные видео-порты конфигурируются и могут поддерживать режимы видео-захвата и/или видео-отображения.

Детали по периферийным видео-портам см. в "TMS320C64x DSP Video Port/VCXO Interpolated Control (VIC) Port Reference Guide" (литературный номер SPRU629).

Порт McASP0 поддерживает одну передающую и одну приемную зоны тактирования с четырьмя выводами последовательных данных, которые могут индивидуально связываться с любой из двух зон. Последовательный порт поддерживает мультиплексное разделение по времени на каждом выводе от 2 до 32 временных интервалов. DM641/DM640 имеет достаточный частотный диапазон для поддержки всех 4 линий последовательных данных с передачей 192 кГц стерео-сигнала. Последовательные данные в каждой зоне могут быть переданы и приняты по нескольким выводам последовательных данных одновременно и отформатированы во множество вариаций межмикросхемного звукового формата Philips I2S.

Кроме того, передатчик McASP0 может быть запрограммирован на вывод через несколько S/PDIF, IEC60958, AES-3, CP-430 каналов дешифрации данных, одновременно, с одним ОЗУ, содержащим полную реализацию данных пользователя и канал статусных областей.

McASP0 также выполняет расширенную проверку ошибок и функции восстановления, такие как определение плохой синхронизации для каждого высокочастотного главного тактирования путем проверки нахождения частоты в установленных пределах.

Порт VCXO интерполированного управления (VIC) выполняет цифро-аналоговое преобразование с разрешающей способностью от 9 до 16 разрядов. Выход VIC - однобитный интерполированный цифро-аналоговый выход. Подробная информация по VIC-порту приведена в "TMS320C64x DSP Video Port/VCXO Interpolated Control (VIC) Port Reference Guide" (литературный номер SPRU629).

Контроллер сетевого медиа-доступа (EMAC) является эффективным интерфейсом между ядром ЦСП DM641/DM640 и сетью. DM641/DM640 EMAC поддерживает протоколы и 10Base-T (10 Мбит\с) и 100Base-TX (100 Мбит/с) как полнодуплексном, так и в полудуплексном режиме с аппаратным управлением потоком данных и поддержкой качества обслуживания (QOS). DM641/DM640 EMAC использует выборочный интерфейс с ядром ЦСП с эффективной передачей и приемом данных. Дальнейшие подробности по EMAC приведены в "TMS320C6000 DSP Ethernet Media Access Controller (EMAC) / Management Data Input/Output (MDIO) Module Reference Guide" (литературный номер SPRU628).

Модуль ввода-вывода данных управления (MDIO) непрерывно опрашивает 32 MDIO адреса в соответствии с перечислением всех PHY-устройств в системе. Как только PHY-кандидат выбран сигнальным процессором, модуль MDIO открыто наблюдает состояние его связи путем чтения статусного регистра PHY. Событие изменения состояния связи сохраняется в модуле MDIO и может опционально прервать ЦСП, тем самым позволяя ЦСП опрашивать состояние связи устройства без непрерывного выполнения дорогостоящих MDIO-доступов. Более подробная информация по MDIO приведена в "TMS320C6000 DSP Ethernet Media Access Controller (EMAC) / Management Data Input/Output (MDIO) Module Reference Guide" (литературный номер SPRU628).

Порт I2C0 у TMS320DM641/DM640 позволяет ЦСП легко управлять периферийными устройствами и связаться с хост-процессором. Кроме того, стандартный многоканальный буферизованный последовательный порт (McBSP) может быть использован для связи с периферийными устройствами, содержащих последовательный интерфейс SPI.

DM641/DM640 поддерживается полным набором средств для проектирования, в т.ч.: новый Си-компилятор, оптимизатор ассемблирования для упрощения программирования и планирования, а также Windows-интерфейс отладчика для наглядности выполняемого исходного кода.

Информация для заказа:

Документация:

2193kB Engl Полное описание микросхемы