基于TMS320C6657的1.25GHz DSP的參考方案

1 概述

TI公司的TMS320C6655/57 DSP最高可以提供2.5GHz的累積DSP,使得該平臺(tái)具有高能效，并易于使用。此外，它與所有現(xiàn)有的C6000系列、定點(diǎn)和浮點(diǎn)DSP完全向后兼容。其KeyStone架構(gòu)提供了一個(gè)可編程的平臺(tái)，整合了各種子系統(tǒng)(C66x內(nèi)核、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)、外設(shè)和加速器)，并使用一些創(chuàng)新的組件和技術(shù)，大限度地提高了器件內(nèi)和器件間的通信，可以使多種DSP資源有效和無(wú)縫地操作。

這一架構(gòu)有一些關(guān)鍵組件，如，多核導(dǎo)航器，可以對(duì)各種組件之間進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)管理。Teranet是一個(gè)無(wú)阻塞轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，能夠使內(nèi)部數(shù)據(jù)快速地移動(dòng)。其多核共享存儲(chǔ)器控制器可以直接訪問(wèn)共享存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，而不影響交換結(jié)構(gòu)的性能。

對(duì)于定點(diǎn)使用，C66x核擁有C64x+多核的4×倍數(shù)累加(MAC)的能力。此外，C66x核集成了浮點(diǎn)運(yùn)算能力和每個(gè)核粗計(jì)算性能，它是較好的40GMACS/核和20GFLOPS/核(@1.25GHz工作頻率)。它可以執(zhí)行8個(gè)單精度浮點(diǎn)的MAC操作(每個(gè)周期)，并且可以執(zhí)行雙倍和混合精度運(yùn)算，符合IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。該型C66x核集成了90個(gè)新指令(相對(duì)于C64x +核)，以用于浮點(diǎn)和向量數(shù)學(xué)處理。這些增強(qiáng)功能大幅度地提高了信號(hào)處理中使用的DSP內(nèi)核的性能。該型C66x核與TI公司以前的C6000固定和浮點(diǎn)DSP內(nèi)核向后代碼兼容，保證了軟件的可移植性，縮短了軟件開(kāi)發(fā)周期。

C6655/57 DSP器件集成了大量的片上存儲(chǔ)器。除了32kB的L1程序和數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器以外，在每個(gè)核上還具有1024kB的專(zhuān)用存儲(chǔ)器，可以配置為映射RAM或高速緩沖存儲(chǔ)器。該器件還集成了1024kB的多核共享存儲(chǔ)器，可以用來(lái)作為共享的L2 SRAM和/或共享的L3 SRAM.所有的L2存儲(chǔ)器都具有錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤糾正功能。為了方便快速訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，該器件還包括了一個(gè)32位的DDR-3外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)，為1333MHz運(yùn)行，并具有ECC內(nèi)存支持。

該系列支持多種高速標(biāo)準(zhǔn)接口，包括RapidIOver2,第二代PCI Express和千兆以太網(wǎng)。它還包括I2C、UART、多通道緩沖串行端口(McBSP)、通用并行端口、一個(gè)16位異步EMIF,以及通用的CMOS IO.該器件還采用了一個(gè)稱(chēng)為超鏈接的，40Gbaud全雙工接口，以用于高吞吐量，低延遲通信(設(shè)備之間或FPGA)。

2 TMS320C6655/57系統(tǒng)框圖

C6655/57器件具有一套完整的開(kāi)發(fā)工具，其中包括：增強(qiáng)的C編譯器、匯編優(yōu)化器(來(lái)簡(jiǎn)化編程和調(diào)度)和WindowsR調(diào)試器接口，用于源代碼執(zhí)行的監(jiān)視。

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圖1 TMS320C6655/57框圖

3 TMS320C6655/57主要特性

?一個(gè)(C6655)或兩個(gè)(C6657)TMS320C66x DSP內(nèi)核子系統(tǒng) (CorePacs)，每個(gè)內(nèi)核子系統(tǒng)

- 850MHz(C6657)，1.0GHz或1.25GHz的C66x定點(diǎn)/浮點(diǎn)CPU核40GMAC/核，用于固定點(diǎn)(1.25GHz)20GFLOP/核，用于浮點(diǎn)(1.25GHz)

-內(nèi)存32kB L1P每核32kB L1D每核 1024kB 本地L2每核

?多核共享存儲(chǔ)器控制器(MSMC)

- 1024kB MSM SRAM存儲(chǔ)器(由兩 個(gè)DSP C66x CorePacs分享，用于C6657)

-存儲(chǔ)器保護(hù)單元，用于MSM SRAM和DDR3_EMIF

?多核導(dǎo)航器

- 8192多用途硬件隊(duì)列與隊(duì)列管理器

-基于分組的DMA,用于零開(kāi)銷(xiāo)傳輸

?硬件加速器

-兩個(gè)Viterbi協(xié)處理器

-一個(gè)Turbo協(xié)處理器解碼器

?外設(shè)

