曾興雯

     來(lái)源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：tms320c6416的硬件結(jié)構(gòu)，介紹內(nèi)嵌的兩個(gè)譯碼協(xié)議處理器，給出了其在wcdma基站上行鏈路中的一個(gè)硬件應(yīng)用方案。

     關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器

     3g基站 vterbi譯碼協(xié)處理器 turbo譯碼協(xié)處理器

     在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)wcdma和cdma2000中，為了能提供大容量和高質(zhì)量的語(yǔ)音、可變速率數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)，無(wú)線空中接口的傳輸速率在室內(nèi)環(huán)境最高要達(dá)到2mbit/s，在室外移動(dòng)環(huán)境最高要達(dá)到384kbit/s。因此需要無(wú)線基站提供強(qiáng)大的處理能力。ti公司新推出的tms320c6416是目前處理能力最強(qiáng)大的處理器（dsp），它的主頻高達(dá)600mhz，專(zhuān)門(mén)用于設(shè)計(jì)高性能的3g無(wú)線基站。本文僅就tms320c6416的硬件結(jié)構(gòu)及其在3g基站上行鏈路基帶處理中的應(yīng)用做一介紹。

     1 tms320c6416硬件結(jié)構(gòu)

     tms320c6416的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。內(nèi)部包括一個(gè)dsp內(nèi)核、一級(jí)數(shù)據(jù)cache、一級(jí)程序cache、二級(jí)存儲(chǔ)器、增強(qiáng)型dma控制器（edma）、vterbi譯碼協(xié)處理器（vcp）、turbo譯碼協(xié)處理器（tcp）；對(duì)外接口包括兩個(gè)外部存儲(chǔ)器接口（emifa和emifb）、主機(jī)接口（hpi）、pci接口、utopia接口、多通道緩沖串口（mcbsp）。

     dsp內(nèi)核采用超長(zhǎng)指令字（vliw）體系結(jié)構(gòu)，有8個(gè)功能單元、64個(gè)32bit通用寄存器。一個(gè)時(shí)鐘周期同時(shí)執(zhí)行8條指令，運(yùn)算能力可達(dá)到4800mips（每秒百萬(wàn)條指令），支持8/16/32/64bit的數(shù)據(jù)類(lèi)型。兩個(gè)乘法累加單元一個(gè)時(shí)鐘周期可同時(shí)執(zhí)行4組16×16bit乘法或8組8×8bit乘法，每個(gè)功能單元在硬件上都增加了附加功能，增強(qiáng)了指令集的正交性。除此之外還增加了一些指令用以削減代碼長(zhǎng)度和增加寄存器的靈活性。tms320c6416以后版本的主頻可升級(jí)到1.1ghz。

     為使數(shù)據(jù)能保持對(duì)超快速dsp內(nèi)核的供給，tms320c6416采用了兩級(jí)超高速緩存器，即16kbyte的一級(jí)數(shù)據(jù)cache、16kbyte的一級(jí)程序cache和1024kbyte的數(shù)據(jù)和程序統(tǒng)一內(nèi)存。為了達(dá)到更大的擴(kuò)展，1024kbyte內(nèi)存中的256kbyte存儲(chǔ)空間可設(shè)置用作二級(jí)cache。

     在內(nèi)存和外設(shè)接口（emifa接口、emifb接口、hpi或pci接口、mcbsp串口、utopia接口等）之間所有的數(shù)據(jù)傳輸都由edma來(lái)處理。tms320c6416的edma共有64個(gè)通道，每個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)都可編程設(shè)置，每個(gè)通道都對(duì)應(yīng)一個(gè)專(zhuān)用同步觸發(fā)事件，使得edma可以被外設(shè)來(lái)的中斷、外部硬件中斷、其它edma傳輸完成的中斷等事件觸發(fā)，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的搬移。edma完成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)搬移后，可從通道傳輸參數(shù)記錄指定的鏈接地址處重新加載該通道傳輸參數(shù)。edma傳輸完成后，edma控制器可以產(chǎn)生一個(gè)到dsp內(nèi)核的中斷，出可以產(chǎn)生一個(gè)中斷觸發(fā)另一個(gè)edma通道開(kāi)始傳輸。

     tms320c6416的存儲(chǔ)器接口提供了到sdram、sbsram、異步器件如sram/rom等存儲(chǔ)器的無(wú)終接口，也可連接到外部i/o器件。存儲(chǔ)器接口有emifa和emifb，其中emifa接口有64bit寬的數(shù)據(jù)總線，可連接64/32/16/8bit的器件；emifb接口有16bit寬的數(shù)據(jù)總線，可連接16/8bit的器件。一般情況下，emifa接口連接外部存儲(chǔ)器（如sdram），emifb接口連接外部i/o器件（如fpga）。

     hpi是一個(gè)16/32bit寬的異步并行接口，外部主機(jī)通過(guò)它可直接訪問(wèn)dsp的地址空間，也可向dsp加載程序。hpi接口支持16bit寬的數(shù)據(jù)總線和32bit寬的數(shù)據(jù)總線兩種模式，兩者均工作在異步從方式。

     在tms320c6416中，增加了一個(gè)pci接口，使得dsp很容易通過(guò)pci接口無(wú)縫連接到一個(gè)具有pci功能的外部主cpu上。pci接口符合pci2.2規(guī)范；具有pci主/從功能；支持32bit寬的地址和數(shù)據(jù)復(fù)用總線；工作頻率最高為33mhz；外部主機(jī)可通過(guò)pci接口訪問(wèn)dsp內(nèi)部所有地址空間，向dsp加載程序；dsp也可通過(guò)該接口訪問(wèn)外部pci存儲(chǔ)空間。pci接口和hpi接口共用相同的管