TMS320

TMS320 es el nombre genérico de una serie de procesadores de señales digitales (DSP) de Texas Instruments . Se presentó el 8 de abril de 1983 a través del procesador TMS32010, que en ese momento era el DSP más rápido del mercado.

El procesador está disponible en muchas variantes diferentes, algunas con aritmética de punto fijo y otras con aritmética de punto flotante . Los procesadores TMS320 se fabricaron en chips de circuitos integrados MOS , incluidas las variantes NMOS y CMOS . El DSP de punto flotante TMS320C3x, que explota la lógica de ramificación retardada , tiene hasta tres ranuras de retardo . ^[1]

Esta serie de procesadores se utiliza como coprocesador de procesamiento de señales digitales y como CPU principal en algunas aplicaciones. Las implementaciones más nuevas admiten el control estándar IEEE JTAG para escaneo de límites y/o depuración en circuito.

El TMS32010 original y sus variantes posteriores son un ejemplo de una CPU con una arquitectura Harvard modificada , que presenta espacios de direcciones separados para la memoria de instrucciones y datos, pero la capacidad de leer valores de datos de la memoria de instrucciones. El TMS32010 presentaba una operación rápida de multiplicación y acumulación útil tanto en aplicaciones DSP como en transformaciones utilizadas en gráficos de computadora. La tarjeta controladora de gráficos para la estación de trabajo Apollo Computer DN570, lanzada en 1985, se basaba en el TMS32010 y podía transformar 20 000 vectores 2D por segundo. ^{[ aclaración necesaria ]}

La arquitectura TMS320 existe desde hace tiempo, por lo que se han desarrollado varias variantes de producto. Los códigos de producto utilizados por Texas Instruments después del primer procesador TMS32010 han involucrado una serie de procesadores denominada "TMS320Cabcd", donde a es la serie principal, b la generación y cd es un número personalizado para una subvariante menor.

Por este motivo, quienes trabajan con procesadores DSP suelen abreviar un procesador como "C5x" cuando el nombre real es, por ejemplo, TMS320C5510, ya que todos los productos tienen el nombre "TMS320" y todos los procesadores con "C5" en el nombre son compatibles en cuanto a código y comparten las mismas características básicas. De manera similar, un subgrupo puede denominarse, por ejemplo, C55x, ya que los procesadores de la misma serie y generación son aún más similares.

Los procesadores TMS320 se fabrican en chips de circuitos integrados MOS , incluidas las variantes NMOS y CMOS . ^[2]

• TMS320C1x, primera generación de procesadores DSP de punto fijo de 16 bits . Todos los procesadores de esta serie son compatibles con el código del TMS32010.
  • TMS32010, el primer procesador de la primera serie presentada en 1983, que utiliza memoria externa
  • TMS320M10, el mismo procesador pero con una ROM interna de 3 KB
  • TMS320C10, TMS320C15, TMS320C25, etc
• TMS320C2x, procesadores digitales de punto fijo de 16 bits de segunda generación . Todos los procesadores de esta serie son compatibles en código objeto con el TMS32020 y en código fuente con el TMS32010.
  • TMS32020, primer procesador de la segunda serie
  • TMS320C25, versión CMOS de 40 MHz con un conjunto de funciones muy mejorado
  • TMS320C25-50, versión de 50 MHz del TMS320C25
  • TMS320E25, idéntico al TMS320C25, excepto que se utiliza EPROM para el almacenamiento de programas en chip de 4K palabras en lugar de ROM ^[3]
• TMS320C3x, punto flotante de 32 bits
  • TMS320C30, 27 a 50 MHz, 8 KB de SRAM interna, 5 voltios
  • TMS320C31, 27 a 60 MHz, 8 KB de SRAM interna, 5 voltios, subconjunto de TMS320C30 eliminando el segundo puerto serial, eliminando el segundo bus de memoria, reemplazando la ROM de usuario con el cargador de arranque de ROM de fábrica
  • TMS320LC31, versión de 33 a 40 MHz y 3,3 voltios del TMS320C31
  • TMS320C32, 40 a 60 MHz, 2 KB de SRAM interna, 5 voltios, agrega un segundo coprocesador DMA, cambia el bus de memoria externa para permitir acceso a memoria de 8/16/32 bits de ancho mientras que otras partes C3x son solo de 32 bits
  • TMS320VC33, 60 a 75 MHz, 136 KB de SRAM interna, E/S de 3,3 voltios con núcleo de 1,8 voltios, superconjunto de TMS320C31 al agregar 128 KB de SRAM interna
• TMS320C4x, punto flotante de 32 bits
  • TMS320C40, 40/50/60/80 MHz, tiempo de ciclo 50/40/33/25 ns, CMOS , ^[4] está equipado con tres ranuras de retardo de ramificación y admite instrucciones de ramificación tanto retrasadas como no retrasadas. ^[5]
  • TMS320C44, subconjunto de TMS320C40
• TMS320C8x, chip multiprocesador ^[6]
  • El procesador de vídeo multimedia TMS320C80 MVP tiene un "procesador maestro" de punto flotante de 32 bits y cuatro "procesadores esclavos" de punto fijo de 32 bits. En muchos sentidos, el microprocesador Cell siguió este enfoque de diseño.

