ＴＭＳ３２０

TMS320 は、 Texas Instrumentsのデジタル信号プロセッサ(DSP)シリーズの総称です。1983 年 4 月 8 日に、当時市場最速の DSP であった TMS32010 プロセッサを通じて発表されました。

このプロセッサにはさまざまなバリエーションがあり、固定小数点演算機能を備えたものや浮動小数点演算機能を備えたものがあります。TMS320プロセッサは、NMOSとCMOSの両方のバリエーションを含むMOS集積回路チップ上に製造されました。遅延分岐ロジックを利用する浮動小数点DSP TMS320C3xには、最大3つの遅延スロットがあります。^[1]

このシリーズのプロセッサは、デジタル信号処理コプロセッサとして、また一部のアプリケーションではメイン CPU として使用されます。新しい実装では、境界スキャンやインサーキット デバッグ用の 標準 IEEE JTAG制御がサポートされています。

オリジナルの TMS32010 とその後継機種は、改良型ハーバード アーキテクチャを採用した CPU の一例です。このアーキテクチャは、命令メモリとデータ メモリに別々のアドレス空間を持ちますが、命令メモリからデータ値を読み取ることができます。TMS32010 は、DSP アプリケーションとコンピュータ グラフィックスで使用される変換の両方に役立つ高速乗算および累算演算機能を備えています。1985 年にリリースされたApollo Computer DN570 ワークステーションのグラフィックス コントローラ カードは、TMS32010 をベースにしており、1 秒あたり 20,000 個の 2D ベクトルを変換できました。^{[説明が必要]}

TMS320 アーキテクチャは長い間使用されてきたため、多数の製品バリエーションが開発されてきました。最初の TMS32010 プロセッサの後に Texas Instruments が使用した製品コードには、「TMS320Cabcd」という名前のプロセッサ シリーズが含まれています。ここで、aはメイン シリーズ、b は世代、cdはマイナー サブバリエーションのカスタム番号です。

このため、DSP を扱う人は、実際の名前が TMS320C5510 などである場合でも、プロセッサを「C5x」と略すことがよくあります。これは、すべての製品の名前が「TMS320」であり、名前に「C5」が含まれるすべてのプロセッサはコード互換性があり、同じ基本機能を共有しているためです。同様に、サブグループは、同じシリーズと世代のプロセッサがさらに類似しているため、たとえば C55x と呼ばれることがあります。

TMS320プロセッサは、 NMOSとCMOSの両方のバリエーションを含むMOS集積回路チップ上に製造されています。^[2]

• TMS320C1x、第1世代の16ビット固定小数点DSP。このシリーズのすべてのプロセッサは、TMS32010とコード互換性があります。
  • TMS32010は、1983年に導入された最初のシリーズの最初のプロセッサで、外部メモリを使用しています。
  • TMS320M10、同じプロセッサだが内部ROMが3KB
  • TMS320C10、TMS320C15、TMS320C25 など
• TMS320C2x、第 2 世代の 16 ビット固定小数点DSP。このシリーズのすべてのプロセッサは、TMS32020 とオブジェクト コード互換性があり、TMS32010 とソース コード互換性があります。
  • TMS32020、第2シリーズの最初のプロセッサ
  • TMS320C25、大幅に強化された機能セットを備えた40MHz CMOSバージョン
  • TMS320C25-50、TMS320C25 の 50 MHz バージョン
  • TMS320E25はTMS320C25と同一であるが、4KワードのオンチッププログラムストアにROMではなくEPROMが使用されている^[3]
• TMS320C3x、32ビット浮動小数点
  • TMS320C30、27～50 MHz、8 KB 内部 SRAM、5 ボルト
  • TMS320C31、27 ～ 60 MHz、8 KB 内部 SRAM、5 ボルト、2 番目のシリアル ポートを削除し、2 番目のメモリ バスを削除し、ユーザー ROM を工場出荷時の ROM ブートローダに置き換えた TMS320C30 のサブセット
  • TMS320LC31、33～40 MHz、TMS320C31 の 3.3 ボルト バージョン
  • TMS320C32、40 ～ 60 MHz、2 KB 内部 SRAM、5 ボルト、2 番目の DMA コプロセッサを追加、外部メモリ バスを変更して 8/16/32 ビット幅のメモリ アクセスを可能にする (他の C3x パーツは 32 ビットのみ)
  • TMS320VC33、60～75 MHz、136 KB 内部 SRAM、1.8 ボルト コア付き 3.3 ボルト I/O、128 KB 内部 SRAM を追加した TMS320C31 のスーパーセット
• TMS320C4x、32ビット浮動小数点
  • TMS320C40、40/50/60/80MHz、サイクルタイム50/40/33/25ns、CMOS、^[4]は3つの分岐遅延スロットを備えており、遅延分岐命令と非遅延分岐命令の両方をサポートしています。^[5]
  • TMS320C44、TMS320C40 のサブセット
• TMS320C8x、マルチプロセッサチップ^[6]
  • TMS320C80 MVP（マルチメディアビデオプロセッサ）には、32ビット浮動小数点の「マスタープロセッサ」と4つの32ビット固定小数点の「スレーブプロセッサ」があります。多くの点で、Cellマイクロプロセッサはこの設計アプローチに従っています。

