結(jié)合DSP和微控制器特性、用于電機(jī)控制的單片處理器

除了功能模塊以外，該內(nèi)核架構(gòu)還包含3條內(nèi)部地址總線(xiàn)、4條內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)、一個(gè)調(diào)試端口以及時(shí)鐘生成電路。

高性能DSP控制器設(shè)計(jì)通常需要具有以下4種特性：

1. 高寬帶并行存儲(chǔ)器傳輸性能；

2. 支持并行存儲(chǔ)器傳輸并提供DSP尋址模式的AGU；

3. 可進(jìn)行快速算法計(jì)算、具有足夠寄存器集的計(jì)算單元；

4. 執(zhí)行循環(huán)時(shí)，不降低性能的硬件循環(huán)機(jī)制。

摩托羅拉的架構(gòu)可滿(mǎn)足這些要求，它有如下一些特點(diǎn)：

1. 并行轉(zhuǎn)移(move)指令：靈活的并行轉(zhuǎn)移指令集允許存儲(chǔ)器存取與計(jì)算單元的運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)高帶寬存取計(jì)算單元數(shù)據(jù)，可保持計(jì)算單元始終處于繁忙狀態(tài)，消除了數(shù)據(jù)進(jìn)出計(jì)算單元時(shí)的傳輸瓶頸效應(yīng)。在目前的情況下，允許兩種類(lèi)型的并行轉(zhuǎn)移：?jiǎn)蜗虿⑿修D(zhuǎn)移和雙向并行讀。這兩種轉(zhuǎn)移都在一個(gè)指令周期中執(zhí)行，并占據(jù)程序存儲(chǔ)器的1個(gè)字長(zhǎng)位置。

2. 地址生成單元：地址生成單元(AGU)是進(jìn)行所有地址計(jì)算的模塊。在DSP56800內(nèi)核中，AGU包含兩個(gè)算術(shù)單元和自己的寄存器集，可為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供高達(dá)兩個(gè)地址，也可在一個(gè)指令周期中更新兩個(gè)地址。它適應(yīng)兩種類(lèi)型的算法，包括用于通用地址計(jì)算的線(xiàn)性算法以及用于創(chuàng)建存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的求模算法，通過(guò)更新地址寄存器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，而無(wú)需移動(dòng)大塊的數(shù)據(jù)。

3. 數(shù)據(jù)ALU單元的快速計(jì)算：處理器計(jì)算單元的性能取決于它如何存取操作數(shù)及其計(jì)算能力。

   許多傳統(tǒng)的DSP設(shè)計(jì)基于累加器，即無(wú)論操作數(shù)來(lái)自哪里，運(yùn)算的結(jié)果總是存儲(chǔ)在累加器中。除了乘法運(yùn)算不允許累加器作為一個(gè)乘數(shù)輸入以外，運(yùn)算執(zhí)行后一個(gè)操作數(shù)要留在累加器中。

   新架構(gòu)的大量寄存器和正交結(jié)構(gòu)提高了計(jì)算的效率，其中算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果可寫(xiě)入數(shù)據(jù)ALU的5個(gè)寄存器中的任一個(gè)。數(shù)據(jù)ALU輸入也允許是立即數(shù)，在任何寄存器進(jìn)行增量運(yùn)算的同時(shí)，進(jìn)行其它寄存器的運(yùn)算，從而大大增強(qiáng)了寄存器集的性能。累加器也能夠用作乘法器的輸入或用來(lái)累加。這一技術(shù)還減少了存儲(chǔ)器的存取次數(shù)，因?yàn)橹虚g結(jié)果無(wú)需暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。該內(nèi)核的設(shè)計(jì)不是管線(xiàn)操作，故在一個(gè)指令周期之后乘法或乘法-累加的結(jié)果就可獲得，而無(wú)需兩個(gè)指令周期。

4. 循環(huán)機(jī)制：DSP和其它數(shù)字計(jì)算程序經(jīng)常使許多處理器的執(zhí)行時(shí)間浪費(fèi)在一些與數(shù)字相關(guān)的小型計(jì)算循環(huán)中，因?yàn)檫@種循環(huán)需要進(jìn)行大量存儲(chǔ)器存取。因此，提供一套具有強(qiáng)大寄存器集的靈活并行轉(zhuǎn)移指令十分必要，循環(huán)本身的執(zhí)行時(shí)間的最小化也很重要。DSP56800內(nèi)核使用一種靈活的硬件循環(huán)機(jī)制
   ，可不附加任何計(jì)算時(shí)間，自動(dòng)進(jìn)行循環(huán)，成為“無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)”。這通過(guò)提供一種硬件“DO loop”機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需額外的執(zhí)行時(shí)間就可循環(huán)任意條指令。與早期的無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)設(shè)計(jì)不同，這一循環(huán)機(jī)制可
   
   
   
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