TMS320C6455的硬件资源分析

2010年第07期，第43卷 通 信 技 术 Vol.43，No.07,2010 总第223期 Communications Technology No.223,Totally

TMS320C6455的硬件资源分析

谢瑞雯， 陈国兴

（西南电子电信技术研究所，四川 成都 610041）

【摘 要】TI公司最新的高端定点数字信号处理（DSP）芯片TMS320C645x可实现更高性能、更精简代码、拥有更多片上存储器以及超高带宽的集成外设，应用范围更加广泛，是C641x DSP开发人员寻求升级的理想之选。介绍了TMS320C6455的硬件配置、初始化配置以及外围设备资源，并与该公司另一款应用广泛的DSP芯片TMS320C6416T的硬件资源进行了对比分析，为C641x DSP开发人员升级到TMS320C6455提供有效的参考帮助。

【关键词】C6455；C6416T；DSP；外围设备资源

【中图分类号】TN409 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2010)07-0230-03 Analysis on TMS320C6455 Hardware Resources

XIE Rui-wen， CHEN Guo-xin

(Southwest Inst of Electron & Telecom Techn, Chengdu Sichuan 610041, China)

【Abstract】The newest fix-point DSP TMS320C6455 by Texas Instrument could achieve higher performance and more reduced code, possesses more on-chip memories and superwide bandwidth peripherals, and could be used more widely, thus is the ideal choice for the developers of C641x DSP. The paper describes hardware resources, initial configuration and peripherals of TMS320C6455，and makes comparison of it with TMS320C6416T,another widely-used product by Texas Instrument. This paper provides a valid reference for the developers of C641x DSP.

【keywords】C6455; C6416T; DSP; Peripherals resources

0 引言

DSP技术广泛应用于雷达、通信、图像处理等领域[1-2]，DSP生产厂家不断推出新产品，以满足新一代系统对更高处理性能与更大存储器容量的需求。德州仪器(TI)日前新推出的高端DSP芯片TMS320C645x，可实现更高性能、更精简代码、更多片上存储器以及超高带宽的集成外设，包括用于处理器间通信的Serial RapidIO总线。该款新型DSP提升了2至12倍的性能及I/O带宽，使电信、网络与视频基础设施终端设备以及高端成像系统开发人员可大幅增强系统性能，并在系统内集成更多的高带宽通道，同时推出更高效率的软件产品以加快产品的上市进程。

现对TMS320C6455和TMS320C6416T的硬件资源进行分析比较，为C641x DSP开发人员升级到TMS320C6455提供有效的参考帮助。 1 TMS320C6455硬件配置及初始化设置

TMS320C6455硬件配置及初始化设置参考文献[3-4]。C6455的程序引导模式和硬件配置由上电复位的时候决定。不同于C6416T的是，外设资源的使能/关闭是上电复位后由相应的寄存器进行控制，而C6416T的外设资源在上电复位以后都是使能的。由于C6455缺省情况下所有外围设备资源是不可用的，所以一级引导程序中必须将下级引导程序中用到的外围设备接口打开，才能继续下一步的工作。

C6455的硬件配置选项由地址线AEA[19:0]和ABA[1:0]决定，若要改变默认配置选项，可在这些地址线上外接1K 的上拉/下拉电阻。C6416T在上电复位时就决定了内部时钟锁相环倍频率，而C6455的锁相环倍频率控制寄存器在上电复位阶段是不会被检测的，需要在程序中进行设置。C6455对内部ROM进行读取时，内核时钟频率不能超过750 MHz；在PCI/RapidIO引导模式下相环倍频率固定为15，所以这2种引导模式下C6455的CLKIN1输入时钟频率不得超过50 MHz。在其它引导模式下，最好在启动开始、初始化其它外设资源之前就先设置好钟锁相环倍频率。

收稿日期：2009-07-05。

作者简介：谢瑞雯（1978-），女，工程师，主要研究方向为移动通信及通用信号处理芯片的开发和应用；陈国兴（1976-），男，

工程师，主要研究方向为网络通信及计算机技术。

230

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TMS320C6455复位和上电时的引导模式主要有：NO BOOT 模式、主机(HPI／PCI 接口) 引导模式、FLASH 引导模式、主I 2C 引导模式、从I 2C 引导模式、SRIO 引导模式。采用哪种引导模式，由复位或上电时采样管脚BOOTMODE3~0来决定。在C6455的地址空间0x100000到0x107FFF 之间集成了32 K 的内部ROM，其中固化了一段引导代码，用来在上电时，对DSP 进行必要的配置和代码加载。

