1.3 TMS320DM642处理器

TMS320DM642是TI公司于2003年左右推出的一款32位定点DSP芯片，主要面向数字媒体，属于C6000系列DSP芯片。DM642保留了C64x原有的内核结构及大部分外设的基础上增加了3个双通道数字视频口，可同时处理多路数字视频流。

1.3.1 DM642概述

TMS320C64x DSP芯片（包括TMS320DM642）是在TMS320C6000 DSP平台上的高性能定点DSP。TMS320DM642是基于TI开发的第二代高性能、先进Veloci TI技术的VLIW结构（Veloci TI1．2），从而使得这款DSP芯片成为数字多媒体的极好的选择。

DM642在主频720MHz下处理速度达到5760MIPS，其操作灵活的高速处理器和用数字表达容量的阵列处理器，给高性能DSP规划提供了廉价的解决方案。C64x DSP核有64个32位字长的通用寄存器和8个独立的功能单元（2个为32位的乘法器和6个ALU）是Veloci TI1．2的升级版。Veloci TI1．2升级版在8个功能单元里包括新的指令，可以在视频和图像应用方面提高性能，并能对Veloci TI结构进行扩充。DM642每周期能够提供4个16位MAC（Multiply-Accumulates），每秒可提供2880百万个MAC，或者8个8位MAC，每秒5760MMAC。DM642具有特殊应用的硬件结构，片上存储器和与其他C6000系列DSP平台相似的额外的片上外围设备。DM642功能框图如图1-4所示。

DM642使用两级缓存，有一套强大的多种多样的外围设备。一级程序缓存L1P是一个128Kbit的直接映射缓存，另一级数据缓存L1D是一个128Kbit的2路组相联高速缓存。L2存储器能被配置成映射存储器，高速缓存或者两者结合。外围设备包括：3个可配置的视频端口；1个10/100Mb/s的以太网控制器（EMAC）;1个管理数据输入输出（MDIO）;1个内插VCXO控制接口；1个McASP0;1个I2C总线；2个McBSP;3个32位通用定时器；1个用户配置的16位或32位主机接口（HPI16/HPI32）;1个PCI;1个16引脚的通用输入/输出口（GP0），具有可编程中断/事件产生模式；1个64位IMIFA，可以与同步和异步存储器和外围设备相连。

DM642具有3个可配置视频端口（VP0, VP1, VP2）。这些视频端口给公共视频编/解码设备提供了直接接口。DM642视频端口支持多种解决方法和视频标准（例如，CCIR601, ITU-BT．656, BT．1120, SMPTE125M,260M,274M,296M）。

这3个视频端口是可配置的，并能提供视频捕获和/或视频显示模式。每个视频端口由两个通道组成——A和B，这两个通道具有一个可分离的5120字节捕获/显示缓存。欲了解更多视频端口的详细内容，可以参考手册《TMS320C64x DSP Video Port/VCXO Interpolated Control（VIC）Port Reference Guide》。

McASP0端口提供了一个发射和一个接收时钟区，有8个串行数据引脚，能够分别安置到这两个区域。从2到32个时隙，在每个引脚上串行口支持时分多路技术。DM642具有有效的带宽支持8个串行数据引脚传输一个192kHz立体声信号。每个区域的串行数据在多个串行数据引脚上可以同时地被发射和接收，并可以在飞利浦I2S形式上设计成多种样式。

另外，McASP0发射器可以同时地被编程为输出多种（S/PDIF, IEC60958, AES-3, CP-430）编码数据通道，同时一个RAM包含完整的可执行用户数据和通道状态区域。

McASP0也具有差错检查和恢复特征，比如可检测不利高频主时钟的时钟探测电路，它可以校验主时钟是否在一个可编程频率范围内。

VIC口（内插VCXO控制接口）提供了从9位到16位的数字到模拟的转化功能。VIC输出是一个单独的内插D/A输出的位。关于VIC更详细的内容可参见TMS320C64x DSP Video Port/VCXO Interpolated Control（VIC）Port Reference Guide》。

