OMAP5910

Цифровые сигнальные процессоры

Отличительные особенности:

• Высокопроизводительная КМОП-технология с низким энергопотреблением
  • Технология 0.13-mm
  • Напряжение питания ядра 1.6 В
• Ядро микропроцессора TI925T ARM9TDMI ™ (MPU)
  • Поддержка 32-битных и 16-битных (в режиме Thumb®) инструкций
  • Кэш инструкций 16 Кбайт
  • Кэш данных 8 Кбайт
  • Модуль управления программной памятью и памятью данных (MMU)
  • Буфер записи на 17 слов
  • Два 64-входовых буфера типа Translation Look-Aside (TLB) для модулей MMU
• Ядро цифрового сигнального процессора TMS320C55™
  • Выполнение одной или двух инструкций за такт
  • Два умножителя (2 умножения с накоплением за один такт)
  • Два арифметическо-логических устройства (АЛУ)
  • Внутренняя программная шина
  • Три внутренних шины чтения данных/операндов
  • Две внутренних шины записи данных/операндов
  • 32K x 16 бит двухпортовой ОЗУ (DARAM) (всего 64 КБайт)
  • 48K x 16 бит однопортовой ОЗУ (SARAM) (всего 96 КБайт)
  • Встроенное ПЗУ 16K x 16 бит (всего 32 КБайт)
  • Кэш инструкций 24 Кбайт
  • Аппаратные видеоакселераторы для прямого/обратного дискретного косинусного преобразования (DCT/iDCT), интерполяции пикселов и вычисления промежуточных точек при движении для сжатия видео
• Встроенное ОЗУ объёмом 192 Кбайт с общим доступом
• Контроллер трафика памяти (TC)
  • 16-битный интерфейс EMIFS, поддерживающий до 128 МбАйт внешней памяти (такой, как асинхронные ПЗУ/ОЗУ, NOR/NAND флэш и синхронной флэш с пакетной выборкой (Sync. Burst Flash))
  • 16-битный интерфейс EMIFF, поддерживающий до 64 Мбайт памяти типа SDRAM, Mobile SDRAM или Mobile DDR
• 9-канальный контроллер прямого доступа к памяти (DMA)
• Модуль преобразования представлений чисел (Endianism Conversion Logic)
• Генератор с цифровой ФАПЧ (DPLL) для управления частотой тактирования MPU/DSP/TC
• Модуль управления памятью ЦСП (DSP Memory Management Unit)
• Встроенные периферийные устройства ЦСП:
  • Три 32-битных таймера и сторожевой таймер (watchdog)
  • Контроллер прерываний Уровня1/Уровня2
  • Шестиканальный контроллер прямого доступа к памяти (DMA)
  • Два многоканальных буферизованных последовательных порта (McBSP)
  • Два многоканальных последовательных интерфейса
• Встроенные периферийные устройства микропроцессора TI925T:
  • Три 32-битных таймера и сторожевой таймер (watchdog)
  • Таймер 32 кГц
  • Контроллер прерываний Уровня1/Уровня2
  • До 3-х портов интерфейса USB Host (режимы Low Speed/ Full Speed)
  • Функциональный интерфейс USB (режим Full Speed)
  • Встроенный трансивер интерфейса USB (режимы Host или Function)
  • Многоканальный буферизованный последовательный порт
  • Интерфейс Inter-Integrated Circuit (I2C), режимы Master и Slave
  • Последовательный интерфейс MICROWIRE™
  • Интерфейс подключения карт типа Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD)
  • Интерфейс HDQ/1-Wire
  • Интерфейс для подключения параллельных КМОП-сенсоров изображения
  • Модуль трассировщика ETM9 ядра TI925T
  • Интерфейс матричной клавиатуры 6х5 или 8x8
  • До 10 входов/выходов общего назначения
  • Часы реального времени
  • Интерфейс Pulse-Width Tone (PWT)
  • Интерфейс Pulse-Width Light (PWL)
  • Два генератора для подключения светодиодов (LED Pulse Generators (LPG))
• Общие встроенные периферийные устройства:
  • 3 универсальных асинхронных интерфейса (UART), один из которых поддерживают режим SIR протокола IrDA
  • Четыре почтовых ящика для межпроцессорного обмена
  • До 14 общих входов/выходов общего назначения
• Индивидуальные режимы снижения энергопотребления для MPU/DSP/TC
• Встроенный эмулятор
• Поддержка периферийного сканирования по стандарту JTAG †
• Два варианта 289-выводных корпусов BGA (суффиксы GDY и GZG)