• La familia de microcontroladores C2000 consta de microcontroladores de 32 bits con periféricos integrados de alto rendimiento diseñados para aplicaciones de control en tiempo real. C2000 consta de 5 subfamilias: la serie más nueva C28x + ARM Cortex M3, la serie de punto flotante C28x Delfino, la serie C28x Piccolo, la serie de punto fijo C28x y C240x, una línea de 16 bits más antigua que ya no se recomienda para nuevos desarrollos. La serie C2000 se destaca por su conjunto de periféricos de control en chip de alto rendimiento que incluyen PWM , ADC , módulos de codificador de cuadratura y módulos de captura. La serie también contiene soporte para I²C , SPI , serie (SCI), CAN , watchdog , McBSP, interfaz de memoria externa y GPIO. Debido a características como la sincronización de forma de onda PWM con la unidad ADC, la línea C2000 es adecuada para muchas aplicaciones de control en tiempo real. La familia C2000 se utiliza para aplicaciones como control y accionamiento de motores, automatización industrial, energía solar y otras energías renovables, granjas de servidores, energía digital, comunicaciones por línea eléctrica e iluminación. También hay disponible una línea de kits de bajo costo para aplicaciones específicas, como control de motores, energía digital, energía solar e iluminación LED.

• Procesador de señal digital (DSP) de punto fijo TMS320C54x de 16 bits, canalización de 6 etapas con ejecución en orden de códigos de operación, carga/almacenamiento paralelo de operaciones aritméticas, multiplicación/acumulación y otras mejoras del DSP. Memoria interna multipuerto. Sin unidad de caché. ^[7]
  • Una opción popular para radios de teléfonos celulares definidos por software 2G , particularmente GSM , alrededor de fines de la década de 1990, cuando muchos teléfonos celulares Nokia y Ericsson usaban el C54x. ^{[ cita requerida ]}
  • En aquel momento, el deseo de mejorar la interfaz de usuario de los teléfonos móviles llevó a la adopción de ARM7 como procesador de uso general para la interfaz y el control del usuario, delegando esta función en el DSP. Esto finalmente llevó a la creación de un DSP ARM7+C54x de doble núcleo, que más tarde evolucionó hasta convertirse en la línea de productos OMAP.
• Generación TMS320C55x: punto fijo, ejecuta código C54x pero agrega más paralelismo interno (otra ALU, MAC dual, más ancho de banda de memoria) y registros, al mismo tiempo que admite una operación con consumo de energía mucho menor.
  • Hoy en día, la mayoría de los DSP C55x se venden como chips discretos.
  • Los chips OMAP1 combinan un ARM9 (ARMv5TEJ) con un DSP de la serie C55x.
  • Los chips OMAP2420 combinan un ARM11 (ARMv6) con un DSP de la serie C55x.

• Serie TMS320 C6000 o TMS320C6x: DSP basados ​​en VLIW
  • TMS320C62x punto fijo – 2000 MIPS/1,9  W
  • TMS320C67x punto flotante – código compatible con TMS320C62x
  • TMS320C64x punto fijo – código compatible con TMS320C62x
  • TMS320C67x+ punto flotante: actualización arquitectónica de TMS320C67x
  • TMS320C64x+ de punto fijo: importante actualización arquitectónica de TMS320C64x
  • TMS320C674x punto fijo y flotante: fusión de C64x+ y C67x+
  • TMS320C66x de punto fijo y flotante: compatible con versiones anteriores de C674x
• Otras piezas con DSP de la serie C6000 incluyen
  • Los chips DaVinci incluyen uno o ambos de un ARM9 y un DSP C64x+ o C674x
  • Los chips OMAP-L13x incluyen un ARM9 (ARMv5TEJ) y un DSP de punto fijo y flotante C674x
  • Los chips OMAP243x combinan un ARM11 (ARMv6) con un DSP de la serie C64x
  • Los chips OMAP3 incluyen un ARM Cortex-A8 (ARMv7) con un DSP C64x+
  • Los chips OMAP4 y OMAP5 incluyen un ARM Cortex-A9 o A15 (ARMv7) con un derivado C64x+ personalizado conocido como Tesla (o C64T)

La serie C7000 se lanzó a principios de 2020, pero los núcleos no están disponibles individualmente. A partir de agosto de 2023, solo estarán disponibles en paquetes dentro de otros SOC, como el TDA4VM, que cuenta con un DSP C71x.

• La serie DaVinci comenzó con sistemas en un chip que utilizaban un DSP de la serie C6000 (C64x+) integrado, procesadores de aplicaciones ARM9 y periféricos de medios digitales. Existen variantes sin ARM y sin DSP. Su marketing se centra en sus capacidades de procesamiento de vídeo. Los chips originales admitían NTSC y PAL, mientras que los más nuevos admiten HDTV.