EMAC在DM642的DSP核处理器和网络之间提供了一个有效的接口。DM642的EMAC支持半双工或全双工的10Base-T和100Base-TX或10Mbits/s（Mbps）和100Mbps，还支持硬件流控制和QoS。DM642 EMAC使用定制的接口与DSP核相连，可以让数据有效地传送和接收。关于EMAC更详细的资料可见《TMS320C6000 DSP Ethernet Media Access Controller （EMAC）/Management Data Input/Output（MDIO）Module Reference Guide》。

MDIO模块不断地获取全部的32个MDIO地址，列举出系统中所有PHY器件。一旦有候选的PHY被DSP选中，MDIO模块马上通过读取PHY状态寄存器监控它的连接。连接的改变能保存在MDIO，并可随时中断DSP，使得DSP无需不断执行MDIO存取操作就可获取连接的状态。关于MDIO更详细的资料可见《TMS320C6000 DSP Ethernet Media Access． Controller（EMAC）/Management Data Input/Output（MDIO）Module Reference Guide》。

TMS320DM642的I2C0口使得DSP很容易地控制外围器件和与主机的通信。另外，标准的McBSP可以被用来与SPI模式的外围设备通信。

DM642具有一整套开发工具，包括新的C编译器，可以简化编程和时间的代码优化器和具有执行代码可见性的Windows调试器接口。

1.3.2 DM642片上资源

TMS320DM642的片上存储空间分为L1存储区和L2存储区两部分，L1存储区又分为程序存储空间（L1P）和数据存储空间（L1D），程序存储空间和数据存储空间的容量均为16K×8位，L2存储区为单一的RAM，其容量为256K×8位，L2存储区管理外部扩展的数据存储器和程序存储器。

DM642的片上资源归纳为以下几部分。

① 64位外部存储器接口（EMIF）：

● 支持异步存储器（SRAM和EPROM）和同步存储器（SDRAM, SBSRAM, ZBT SRAM和FIFO）直接接口；

● 总共1024MB可寻址外部存储空间。

② 增强的直接存储器访问（EDMA）控制器（64个独立的通道）。

③ 10/100Mb/s以太网控制器（EMAC）：

● 兼容IEEE802．3；

● 媒体独立接口（MII）；

● 8个独立的发送通道和1个接收通道。

④ 管理数据输入/输出（MDIO）。

⑤ 3个可配置视频接口：

● 给常用的视频编码/解码器件提供一个无缝接口；

● 支持多种协议/视频标准。

⑥ 内插VCXO控制接口，支持同步音频/视频。

⑦ 主机接口（HPI）[32/16位]。

⑧ 符合PCI接口规范2．2版本，32位/66MHz,3．3V PCI主/从接口。

⑨ 多通道音频串行接口（McASP）：

● 8个串行数据引脚；

● 多种I2S和相似的比特流格式；

● 完整的数字音频I/F发送器支持P/DIF, IEC60958-1, AES-3, CP-430格式。

⑩ I2C总线。

⑪ 2个多通道缓存串行接口。

⑫ 3个32位通用定时器。

⑬ 16个通用输入/输出（GPIO）引脚。

⑭ 灵活的PLL时钟发生器。

⑮ 支持IEEE-1149．1（JTAG）边界扫描接口。

1.3.3 DM642的应用领域

TMS320DM642是一款高性能的数字信号处理器，片上带有丰富的视频硬件资源，具有网口、PCI口、HPI口、I2C口、串行口等多种接口，可以广泛用于视音频、网络、信号处理环境。DM642已用于IP视频电话（Video IP Phone）、VOD（Video On Demand）机顶盒（Set-Up Boxes）、视频监控数字录像机（Surveilance Digital Video Recorder）等开发系统， TI公司提供了相应的解决方案。另外，利用TMS320DM642还可以开发PCI卡、视频服务器、视频检测系统、音频处理系统等，其丰富的片上资源使DM642在电子产品中表现出优异的性能。