معالجات ووحدات تحكم الإشارات الرقمية TMS320VC5509AZAY - DSP وDSC معالج إشارة رقمية ثابت النقطة 179-NFBGA -40 إلى 85

يعتمد معالج الإشارة الرقمية (DSP) ذو النقطة الثابتة TMS320VC5509A على نواة معالج وحدة المعالجة المركزية (CPU) من الجيل TMS320C55x DSP. تحقق بنية C55x™ DSP أداءً عاليًا واستهلاكًا منخفضًا للطاقة من خلال زيادة التوازي والتركيز الكامل على تقليل تبديد الطاقة. يدعم المعالج بنية ناقل داخلي تتكون من ناقل برنامج واحد، وثلاثة ناقلات لقراءة البيانات، وناقلين لكتابة البيانات، وناقلات إضافية مخصصة للأجهزة الطرفية ونشاط DMA. توفر هذه الناقلات القدرة على إجراء ما يصل إلى ثلاث عمليات قراءة للبيانات وعمليتي كتابة للبيانات في دورة واحدة. بالتوازي، يمكن لوحدة تحكم DMA إجراء ما يصل إلى عمليتي نقل بيانات في كل دورة بغض النظر عن نشاط وحدة المعالجة المركزية.

يوفر معالج C55x وحدتي مضاعفة تراكمية (MAC)، كل منهما قادر على إجراء عمليات ضرب 17 بت × 17 بت في دورة واحدة. تدعم وحدة حسابية/منطقية مركزية (ALU) ذات 40 بت وحدة حسابية/منطقية إضافية (ALU) ذات 16 بت. يتم استخدام وحدتي الحساب والمنطق تحت تحكم مجموعة التعليمات، مما يتيح تحسين النشاط المتوازي واستهلاك الطاقة. تُدار هذه الموارد في وحدة العنوان (AU) ووحدة البيانات (DU) في معالج C55x.

يدعم جيل معالج الإشارة الرقمية C55x مجموعة تعليمات بعرض بايت متغير لتحسين كثافة التعليمات. تُجري وحدة التعليمات (IU) عمليات جلب برامج 32 بت من الذاكرة الداخلية أو الخارجية، وتُرتب التعليمات لوحدة البرنامج (PU). تُفكّك وحدة البرنامج التعليمات، وتُوجّه المهام إلى موارد AU وDU، وتُدير خط الأنابيب المحمي بالكامل. تُجنّب خاصية التفرّع التنبؤي عمليات مسح خط الأنابيب عند تنفيذ التعليمات الشرطية.

توفر وظائف الإدخال والإخراج متعددة الأغراض، بالإضافة إلى المحول التناظري/الرقمي ذي 10 بتات، دبابيس كافية للحالة، والمقاطعات، ووحدات الإدخال/الإخراج لشاشات LCD، ولوحات المفاتيح، وواجهات الوسائط. تعمل الواجهة المتوازية بوضعين: إما كوحدة تابعة لوحدة تحكم دقيقة باستخدام منفذ HPI، أو كواجهة وسائط متوازية باستخدام EMIF غير المتزامن. يتم دعم الوسائط التسلسلية من خلال جهازين طرفيين من نوع بطاقة الوسائط المتعددة/الرقمية الآمنة (MMC/SD)، وثلاثة أجهزة McBSP.

تتضمن مجموعة الأجهزة الطرفية 5509A واجهة ذاكرة خارجية (EMIF) توفر وصولاً سلساً إلى الذواكر غير المتزامنة مثل EPROM وSRAM، بالإضافة إلى الذواكر عالية السرعة والكثافة مثل DRAM المتزامنة. تشمل الأجهزة الطرفية الإضافية ناقل تسلسلي عالمي (USB)، وساعة آنية، ومؤقت مراقبة، وواجهة I2C متعددة الأقطاب الرئيسية والتابعة. توفر ثلاثة منافذ تسلسلية متعددة القنوات ذات سعة تخزين مؤقتة كاملة (McBSPs) واجهة سلسة لمجموعة متنوعة من الأجهزة التسلسلية القياسية في الصناعة، واتصالات متعددة القنوات مع ما يصل إلى 128 قناة ممكّنة بشكل منفصل. واجهة منفذ المضيف المحسّنة (HPI) هي واجهة متوازية 16 بت تُستخدم لتوفير وصول معالج المضيف إلى 32 كيلوبايت من الذاكرة الداخلية على 5509A. يمكن تكوين واجهة منفذ المضيف المحسّنة (HPI) إما في وضع الإرسال المتعدد أو غير المتعدد لتوفير واجهة سلسة لمجموعة واسعة من معالجات المضيف. يوفر مُتحكم DMA نقل البيانات لستة سياقات قنوات مستقلة دون تدخل وحدة المعالجة المركزية، مما يوفر معدل نقل DMA يصل إلى كلمتين بطول 16 بت لكل دورة. كما يتضمن مؤقتين للأغراض العامة، وما يصل إلى ثمانية دبابيس إدخال/إخراج عامة مخصصة (GPIO)، وتقنية توليد ساعة رقمية بحلقة مقفلة الطور (DPLL).

يدعم المعالج 5509A نظام eXpressDSP™ الحائز على جوائز في هذا المجال، وبيئة التطوير المتكاملة Code Composer Studio™، ونظام DSP/BIOS™، ومعيار خوارزمية Texas Instruments، وأكبر شبكة خارجية في هذا المجال. تتميز بيئة التطوير المتكاملة Code Composer Studio بأدوات توليد أكواد، بما في ذلك مُترجم C ورابط مرئي، ومحاكي، وبرامج تشغيل أجهزة محاكاة RTDX™ وXDS510™، ووحدات تقييم. كما يدعم المعالج 5509A مكتبة C55x DSP التي تضم أكثر من 50 نواة برمجية أساسية (مرشحات FIR، ومرشحات IIR، وFFTs، ووظائف رياضية متنوعة)، بالإضافة إلى مكتبات دعم الشرائح واللوحات.

صُممت نواة معالج الإشارة الرقمية TMS320C55x ببنية مفتوحة تسمح بإضافة مكونات خاصة بالتطبيقات لتعزيز الأداء على خوارزميات محددة. تُحقق ملحقات الأجهزة في معالج 5509A التوازن الأمثل بين أداء الوظائف الثابتة والمرونة القابلة للبرمجة، مع تحقيق استهلاك منخفض للطاقة وتكلفة منخفضة، وهو ما كان من الصعب تحقيقه في سوق معالجات الفيديو. تُمكّن هذه الملحقات معالج 5509A من تقديم أداء استثنائي في ترميز الفيديو، مع توفر أكثر من نصف نطاقه الترددي لأداء وظائف إضافية مثل تحويل مساحة اللون، وعمليات واجهة المستخدم، والأمان، وبروتوكول TCP/IP، والتعرف على الصوت، وتحويل النص إلى كلام. ونتيجة لذلك، يُمكن لمعالج إشارة رقمية واحد من طراز 5509A تشغيل معظم تطبيقات الفيديو الرقمية المحمولة مع توفير مساحة معالجة كافية. لمزيد من المعلومات، يُرجى الاطلاع على مرجع مبرمج ملحقات الأجهزة TMS320C55x لتطبيقات الصور/الفيديو (رقم المرجع SPRU098). لمزيد من المعلومات حول استخدام مكتبة معالجة الصور DSP، راجع مرجع مبرمج مكتبة معالجة الصور/الفيديو TMS320C55x (رقم الأدبيات SPRU037).