第2章 TMS320DM6437的硬件结构
2.1 TMS320DM6437的基本结构
TMS320DM6437采用TMS320C64x+DSP内核，是TI公司开发的一款高性能的、支持达芬奇（DaVinci）技术的32位定点处理器，具有非常强的计算能力，工作频率可达700MHz，处理速度最高可达5600MIPS。TMS320DM6437具有64个32位通用寄存器和8个独立计算功能单元，这些功能单元包括两个用于存储32位结果的乘法器和6个算术逻辑单元（ALU）。TMS320DM6437的内核采用TI开发的第三代高性能支持超长指令字（VLIW）的VelociTI.2结构，VelociTI.2在8个功能单元里扩展了新的指令以增强其在视频处理中的性能。在8个功能单元中，2个乘法器在每个时钟周期内可执行4个16×16位或8个8×8位的乘法，6个算术逻辑单元能在每个时钟周期内执行2个16位或4个8位的加、减、移位等运算。因此，在700MHz时钟频率下，每秒可执行28亿次16位的乘加运算或56亿次8位的乘加运算。TMS320DM6437的基本硬件结构如图2-1所示。
图2-1 TMS320DM6437 DSP的硬件结构框图
TMS320DM6437采用2级Cache存储结构，片上有32KB RAM/Cache可配置的1级程序存储器L1P，48KB RAM+32KB RAM/Cache可配置的1级数据存储器L1D和128KB RAM/Cache可配置的2级程序／数据存储器L2，存储器体系结构比较灵活。此外，TMS320DM6437还集成了片上ROM Bootloader、兼容的JTAG接口、灵活的OSC/PLL时钟发生器和独立的节电模式等。
TMS320DM6437硬件结构的另一特点是包含了一个视频处理子系统（VPSS），它分为两部分：一部分是视频处理前端输入部分（VPFE），用于视频采集；另一部分是视频处理后端输出部分（VPBE），这增强了TMS320DM6437的视频处理能力。
视频处理前端部分（VPFE）由CCD控制器（CCDC）、预览器、柱状显示模块、自动曝光／白平衡／聚焦模块（H3A）和缩放模块组成。CCDC可以与通用视频解码器、CMOS或CCD传感器相连。预览器是一个实时图像处理设备，它从CMOS或CCD传感器获取原始图像数据，将RGB格式的数据转换成YCrCb4:2:2格式。柱状显示和H3A模块提供TMS320DM6437中有关原始数据的统计信息。缩放器可以将图像数据在水平方向和垂直方向上各自进行缩放，范围从1/4x到4x，增量间隔为256/N，N的取值范围从64到1024。
视频处理后端部分（VPBE）由屏幕显示（OSD）设备和视频编解码（VENC）组成。OSD设备可同时处理2个独立的视频采集窗口和2个独立的显示窗口或2个视频窗口、1个OSD窗口和1个高达8级的α混合窗口。VENC提供4路模拟的DA转换，转换效率达54MHz，提供NTSC/PAL制复合电视信号、S-Video信号及分量电视信号输出。VENC还提供高达24位的数字输出，可与RGB888设备相连。数字输出信号符合BT.656标准或CCIR标准的8/16位数据输出，且行场独立同步。
如图2-1所示，TMS320DM6437集成了丰富的片内外设，包括以下四部分。
（1）系统外设：包括2个64位通用定时器、1个64位看门狗定时器、3个脉冲宽度调制（PWM）和111个通用输入／输出引脚（GPIO），每个通用定时器可分别配置成2个独立的32位定时器。
（2）多种串口：包括多通道音频串口（McASP）、2个多路缓冲串口（McBSP）、1个I2C总线接口、高端控制器局域网（CAN）控制器（HECC）及2个通用异步收发器（UART）接口。HECC模块提供了在恶劣环境下使用的网络协议，从而保证了与其他控制器的不间断通信，非常适合于自动化控制领域。
（3）连接器：包括1个外围设备互连接口（PCI）（33MHz）、4个收发VLYNQ（FPGA）接口、10/100Mbps以太网媒体存取控制器（EMAC）及1个可编程的16位主机接口（HPI）。EMAC符合IEEE 802.3规范，支持10Base-T和100Base-TX标准，具有媒体独立接口MII和数据输入／输出管理模块。EMAC为TMS320DM6437与网络连接提供了有效的接口。
（4）外部存储器接口：包括1个用于32位DDR2 SDRAM高速存储控制器接口，具有256MB寻址空间，1个8位异步外部存储器接口（EMIFA），具有64MB寻址空间，如与NOR Flash或NAND Flash存储器相连，用于低速率的存储器或外部设备接口。此外，增强型直接存储器读写（EDMA3）控制器负责存储器与TMS320DM6437的从设备间的数据传输。TMS320DM6437具有64个独立通道的EDMA3控制器，EDMA3负责片内L2和L1D与其他外设之间的数据传输，以及外部存储器间、外围设备与主机间的数据传输。