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）

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。

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I2C引导模式、从I2C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I2C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

续表1

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。

[1] 汪安民，张松灿，常春藤. TMS320C6000DSP实用技术与开发案例[M].北京：人民邮电出版社，2008：67-70.

[2] 吕颖利，李文峰. DSPC6000环境下视频输入输出驱动程序开发[J].通信技术,2009，42(11)：45-47.

[3] Texas Instruments. Literature number SPRS276H.TMS320C6455 Fixed-Point Digital Signal Processor[S].[s.l.]Texas Instruments Incorporated,2007.

[4] Texas Instruments. Literature number SPRU871J.TMS320C64x+ DSP Megamodule Reference Guide[S].[s.l.]Texas Instruments Incorporated,2008.

[5] Texas Instruments. Literature number SPRS226L. TMS320C6414T,TMS320C6415T, TMS3206416T fixed-point digital signal processors[S].[s.l.] Texas Instruments Incorporated,2008.

[6] Texas Instruments. Literature number SPRUE52.TMS320C645x DSP Peripherals Overview Reference Guide[S]. [s.l.]Texas Instruments Incorporated, 2006.