• C2000 マイクロコントローラ ファミリは、リアルタイム制御アプリケーション向けに設計された高性能な統合周辺装置を備えた 32 ビット マイクロコントローラで構成されています。C2000 は、新しい C28x + ARM Cortex M3 シリーズ、C28x Delfino 浮動小数点シリーズ、C28x Piccolo シリーズ、C28x 固定小数点シリーズ、および新規開発には推奨されなくなった古い 16 ビット ラインの C240x の 5 つのサブファミリで構成されています。C2000 シリーズは、PWM、ADC、直交エンコーダモジュール、キャプチャ モジュールなどの高性能なオンチップ制御周辺装置を備えていることで知られています。このシリーズには、I²C、SPI、シリアル (SCI)、CAN、ウォッチドッグ、McBSP、外部メモリ インターフェイス、GPIO のサポートも含まれています。ADC ユニットとの PWM 波形同期などの機能により、C2000 ラインは多くのリアルタイム制御アプリケーションに適しています。 C2000 ファミリは、モーター ドライブと制御、産業オートメーション、太陽光およびその他の再生可能エネルギー、サーバー ファーム、デジタル電源、電力線通信、照明などのアプリケーションに使用されます。モーター制御、デジタル電源、太陽光、LED 照明などの特定のアプリケーション向けに、低コストのキットも用意されています。

• TMS320C54x 16ビット固定小数点DSP、オペコードのインオーダー実行、算術演算の並列ロード/ストア、乗算累算、その他のDSP拡張機能を備えた6ステージパイプライン。内部マルチポートメモリ。キャッシュユニットなし。^[7]
  • 1990 年代後半、多くのNokiaおよびEricsson携帯電話が C54x を利用していた頃、 2Gソフトウェア定義携帯電話無線、特にGSMの人気のある選択肢でした。 ^{[引用が必要]}
  • 当時、携帯電話のユーザー インターフェイスを改善したいという要望から、ユーザー インターフェイスと制御用の汎用プロセッサとしてARM7が採用され、DSP からこの機能がオフロードされました。これが最終的にデュアル コア ARM7+C54x DSP の開発につながり、これが後に OMAP 製品ラインへと進化しました。
• TMS320C55x 世代 – 固定小数点、C54x コードを実行しますが、より多くの内部並列処理 (別の ALU、デュアル MAC、より多くのメモリ帯域幅) とレジスタを追加し、はるかに低い電力操作をサポートします。
  • 現在、C55x DSPのほとんどはディスクリートチップとして販売されている。
  • OMAP1チップは、ARM9 (ARMv5TEJ) と C55x シリーズ DSP を組み合わせたものです。
  • OMAP2420チップは、ARM11 (ARMv6) と C55x シリーズ DSP を組み合わせています。

• TMS320 C6000 シリーズ、または TMS320C6x: VLIWベースの DSP
  • TMS320C62x 固定小数点 – 2000 MIPS/1.9  W
  • TMS320C67x 浮動小数点 – TMS320C62x と互換性のあるコード
  • TMS320C64x 固定小数点 – TMS320C62x と互換性のあるコード
  • TMS320C67x+ 浮動小数点 – TMS320C67x のアーキテクチャのアップデート
  • TMS320C64x+ 固定小数点 – TMS320C64x のアーキテクチャのメジャー アップデート
  • TMS320C674x 固定小数点および浮動小数点 – C64x+ と C67x+ の統合
  • TMS320C66x 固定小数点および浮動小数点 – C674x と下位互換性あり
• C6000シリーズDSPを搭載したその他の部品には、
  • DaVinciチップにはARM9とC64x+またはC674x DSPのいずれかまたは両方が含まれています。
  • OMAP-L13xチップにはARM9（ARMv5TEJ）とC674x固定小数点および浮動小数点DSPが搭載されている。
  • OMAP243xチップはARM11（ARMv6）とC64xシリーズDSPを組み合わせたものである。
  • OMAP3チップにはARM Cortex-A8（ARMv7）とC64x+ DSPが搭載されている。
  • OMAP4およびOMAP5チップには、ARM Cortex-A9またはA15（ARMv7）と、Tesla（またはC64T）と呼ばれるカスタムC64x+派生版が含まれています。

C7000 シリーズは 2020 年初頭にリリースされましたが、コアは個別には入手できません。2023 年 8 月現在、C71x DSP を搭載した TDA4VM など、他の SOC にバンドルされた形でのみ入手可能です。

• DaVinciシリーズは、組み込みの C6000 シリーズ (C64x+) DSP、ARM9アプリケーション プロセッサ、およびデジタル メディア周辺機器を使用したシステム オン チップから始まりました。ARM なし、DSP なしのバリエーションがあります。マーケティングではビデオ処理機能に重点を置いています。オリジナルのチップは NTSC と PAL をサポートしていましたが、新しいチップは HDTV をサポートしています。