¹ - Стандарт IEEE 1149.1-1990

Блок-схема:

Расположение выводов:

Общее описание:

OMAP5910 - высокоинтегрированная программно-аппаратная платформа, разработанная для последнего поколения мобильных и встраиваемых приложений. Платформа OMAP™ позволяет разрабатывать с минимальным сроком выхода на рынок устройства с мощными пользовательскими интерфейсами и высокой производительностью, обеспечивая минимальное энергопотребление наряду с максимальной гибкостью и удобством, благодаря полностью интегрированной платформе процессора для обработки смешанных сигналов.

Двухядерная архитектура позволяет совмещать достоинства технологий ЦСП и RISC, объединив ядро цифрового сигнального процессора TMS320C55x и высокопроизводительный микропроцессор TI925T с ядром ARM®.

OMAP5910 рассчитан как на использование различных операционных систем для RISC-ядер, так и РТОС фирмы Texas Instruments (TI) DSP/BIOS™ для ядра ЦСП. Микросхема выпускается в корпусах типа MicroStar BGA с 289 выводами.

Основными областями применения процессора OMAP5910 являются:

• Средства промышленной автоматизации
• Устройства мобильной связи:
  • 802.11
  • Bluetooth™
  • GSM, GPRS, EDGE
  • CDMA
  • Устройства связи для спецслужб
• Обработка изображений и видео (MPEG4, JPEG, Windows® Media Video и т.д.)
• Устройства расширенной обработки звука (преобразование текста в голос, распознавание голоса)
• Обработка аудиосигналов (MPEG-1 Audio Layer3 [MP3], AMR, WMA, AAC, а также другие голосовые кодеки стандарта GSM)
• Графические и видео- акселераторы
• Сетевые устройства
• Обработка данных (факсимильные аппараты, шифрование/дешифрование, аутентификация, проверка подлинности подписи и т.д.)

Ядро цифрового сигнального процессора TMS320C55x

Ядро цифрового сигнального процессора микросхемы OMAP5910 базируется на архитектуре семейства ЦСП TMS320C55x. Данная архитектура обладает высокой производительностью при низком энергопотреблении благодаря повышению параллелизма и уделению особого внимания вопросам снижения потребляемой мощности. ЦПУ обладает внутренней шинной структурой, состоящей из программной шины, трёх шин чтения данных, двух шин записи данных и вспомогательных шин для периферии и контроллера прямого доступа к памяти (DMA). Это позволяет выполнять вплоть до трёх операций чтения данных и двух операций записи данных за один цикл. Параллельно этому, контроллер DMA может осуществить до двух операций перемещения данных без задействования ЦПУ.

Ядро ЦСП C55x обладает двумя модулями умножения-накопления (MAC), каждый из которых способен выполнять операции типа "умножение 17-бит x 17-бит" за один цикл. Центральное 40-битное арифметическо-логическое устройство (АЛУ) сопровождается вспомогательным 16-битным АЛУ. Сценарий совместного использования двух АЛУ определяется набором инструкций, обеспечивая оптимальную параллельную работу и снижение энергопотребления. Распределение ресурсов возложено на адресное устройство (АУ) и устройство данных (УД) ядра ЦСП C55x.