2 TMS320C6455的外围设备资源

TMS320C6455的外围设备资源参考文献[5-6]。 2.1 TMS320C6455的外部存储器接口EMIFA

C6455保留了C6416T 的64-bit 宽的外部存储器接口EMIFA，其输入时钟可以由外部输入，也可由内部产生。外部时钟由AECLKIN 腿输入，内部产生的时钟信号SYSCLK4由内核时钟分频而来，默认情况下是内核时钟频率的1/8，分频因子可以通过PLL 的软件寄存器进行设置。而对于C6416T，内部产生时钟固定为内核时钟频率的1/4或者1/6。 2.2 TMS320C6455的主机口HPI 和PCI 接口

C6455的主机口HPI 与PCI 接口复用，在上电复位时决定选择采用HPI 还是PCI。若采用HPI 接口，在二级引导程序中设置HPI 总线宽度（32 bit/16 bit）；若采用PCI 接口，则二级引导程序中设置PCI 的启动方式和总线频率（33/66 MHz）。

如果系统中不使用HPI/PCI 口时，最好将不用的管腿接上上拉电阻，以避免不必要的功耗的产生。 2.3 多通道缓存串口McBSP

C6455的McBSP 与C6416T 的用法基本相同， McBSP 的数量由C6416T 的3个减为C6455的2个；C6455的2个McBSP 共用一个外部时钟CLKS 信号，而C6416T 的3个McBSP 有各自独立的CLKS 信号；C6455的McBSP 的内部时钟源为内核时钟的1/3，而C6416T 的McBSP 的内部时钟源为内核时钟的1/4。 2.4 译码协处理器VCP2和TCP2

C6455的维特比译码协处理器VCP2和Turbo 译码协处理器TCP2在C6416T 的VCP 和TCP 的基础上，功能和性能上都有了较大的提升。它们不仅全面兼容VCP 和TCP，而且无论在译码速度、动态范围、支持的帧长和编码方式、编程的灵活度以及功耗等方面都有了比较大的改进。

具体来说，VCP 的运行时钟等于CPU 内核时钟/4，而VCP2提升到了CPU 内核时钟/3；分支度量（Branch Metrics）的

位宽由VCP 的7 bit 提高到了VCP2的8 bit，VCP2支持的最大滑动窗口也比VCP 的增加了30%左右。对于Turbo 译码协处理器来说，TCP2的时钟由TCP 的CPU 内核时钟/2降到CPU 内核时钟/3，但是支持一次性译码帧长由TCP 的5114增大到20730，支持的编码率在TCP 的1/2、1/3和1/4的基础上增加了3/4和1/5的编码率，支持重复译码和休眠模式等。 2.5 增强型直接存储器访问EDMA3

C6455的增强型直接存储器由C6416T 的EDMA2升级到了EDMA3。EDMA3的参数RAM 大小由EDMA2的6个32 bit 字增大到了8个32 bit 字，并且参数RAM 内对应的事件是灵活可配置的；EDMA3的源和目的地址的索引可以单独控制，而EDMA2的源和目的地址的索引是相同的；传输块的维数由原来的2维增加到了3维；EDMA3将QDMA 的功能统一起来，提供更加灵活的QDMA 的配置；增加了错误中断机制；并且增加了DMA 区域访问、内存保护、可视化调试、错误检测等功能，极大的方便了设计人员的开发与调试。 2.6 C6455增加的其它外设资源