• OMAPバリアントには、同じチップにARMプロセッサも搭載されています。Texas Instruments OMAPのメイン記事を参照してください。(他のセカンダリ プロセッサを搭載した OMAP プロセッサもあるため、これらは必ずしも DSP ではありません。)

• DA バリアント (ターゲット「デジタル オーディオ」)
  • DA25x はARMプロセッサと C55x コアです。USB スレーブ コントローラやセキュリティ機能などのオンチップ周辺機器を備えています。このチップのドキュメントは、Texas Instruments NDAに署名した後にのみ利用できます。これらのバリアントは、 MP3データ ストリームのすべての処理のためのプライマリCPUおよび信号プロセッサとして、 Creative ZENおよびDell Digital Jukebox MP3 プレーヤーでのみ使用されています。
  • TMS320DA7xx AureusチップはC67x+ DSPを中心に構築されています
  • DA830/DA828 AureusチップはOMAP-L137をベースにしており、300MHzのC674x DSPと300MHzのARM926ES-Jコアを搭載しています。^[8] DA828バリアントはI/Oが削減されており、 256ボールPBGAではなく 176ピンTQFPパッケージで提供されます。
  • DA610/601はC67xコアを搭載したプロセッサです。5.1または7.1システムのオーディオコーデックに接続するために必要なオンチップ周辺機器を備えています。このチップはヤマハのハイエンドレシーバーRX-V1400、RX-V2400、RX-V1600、RX-V2600、RX-V2500に使用されています。^[9]

• 

  DM バリアント:
  • DM270にはARM7TDMIコアとTMS320 C5409 DSPが搭載されています。
  • DM320にはARM926コアとTMS320 C5409 DSPが搭載されている
  • DSC25にはARM7TDMIコアとTMS320 DSPが搭載されています
  • テキサスインスツルメンツ DaVinciチップ

General Instrument 社はセカンドソースとして TMS32010 を製造しました。

1991年頃、TMS32020のCMOSバージョンがZMD社によってU320C20FCという名称で製造されました。^[10]

TMS320シリーズの多数のデバイスが1867シリーズとしてヴォロネジ国立研究所で生産されており^[11] 、その中には1867VM7T（ロシア語：1867ВМ7Т ）の名称で耐放射線性を強化したTMS320C25も含まれる。TMS320C546のクローン製品は2009年にモスクワのPKKミランドルで1967VC1T（ロシア語：1967ВЦ1Т）^[12]の名称で、2016年にはニジニ・ノヴゴロドのMVCで1910VM1T（ロシア語：1910ВМ1Т ） ^[13]の名称で生産が開始された。PKKミランドルはARMコアを追加したTMS320C54xを1901VC1T（ロシア語：1901ВЦ1Т ）として製造している。^[14]

TMS320シリーズは、C 、 C++、アセンブリ言語を使用してプログラムできます。TMS320プロセッサのほとんどの作業は、Texas Instruments独自のツールチェーンと、DSP/BIOSと呼ばれるミニオペレーティングシステムを含む統合開発環境 Code Composer Studioを使用して行われます。さらに、ケムニッツ工科大学の部門は、GNUコンパイラコレクションでTMS320C6xシリーズの予備サポートを開発しました。^[15]

2007年11月、TIはツールチェーンの一部を非商用ユーザー向けにフリーウェアとしてリリースし、コンパイラ、アセンブラ、オプティマイザ、リンカーのみを独自ライセンスで提供した。 ^{[16] [17]}しかし、IDEもデバッガも含まれていなかったため、DSPのデバッグやJTAGアクセスを行うには、ユーザーは完全なツールチェーンを購入する必要があった。

2010年、テキサス・インスツルメンツは、LinuxカーネルをC6xに移植する取り組みの一環として、GCCでC6xシリーズとの緊密な統合とサポートを提供するためにCodeSourceryと契約を結びました（この業務は後に買収の一環としてメンター・グラフィックスに移管されました）。その結果、2012年3月22日にはGCCリリース4.7でC6xがサポートされるアーキテクチャとなりました。^[18]

• XDAIS アルゴリズム
• チェヴァ
• クアルコム ヘキサゴン

• テキサスインスツルメンツの DSP 製品ツリー
• テキサス・インスツルメンツがDSP市場に参入 TIの歴史的記事
• C2000 低コスト実験キット
• DSPRelated.com の c6000 ディスカッション フォーラム
• Linux-C6x は、C6x への最近の (2012 年現在) GCC および Linux 移植のトップ ページです。
• [2] TI​​のマネージャーによるTMS32010デジタルシグナルプロセッサの開発に関する回想録
• アクティブノイズコントロール用のTMS32010の初期の商用アプリケーションの説明については、Waves of Silence: Digisonix、アクティブノイズコントロール、およびデジタル革命（2016年3月4日アーカイブ、Wayback Machine）を参照してください。