-四通道SRIO2.1每通道1.24/2.5/3.125/5Gbaud操作支持支持直接I / O,信息傳遞支持四個(gè)1×，2個(gè)2×，一個(gè)4×，和兩個(gè)1×+一個(gè)2×鏈路配置

-第二代PCIe單端口支持1或2車(chē)道最多支持5Gbaud(每通道)

-超鏈接支持連接其他KeyStone架構(gòu)的器件，提供可擴(kuò)展性資源最高支持40Gbaud

-千兆以太網(wǎng)(GbE)子系統(tǒng)一個(gè)SGMII端口支持10/100/1000Mbps操作

- 32位DDR3接口DDR3-13338GB尋址內(nèi)存空間

-16位EMIF

-通用并行端口8位雙通道或16位每個(gè)支持SDR和DDR傳輸

-兩個(gè)UART接口

-兩個(gè)多通道緩沖串行端口(McBSP)

- I2C接口

- 32個(gè)GPIO引腳

- SPI接口

-信號(hào)燈模塊

- 8個(gè)64位定時(shí)器

-兩個(gè)片上鎖相環(huán)

- SoC安全支持

?商用溫度0℃~85℃

?擴(kuò)展級(jí)溫度40℃~100℃

?擴(kuò)展低溫55℃~100℃

4 評(píng)估板簡(jiǎn)介

C6657 Lite EVM精簡(jiǎn)版是一款高性能、低成本、獨(dú)立的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用戶(hù)能夠評(píng)估和開(kāi)發(fā)，采用德州儀器TMS320C6657數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的產(chǎn)品。該評(píng)估模塊(EVM)也可作為T(mén)MS320C6657 DSP的硬件參考設(shè)計(jì)平臺(tái)。該EVMs的形狀大小相當(dāng)于一個(gè)PICMG AMC.0 R2.0的AdvancedMC模塊。TMDSEVM6657LE帶有一個(gè)集成，高速，具有系統(tǒng)跟蹤能力的XDS560V2夾層模擬器。還帶有原理圖、代碼示例和應(yīng)用筆記，以方便開(kāi)發(fā)，并縮短上市時(shí)間。

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圖2 評(píng)估板TMDXEVM6657L框圖

5 評(píng)估板主要特性

?德州儀器的定點(diǎn)DSP TMS320C6657

?512MB的DDR3內(nèi)存(最高支持1024Mbytes)

?128MB的NAND閃存

?16MB的NOR閃存

?一千兆位以太網(wǎng)端口，支持

10/100/1000Mbps的數(shù)據(jù)速率--RJ-45連接器和AMC查找之間交換

?170引腳B+風(fēng)格的AMC接口

?超鏈接的高性能連接器

基于TMS320C6657的1.25GHz DSP的參考方案

TMS320C6657|DSP|數(shù)字信號(hào)處理器|可編程平臺(tái)

中電網(wǎng)

導(dǎo)讀：TI公司的TMS320C6655/57是定點(diǎn)/浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，基于KeyStone多核架構(gòu)，內(nèi)核速度高達(dá)1.25GHz,集成了各種包括C66x內(nèi)核、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)、外設(shè)和加速器在內(nèi)的各種子系統(tǒng)，適用于高性能低功耗可編程應(yīng)用，如任務(wù)關(guān)鍵型、測(cè)試與自動(dòng)化、醫(yī)療影像以及基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備等。

1 概述

TI公司的TMS320C6655/57 DSP最高可以提供2.5GHz的累積DSP,使得該平臺(tái)具有高能效，并易于使用。此外，它與所有現(xiàn)有的C6000系列、定點(diǎn)和浮點(diǎn)DSP完全向后兼容。其KeyStone架構(gòu)提供了一個(gè)可編程的平臺(tái)，整合了各種子系統(tǒng)(C66x內(nèi)核、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)、外設(shè)和加速器)，并使用一些創(chuàng)新的組件和技術(shù)，大限度地提高了器件內(nèi)和器件間的通信，可以使多種DSP資源有效和無(wú)縫地操作。

這一架構(gòu)有一些關(guān)鍵組件，如，多核導(dǎo)航器，可以對(duì)各種組件之間進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)管理。Teranet是一個(gè)無(wú)阻塞轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，能夠使內(nèi)部數(shù)據(jù)快速地移動(dòng)。其多核共享存儲(chǔ)器控制器可以直接訪問(wèn)共享存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，而不影響交換結(jié)構(gòu)的性能。

對(duì)于定點(diǎn)使用，C66x核擁有C64x+多核的4×倍數(shù)累加(MAC)的能力。此外，C66x核集成了浮點(diǎn)運(yùn)算能力和每個(gè)核粗計(jì)算性能，它是較好的40GMACS/核和20GFLOPS/核(@1.25GHz工作頻率)。它可以執(zhí)行8個(gè)單精度浮點(diǎn)的MAC操作(每個(gè)周期)，并且可以執(zhí)行雙倍和混合精度運(yùn)算，符合IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。該型C66x核集成了90個(gè)新指令(相對(duì)于C64x +核)，以用于浮點(diǎn)和向量數(shù)學(xué)處理。這些增強(qiáng)功能大幅度地提高了信號(hào)處理中使用的DSP內(nèi)核的性能。該型C66x核與TI公司以前的C6000固定和浮點(diǎn)DSP內(nèi)核向后代碼兼容，保證了軟件的可移植性，縮短了軟件開(kāi)發(fā)周期。

