2.4 中央存储器

TMS320C54x的片内存储空间分为3个可选择的存储空间：64KW（千字）的程序存储空间、64KW的数据存储空间和64KW的I/O存储空间。所有的TMS320C54x芯片都包括随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM 又分两种：一种是只可一次寻址的RAM（SARAM），另一种是可以两次寻址的RAM（DARAM）。不同芯片的存储空间大小、配置不同，表2-3给出了

不同TMS320C54x芯片中的ROM、DARAM和SARAM配置。

TMS320C54x还有数据存储器0页映射的26个特殊功能寄存器。CPU的并行结构和片上DARAM的配合，可使TMS320C54x在1个指令周期内同时执行4次操作，包括1次取指、2次读操作数和1次写操作数。

TMS320C54x所有片内和片外程序存储器及片内和片外数据存储器分别统一编址。因此，通过工作方式控制寄存器PMST的3个位控信息MP/MC、OVLY和DROM，可以方便地将片内RAM定义为程序或数据存储器。

1.存储器地址、空间分配

图2-11所示为TMS320C5402的位控程序/数据存储器地址、空间分配图。

由图2-11可见，程序存储空间定义在片内还是片外是由MP/MC和OVLY决定的。CPU工作方式控制位MP/MC决定4000H～FFFFH程序存储空间的片内、片外空间分配。

MP/MC=1，4000H～FFFFH程序存储空间全部定义为片外存储器。

MP/MC=0，4000H～EFFFH程序存储空间定义为片外存储器，FF00H～FFFFH程序存储空间定义为片上存储器。

OVLY位决定0000H～3FFFH程序存储空间的片内、片外分配控制。

OVLY=1，0000H～007FH保留，程序无法占用，0080H～3FFFH定义为片内DARAM。

OVLY=0，0000H～3FFFH全部定义为片外程序空间。

数据存储空间片内、片外存储器统一编址，0000H～007FH为特殊功能寄存器空间，0080H～3FFFH为片内DARAM数据存储空间，4000H～EFFFH为片外数据存储空间，F000H～FFFFH由DROM位控制数据存储空间的片内和片外分配。

DROM=1，F000H～FEFFH定义只读存储空间，FF00H～FFFFH保留。

DROM=0，F000H～FEFFH定义片外数据存储空间。

TMS320C5402有23条外部程序地址线，其程序空间可扩展至1MW（兆字）。为此，TMS320C5402增加了一个额外的存储映射程序计数扩展寄存器XPC，以及6条扩展程序空间寻址指令。整个程序空间分成16页，每页程序存储内容顺序安排如图2-12所示。

第1～15页，每页的前512KW（千字）存储器存放低32KW，后512KW存储器存放高32KW。如果片内程序区被寻址，则它只能在第0页。扩展存储器的页号由XPC寄存器设定，XPC映射到数据存储单元001EH，硬件复位时，XPC=0。

2.程序存储器

TMS320C5402可寻址1MW（兆字）的片外存储器的存储空间。它的片内ROM、DARAM、SARAM都可通过软件映射到程序空间，此时CPU可以自动地按程序空间方式对它寻址。如果程序地址生成器PAGEN产生的地址处于片外存储器上，CPU可以自动地对片外存储器寻址。

为了增强处理器的性能，对片内程序区以512KW（千字）为单位分成若干块，CPU可以同时对不同的块进行取指或读数操作。复位时，中断向量映射到程序空间的FF80H，复位后，这些向量可被重新定位到程序空间的任何一个512KW的起始点。根据型号不同，配置不同，TMS320C54x的片内ROM的容量范围为4～48KW之间，容量大的ROM可以写入用户程序。TMS320C5402有4KW片内ROM，如图2-13所示。4KW ROM的地址范围为F800H～FF80H，其中内容由TI公司定义。用户程序不能占用片上ROM空间。

如果MP/MC=0，这4KW内容将自动映射到片上ROM F800H～FFFFH内。有些TMS320C54x器件，ROM中只有中断矢量表，用户程序代码需提交给TI公司，由TI公司将程序固化在ROM上。

3.数据存储器

TMS320C54x的片内数据存储器根据型号的不同，其容量范围为10～200KW（千字），包括片上ROM、DARAM、SARAM。当CPU产生的数据地址在片内数据存储器范围内时，便直接对片内数据存储器寻址；当CPU产生的数据地址不在片内数据存储器范围内时，CPU自动对片外数据存储器寻址。

为了提高CPU的并行处理能力，片内DARAM和数据ROM细分成80H个存储单元构成若干数据块。用户可在一个指令周期内从同一块DARAM或ROM中取出两个操作数，且将数据写入另一块DARAM或ROM中。图2-14为DARAM前1KW的数据存储器配置图。0000H～001FH中的26个存储单元为CPU的特殊功能寄存器。0020H～005FH中的存储单元为片上外设处理寄存器。0060H～007FH为32字的暂存寄存器。从0080H开始将DARAM分成每80H（128）个存储单元为一个数据块，以便于CPU的并行操作，提高芯片的高速处理能力。寻址存储器映射CPU寄存器无须等待周期，存储器映射外设寄存器至少需要两个机器周期，由片内外设电路决定。

4.特殊功能寄存器

特殊功能寄存器是非常重要的。对于DSP的使用者来说，掌握了这些寄存器的用法，就基本上掌握了DSP的应用要点。

（1）第一类特殊功能寄存器

TMS320C54x的第一类特殊功能寄存器为26个，连续分布在数据存储区的0H～1FH地址范围内，其地址、符号及功能见表2-4。

这一类寄存器主要用于程序的运算处理和寻址方式的选择及设定。对于这些寄存器的了解程度，将直接影响所设计的程序的运行速度、可靠性、代码效率等关键技术指标。尤其是对DSP芯片的合理应用及高效算法的设计，均来自于对硬件结构的深入了解。

累加器A和B是一个40位寄存器，它们分别由低16位、高16位及8位运算保护位构成。保护位主要用于计算时的数据位余量，防止迭代运算的溢出。它们可以配置成乘法器、加法器或目的寄存器。尤其在某些特殊运算指令中，例如，MIN（求最小值）、MAX（求最大值）及并行运算指令，都要用到它们。此时，一个累加器加载数据，另一个累加器完成运算。两个累加器的差别在于，累加器A的高16位可以用做乘法器的输入。

堆栈指针SP是一个16位专用寄存器，它指示出堆栈顶部在数据存储空间的位置。系统复位后，SP初始化为0H，使得堆栈由0000H开始。程序设计中可以重新设置堆栈位置，TMS320C54x的堆栈是向下生长的。

【例2-4】假设 SP=3FFH，CPU执行一条程序调用或响应中断后，程序计数器PC进栈，其低位PCL=3FCH，高位PCH=3FEH。

（2）第二类特殊功能寄存器

TMS320C54x的第二类特殊功能寄存器连续分布在20H～5FH的存储区内，主要用于控制片内外设，包括串口通信控制寄存器组、定时器定时控制寄存器组、机器周期设定寄存器组等。其地址、符号及功能分别列于表2-5中。这些寄存器的具体功能将在第8章中详细介绍。