• Las variantes de OMAP también tienen un procesador ARM en el mismo chip; consulte el artículo principal sobre Texas Instruments OMAP . (También hay procesadores OMAP con otros procesadores secundarios, por lo que no son necesariamente DSP).

• Variantes de DA (objetivo "audio digital")
  • DA25x es un procesador ARM y un núcleo C55x. Tiene algunos periféricos integrados, como un controlador esclavo USB y funciones de seguridad. La documentación de este chip solo está disponible después de firmar un acuerdo de confidencialidad con Texas Instruments . Estas variantes se utilizan exclusivamente en los reproductores de MP3 Creative ZEN y Dell Digital Jukebox , como CPU principal y procesador de señales para todo el procesamiento de flujos de datos MP3 .
  • Los chips Aureus TMS320DA7xx están construidos alrededor de DSP C67x+
  • Los chips Aureus DA830/DA828 se basan en el OMAP-L137 e incluyen un DSP C674x de 300 MHz y un núcleo ARM926ES-J de 300 MHz. ^{[8] La variante DA828 tiene E/S reducida y viene en un paquete} TQFP de 176 pines en lugar de un PBGA de 256 bolas .
  • El DA610/601 es un procesador con un núcleo C67x. Tiene en su chip los periféricos necesarios para conectarse a los códecs de audio para un sistema 5.1 o 7.1. Este chip se utiliza en los receptores de gama alta de YAMAHA: RX-V1400, RX-V2400, RX-V1600, RX-V2600, RX-V2500. ^[9]

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  Variantes de DM:
  • El DM270 tiene un núcleo ARM7TDMI y un DSP TMS320 C5409
  • El DM320 tiene un núcleo ARM926 y un DSP TMS320 C5409
  • DSC25 tiene un núcleo ARM7TDMI y un DSP TMS320
  • Chips DaVinci de Texas Instruments

General Instrument fabricó el TMS32010 como segunda fuente .

Alrededor de 1991, ZMD fabricó una versión CMOS del TMS32020 con la designación U320C20FC. ^[10]

Varios dispositivos de la serie TMS320 se encuentran en producción en NIIET Voronezh como la serie 1867, ^[11] incluyendo una versión reforzada con radiación del TMS320C25 bajo la designación 1867VM7T ( en ruso : 1867ВМ7Т ). Los clones del TMS320C546 entraron en producción en PKK Milandr Moscú en 2009 bajo la designación 1967VC1T ( en ruso : 1967ВЦ1Т ) ^[12] y en 2016 en MVC Nizhny Novgorod como 1910VM1T ( en ruso : 1910ВМ1Т ). ^[13] PKK Milandr también fabrica un TMS320C54x con un núcleo ARM adicional como 1901VC1T ( en ruso : 1901ВЦ1Т ). ^[14]

La serie TMS320 se puede programar utilizando C , C++ y/o lenguaje ensamblador . La mayor parte del trabajo en los procesadores TMS320 se realiza utilizando la cadena de herramientas propietaria de Texas Instruments y su entorno de desarrollo integrado Code Composer Studio , que incluye un minisistema operativo llamado DSP/BIOS . Además, un departamento de la Universidad Tecnológica de Chemnitz ha desarrollado un soporte preliminar para la serie TMS320C6x en la Colección de compiladores GNU . ^[15]

En noviembre de 2007, TI lanzó parte de su cadena de herramientas como software gratuito para usuarios no comerciales, ofreciendo el compilador, ensamblador, optimizador y enlazador básicos bajo una licencia propietaria. ^{[16] [17]} Sin embargo, no se incluyeron ni el IDE ni un depurador, por lo que para la depuración y el acceso JTAG a los DSP, los usuarios aún necesitan comprar la cadena de herramientas completa.

En 2010, Texas Instruments contrató a CodeSourcery (la tarea luego fue transferida a Mentor Graphics como parte de su adquisición) para proporcionar una integración y soporte profundos para la serie C6x en GCC, como parte de su esfuerzo por trasladar el núcleo Linux a C6x. Esto culminó con la incorporación de C6x como arquitectura compatible en la versión 4.7 de GCC el 22 de marzo de 2012. ^[18]

• Algoritmos XDAIS
• Ceva
• Hexágono de Qualcomm

• Árbol de productos DSP en Texas Instruments
• Texas Instruments entra en el mercado de DSP artículo histórico de TI
• Kits de experimentación de bajo costo C2000
• Foro de discusión sobre c6000 en DSPRelated.com
• Linux-C6x es una página destacada para los puertos GCC y Linux recientes (a partir de 2012) a C6x
• [2] Memorias del director de TI sobre la creación del procesador de señales digitales TMS32010
• Consulte Waves of Silence: Digisonix, control activo del ruido y la revolución digital Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine para obtener la descripción de una aplicación comercial temprana del TMS32010 para el control activo del ruido.