C6655/57 DSP器件集成了大量的片上存儲(chǔ)器。除了32kB的L1程序和數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器以外，在每個(gè)核上還具有1024kB的專(zhuān)用存儲(chǔ)器，可以配置為映射RAM或高速緩沖存儲(chǔ)器。該器件還集成了1024kB的多核共享存儲(chǔ)器，可以用來(lái)作為共享的L2 SRAM和/或共享的L3 SRAM.所有的L2存儲(chǔ)器都具有錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤糾正功能。為了方便快速訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，該器件還包括了一個(gè)32位的DDR-3外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)，為1333MHz運(yùn)行，并具有ECC內(nèi)存支持。

該系列支持多種高速標(biāo)準(zhǔn)接口，包括RapidIOver2,第二代PCI Express和千兆以太網(wǎng)。它還包括I2C、UART、多通道緩沖串行端口(McBSP)、通用并行端口、一個(gè)16位異步EMIF,以及通用的CMOS IO.該器件還采用了一個(gè)稱(chēng)為超鏈接的，40Gbaud全雙工接口，以用于高吞吐量，低延遲通信(設(shè)備之間或FPGA)。

2 TMS320C6655/57系統(tǒng)框圖

C6655/57器件具有一套完整的開(kāi)發(fā)工具，其中包括：增強(qiáng)的C編譯器、匯編優(yōu)化器(來(lái)簡(jiǎn)化編程和調(diào)度)和WindowsR調(diào)試器接口，用于源代碼執(zhí)行的監(jiān)視。

圖1 TMS320C6655/57框圖

3 TMS320C6655/57主要特性

?一個(gè)(C6655)或兩個(gè)(C6657)TMS320C66x DSP內(nèi)核子系統(tǒng) (CorePacs)，每個(gè)內(nèi)核子系統(tǒng)

- 850MHz(C6657)，1.0GHz或1.25GHz的C66x定點(diǎn)/浮點(diǎn)CPU核40GMAC/核，用于固定點(diǎn)(1.25GHz)20GFLOP/核，用于浮點(diǎn)(1.25GHz)

-內(nèi)存32kB L1P每核32kB L1D每核 1024kB 本地L2每核

?多核共享存儲(chǔ)器控制器(MSMC)

- 1024kB MSM SRAM存儲(chǔ)器(由兩 個(gè)DSP C66x CorePacs分享，用于C6657)

-存儲(chǔ)器保護(hù)單元，用于MSM SRAM和DDR3_EMIF

?多核導(dǎo)航器

- 8192多用途硬件隊(duì)列與隊(duì)列管理器

-基于分組的DMA,用于零開(kāi)銷(xiāo)傳輸

?硬件加速器

-兩個(gè)Viterbi協(xié)處理器

-一個(gè)Turbo協(xié)處理器解碼器

?外設(shè)

-四通道SRIO2.1每通道1.24/2.5/3.125/5Gbaud操作支持支持直接I / O,信息傳遞支持四個(gè)1×，2個(gè)2×，一個(gè)4×，和兩個(gè)1×+一個(gè)2×鏈路配置

-第二代PCIe單端口支持1或2車(chē)道最多支持5Gbaud(每通道)

-超鏈接支持連接其他KeyStone架構(gòu)的器件，提供可擴(kuò)展性資源最高支持40Gbaud

-千兆以太網(wǎng)(GbE)子系統(tǒng)一個(gè)SGMII端口支持10/100/1000Mbps操作

- 32位DDR3接口DDR3-13338GB尋址內(nèi)存空間

-16位EMIF

-通用并行端口8位雙通道或16位每個(gè)支持SDR和DDR傳輸

-兩個(gè)UART接口

-兩個(gè)多通道緩沖串行端口(McBSP)

- I2C接口

- 32個(gè)GPIO引腳

- SPI接口

-信號(hào)燈模塊

- 8個(gè)64位定時(shí)器

-兩個(gè)片上鎖相環(huán)

- SoC安全支持

?商用溫度0℃~85℃

?擴(kuò)展級(jí)溫度40℃~100℃

?擴(kuò)展低溫55℃~100℃

4 評(píng)估板簡(jiǎn)介

C6657 Lite EVM精簡(jiǎn)版是一款高性能、低成本、獨(dú)立的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用戶(hù)能夠評(píng)估和開(kāi)發(fā)，采用德州儀器TMS320C6657數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的產(chǎn)品。該評(píng)估模塊(EVM)也可作為T(mén)MS320C6657 DSP的硬件參考設(shè)計(jì)平臺(tái)。該EVMs的形狀大小相當(dāng)于一個(gè)PICMG AMC.0 R2.0的AdvancedMC模塊。TMDSEVM6657LE帶有一個(gè)集