C6455能够提供比C6416T 更加丰富的外设资源。片上集成了I 2C 串行总线接口，通过I2C 总线，C6455可以很方便的通过数据线SDA 和时钟SCL 构成的串行总线发送和接收数据。C6455片上集成的千兆以太网MAC 支持4种以太网媒体接口：MII、RMII、GMII 和RGMII。其中MII 支持10兆和100兆的操作， RMII 是简化的MII 接口，同样支持10兆和100兆的总线接口速度。GMII 是千兆网的MII 接口，这个也有相应的RGMII 接口，表示简化了的GMII 接口。C6455还提供了异步传输模式 (ATM) 链路与物理层 (PHY) 芯片之间的标准接口UTOPIA，它与MII/RMII/GMII 接口复用，当使用UTOPIA 接口时，EMAC 只能使用RGMII 接口。C6455还提供4个串行快速I/O 口SRIO，由于SRIO 通过提供极低时延、高带宽(10Gb／s 全双工)与低引脚数连接等优异特性消除了I/O 瓶颈，因而使系统性能提升了12倍。除此之外，C6455用533MHz 的DDR2外部存储器接口替代了C6416T 的EMIFB 接口，将数据总线宽度扩展到32 bit，容量达到512 M 字节，实现了存储器I／O 与处理器性能的完美平衡。

3 TMS320C6455与TMS320C6416T 硬件资源对比

表1给出了TMS320C6455与TMS320C6416T 硬件资源的异同点。

表1 TMS320C6455与TMS320C6416T 硬件资源对比

硬件资源

C6455 说明 C6416T 说明

EMIFA(64/bit 数据总线) (时钟源＝AECLKIN ，SYSCLK4) EMIFA(64/bit 数据总线)

(时钟源＝AECLKIN ，CPU/4，CPU/6)

DDR2 存储器控制器(32/bit 数据总线) 1 EMIFB(16/bit 数据总线)

N/A EDMA3(64个独立通道)

1 EDMA

2 1 1x/4x Serial Rapid IO 接口 1 无 HPI(32或16/bit) 1 同6 455

1 PCI(32/bit)[66/MHz 或33/MHz]

1 PCI(32/bit)[33/MHz] 1 McBSP

2 McBSP

3 UTOPIA 1 同6 455 1

10/100/1000 以太网MAC （EMAC ） 1 无 可控制的数据I/O 口(MDIO) 1 无

外设

资源

64/bit 可配置的定时器 2个64/bit 定时器4个32/bit 定时器32/bit 定时器 3个32/bit 定

时器

232 续表1

硬件资源

C6455 说明 C6416T 说明

通用I/O 口 （全部可用作外部中断） 通用I/O 口

（其中4个可用作外部中断）

VCP2 1 VCP 1 协处 理器 TCP2 1 TCP 1 L1P 32/K 字节 L1P 16/K 字节 L1D 32/K 字节 L1D 16/K 字节 片内 存储器

二级缓存L2 2 048/K 字节 二级缓存L2 1 024/K 字节

4 结语

C6454 DSP 是C641x DSP 开发人员寻求升级的理想之选，它建立在增强型TMS320C64x+DSP 内核与TI 最高性能DSP 架构基础之上，不仅为开发人员提供了两倍于641x 的存储器容量与I／O 带宽，还具备其它高级特性与功能，提供了更加丰富、更高级的外设。C6455可以应用于各种基础局端设备，包括高端电信设备、无线基础局端以及视频与影像应用等领域，是一款应用前景非常广泛的DSP 器件。

参考文献

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（上接第229页）

都在依次不断减少，而通过表1计算可得出下述结论：在相对稀疏杂波环境下，经过速度和角度限定后，落入波门内的回波数减少了约17%，而在相对密集杂波环境下，趋势更为明显，约减少了

36%。

图

3 稀疏杂波环境下落入波门内的个数

图4 密集杂波环境下落入波门内的个数

表1 不同场景落入三种波门内的回波数目

落入波门内回波数 杂波环境

MPWG MPWG1 MPWG2稀疏 136.58 117.9 113.8 密集

283.84 200.74 180.96

通过以上计算分析可知，MPWG2波门在稀疏和密集杂波环境下都可以有效的减少落入波门内的杂波数，在保持运行时间基本不变的前提下，提高了关联跟踪的精度。

6 结语

在密集杂波环境下，IMM—PDAF 算法采用传统的椭球跟踪波门会落入较多杂波而导致跟踪精度降低，在传统椭球跟踪波门的基础上，加入了速度和角度限定，仿真结果表明，改进后的波门可以大大减少跟踪波门内的回波个数，从而提高了跟踪精度，具有一定的工程应用价值。

参考文献

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