Семейством цифровых сигнальных процессоров C55x поддерживаются инструкции с переменным числом байт, что позволяет увеличить плотность кода. Модуль инструкций (МИ) осуществляет 32-битную выборку инструкций из внутренней либо внешней памяти и определяет очередь инструкций для программного модуля (ПМ). В свою очередь, ПМ декодирует инструкции, определяет задачи для АУ и УД и управляет защищённым конвейером. Для предотвращения переполнения конвейера при выполнении условных переходов используется предсказание переходов. Процессоры OMAP5912 также имеют встроенный кэш инструкций размером 24 KБайт для снижения числа операций доступа к внешней памяти, повышения производительности и снижения энергопотребления.

Средства разработки для ядра цифрового сигнального процессора TMS320C55x

Ядро ЦСП 55х поддерживаются программным обеспечением eXpressDSP™, которое состоит из интегрированной среды разработки (IDE) Code Composer Studio™, РТОС DSP/BIOS™ и документации TMS320™ DSP Algorithm Standard, кроме этого, существует большое количество разработок сторонних производителей. IDE Code Composer Studio состоит из компилятора языка C, линкера Visual Linker, симулятора, поддержки обмена данными в реальном режиме времени Real-Time Data Exchange (RTDX™), драйверов эмулятора XDS510™ и библиотек Chip Support Libraries (CSL). DSP/BIOS представляет собой расширяемое модульное программное обеспечение, бесплатно доступное пользователям цифровых сигнальных процессоров фирмы Texas Instruments и состоящее в основном из планировщика задач и средств поддержки систем реального времени с весьма экономичным расходованием памяти и других ресурсов процессора. TMS320 DSP Algorithm Standard - это набор спецификаций, выполнение которых обеспечивает совместимость кода, созданного различными разработчиками, что значительно облегчает его дальнейшую интеграцию в проекты. Сеть сторонних разработчиков фирмы Texas Instruments объединяет более 400 участников, предлагающих пользователям массу готовых комплексных и компетентных решений.

Программная поддержка ядра цифрового сигнального процессора TMS320C55x

Texas Instruments предлагает пользователям OMAP5910 программное обеспечение C55x DSP Library (DSPLIB), представляющее собой набор из более 50 подпрограмм, вызываемых из программ на языке C и реализующих типовые задачи цифровой обработки сигнала, таких, как БИХ/КИХ фильтры, БПФ и многие другие. Библиотека обработки изображений DSP Image/Video Processing Library (IMGLIB) состоит из более, чем 20 подпрограмм, оптимизированных для ядра C55x и скомпилированных с помощью последней версии ПО для ЦСП C55x. Библиотека включает в себя стандартные функции обработки изображений, такие, как сжатие, обработка видеосигнала, машинное зрение и медицинские задачи обработки изображений.

Ядро RISC-процессора ARM926EJ-S

32-битное ядро микропроцессора TI925T имеет архитектуру Reduced Instruction Set Computer (RISC) и способно оперировать с 32-битными либо 16-битными инструкциями и данными разрядностью 32, 16 либо 8 бит. Ядро использует конвейер, благодаря чему все составные части процессора и памяти работают непрерывно.

Ядро микропроцессора содержит:

• Модули сопроцессора CP15 и защиты
• Модули управления памятью программы и данных (MMU) с буферами TLB-типа.
• Раздельные кэши, 16 Кбайт для инструкций и 8 Кбайт для данных. Оба являются 4-х канальными ассоциативными с виртуальным индексом и виртуальным тэгом (VIVT).

Процессор OMAP5910 использует ядро TI925T только в режиме little-endian. Для минимизации доступа к внешней памяти ядро TI925T использует кэш инструкций, кэш данных и буфер записи, все они являются "прозрачными" для процесса выполнения программы.

Документация:

		2045 kB Engl Полное описание микросхем OMAP5910
		RUS Контроллеры семейства C5000. Архитектура