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SC140 DSP Core
Reference Manual
Revision 4.1, September 2005
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Table of Contents About This Book Audience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxi Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxi Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxii Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.2.2.1 Data Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-17 2.2.2.2 Data Formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-18 2.2.2.3 Multiplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-20 2.2.2.4 Division. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2-20 2.2.2.5 Unsigned Arithmetic
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Chapter 3 Control Registers 3.1 Core Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1 3.1.1 Status Register (SR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-1 3.1.2 Exception and Mode Register (EMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-7 3.1.2.1 Clearing EMR Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3-10 3.2 PLL and
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4.6.4 General EOnCE Register Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-34 4.7 EOnCE Controller Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-36 4.7.1 EOnCE Command Register (ECR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-36 4.7.2 EOnCE Status Register (ESR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-37 4.7.3 EOnCE Monitor and Control Register (EMCR). . . . . . .
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Chapter 5 Program Control 5.1 Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-1 5.1.1 Instruction Pipeline Stages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-2 5.1.1.1 Instruction Pre-Fetch and Fetch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-4 5.1.1.2 Instruction Dispatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-4
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5.5.5 Fast Return from Subroutines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-36 5.6 Working Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-37 5.6.1 Normal Working Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-37 5.6.2 Exception Working Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-37 5.6.3 Typical Working Mode Usage Scenari
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6.7 Core Assembly Syntax with an ISAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-63 6.7.1 Identification of ISAP instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-63 6.7.1.1 Working with One ISAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-63 6.7.1.2 Working with Multiple ISAPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6-64 6.7.2 An Example of the Definition Flexibility of an ISAP . . .
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7.5.6 Status Bit Rules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-22 7.5.7 Loop Nesting Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-28 7.5.8 Loop LA Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-31 7.5.9 Loop Sequencing Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7-33 7.5.10 Loop COF Rules . . .
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A.1.5 Prefix Word Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-7 A.1.5.1 One-Word Low Register Prefix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-8 A.1.5.2 Two-Word Prefix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-9 A.1.6 Instruction Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-12 A.1.6.1 Instruction Sub-types . . . . . . . . .
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List of Figures 1-1 Block Diagram of a Typical SoC Configuration with the SC140 Core . . . . . . . 1-5 2-1 Block Diagram of the SC140 Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2 2-2 DALU Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6 2-3 DALU Data Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-18 2-4 Fractional and Integer Multiplication . . . . . . . .
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4-7 Software Downloading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-13 4-8 EOnCE Controller Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-17 4-9 Event Counter Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-19 4-10 Event Detection Unit Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-21 4-11 EDCA Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . .
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List of Tables 2-1 DALU Programming Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7 2-2 Write to Data Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-9 2-3 Read from Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-9 2-4 Data Registers Access Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10 2-5 DALU Arithmetic Instru
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4-2 JTAG Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3 4-3 JTAG Scan Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5 4-4 EOnCE Event Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-14 4-5 EOnCE Event and Action Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-15 4-6 EOnCE Controller Register Set . . .
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5-18 Exit Wait Processing State due to an Interrupt or NMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-45 5-19 Exception Vector Address Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-49 5-20 Exception Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-53 5-21 Pipeline Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-56 6-1 ISAP Encoding Fields. . . . . . . . . . . .
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List of Examples 3-1 Clearing an EMR Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10 5-1 Four SC140 Instructions in an Execution Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5 5-2 Grouping Six SC140 Instructions in an Execution Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5 5-3 Execution Set with Three One-word and Two Two-word Instructions . . . . . . 5-13 5-4 Conditional VLES Having Two Subgroups . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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7-7 Duplicate Stack Pointer Destinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-9 7-8 Duplicate Register Destinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10 7-9 Duplicate SR/EMR Register Destinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10 7-10 Duplicate Status Bit Destinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10 7-11 Dual Stack Pointer Destination Exception . . . . . .
