DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)和BIOS編程及應(yīng)用實(shí)例

前言

　　在人類進(jìn)入以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的信息化時(shí)代，深入影響和改變我們學(xué)習(xí)、工作和生活的各個(gè)方面信息呈現(xiàn)出爆炸性增長。數(shù)字信號處理器(DSP)，是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確處理大量信息的核心器件。目前，DSP已廣泛應(yīng)用于嵌入式數(shù)字多媒體、通信終端、消費(fèi)類電子設(shè)備等眾多的數(shù)字化電子產(chǎn)品中。而且以其運(yùn)算速度快、具有軟件可編程等一系列優(yōu)點(diǎn)，必將在更多領(lǐng)域中獲得新的應(yīng)用。正如德州儀器(TI)公司的總裁兼首席執(zhí)行官Tom Engibous所說“十年之內(nèi)，DSP可能成為最大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)”?！　∧壳癟I公司生產(chǎn)的DSP芯片占據(jù)了全球市場60％左右的份額。在當(dāng)前和未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，TI公司生產(chǎn)的主流DSP芯片產(chǎn)品有：TMS320C2000、TMS320C5000、TMS320C6000三大系列。本書主要闡述的 TMS320C67x是TI公司生產(chǎn)的C6000系列產(chǎn)品中惟一能做浮點(diǎn)運(yùn)算的DSP芯片，它在家庭音頻、3D圖形、雷達(dá)、語音識別和控制等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。　　本書通過對TMS320C67x系列DSP芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)資源及工作原理進(jìn)行系統(tǒng)深入的介紹，便于讀者理解和掌握TMS320C6000系列芯片的典型特征，并為其掌握其他的DSP芯片起到引導(dǎo)作用。為此以TMS320C6713為例，詳細(xì)地描述了DSP芯片最小系統(tǒng)(即能完成其基本功能的系統(tǒng))電路原理圖的實(shí)現(xiàn)和相應(yīng)的硬件PCB設(shè)計(jì)思路，為讀者實(shí)現(xiàn)其他的DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了借鑒和經(jīng)驗(yàn)。另一方面，為方便用戶編寫多任務(wù)的應(yīng)用程序，本書還深入研究了DSP／BIOS實(shí)時(shí)內(nèi)核，對其5個(gè)主要功能模塊：系統(tǒng)設(shè)定類模塊、系統(tǒng)檢測類模塊、線程管理類模塊、協(xié)調(diào)同步類模塊以及I／0傳輸類模塊的具體功能和主要API函數(shù)作了詳細(xì)的解釋并輔以豐富的實(shí)例，以便廣大讀者通過對這5大模塊的學(xué)習(xí)，為全面地掌握TMS320C6000系列芯片軟件編程和學(xué)習(xí)其他DSP嵌入式系統(tǒng)編程打下基礎(chǔ)。　　本書共9章，分為硬件、軟件和綜合應(yīng)用實(shí)例3部分。其中，第1-3章主要從硬件角度介紹 TMS320C67x系列DSP芯片及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第1章概述了TMS320C6000系列DSP芯片并詳細(xì)描述了TMS320C67x芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)資源和工作原理。在此基礎(chǔ)上，第2章列出并說明了實(shí)現(xiàn)TMS320C6713最小系統(tǒng)電路原理圖的具體步驟。根據(jù)該電路原理圖，第3章詳細(xì)總結(jié)了相應(yīng)的PCB設(shè)計(jì)思路及其布局和走線的經(jīng)驗(yàn)。第4～9章研究和探討了DSP嵌入式系統(tǒng)DSP／BIOS各模塊的軟件開發(fā)及相應(yīng)實(shí)例。第4章介紹了可擴(kuò)充實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP／BIOS的功能，它在TI公司推出的DSP集成開發(fā)環(huán)境ccs界面下，為用戶提供了多線程、硬件抽象化控制和實(shí)時(shí)分析工具。第5章詳細(xì)說明了用于完成系統(tǒng)內(nèi)存映射、中斷向量表和片上定時(shí)器編程等功能的系統(tǒng)設(shè)定類模塊(GBL、MEM、SYS、HOOK)的模塊特性、配置及API函數(shù)，并給出了相應(yīng)的實(shí)例。第6章系統(tǒng)講述了用于對程序運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等功能的系統(tǒng)檢測類模塊(LOG、SIS、TRC)的特性、配置及．API函數(shù)。第7章描述了DSP／BIOS提供的4種執(zhí)行線程HWI、SWI、TSK、IDL 的模塊特性以及模塊配置，并給出了硬件中斷、軟件中斷以及任務(wù)調(diào)用和切換的具體應(yīng)用實(shí)例。第8章對用于任務(wù)之間同步、通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)調(diào)同步類模塊(QuE、SEM、MBX)的特性、配置以及API函數(shù)進(jìn)行了說明，并分別給出了利用這3個(gè)模塊完成任務(wù)間同步和通信的實(shí)例。第9章描述了兩種數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ剑篜IP和HSI模塊支持管道傳輸I／O模式，一般用于進(jìn)行比較低級的通信；SIO和DEV模塊支持流傳輸I／O模式，多用于支持高級的、相關(guān)外設(shè)之間的通信，并使用了幾個(gè)實(shí)例來說明主機(jī)和目標(biāo)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸以及不同模式的傳輸區(qū)別。第10章舉出兩個(gè)利用BIOS進(jìn)行軟件編程并實(shí)現(xiàn)DSP芯片資源系統(tǒng)優(yōu)化的綜合實(shí)例來加深讀者對BI—OS的理解和把握?！　”緯械难芯砍晒玫絿易匀豢茖W(xué)基金的資助(基金號60474012)，項(xiàng)目名稱為率相關(guān)滯后和納米移動(dòng)系統(tǒng)的高速、高精度移動(dòng)控制算法，謹(jǐn)此表示感謝！　　本書的讀者對象是電子信息類專業(yè)的研究生和高年級本科生，也可供科學(xué)技術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界從事DSP技術(shù)研究和開發(fā)的科研人員和工程技術(shù)人員參考。

內(nèi)容概要

本書對于MS320C67x系列DSP芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)資源及工作原理進(jìn)行系統(tǒng)深入的介紹，便于讀者理解和掌握TMS320C6000系列芯片的典型特征，并為其掌握其他的DSP芯片起到引導(dǎo)作用。并以TMS320C6713為例，詳細(xì)地描述了DSP芯片最小系統(tǒng)(即能完成其基本功能的系統(tǒng))電路原理圖的實(shí)現(xiàn)和相應(yīng)的硬件PCB設(shè)計(jì)思路，為讀者實(shí)現(xiàn)其他的DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了借鑒和經(jīng)驗(yàn)。另一方面，為方便用戶編寫多任務(wù)的應(yīng)用程序，本書還深入研究了DSP/BIOS實(shí)吋內(nèi)核，對其5個(gè)主要功能模塊：系統(tǒng)設(shè)定類模塊、系統(tǒng)檢測類模塊、線程管理類模塊、協(xié)調(diào)同步類模塊以及I/O傳輸類模塊的具體功能和主要API函數(shù)作了詳細(xì)的解釋并輔以豐富的實(shí)例。通過對這5大模塊的學(xué)習(xí)，可為全面地掌握TMS320C6000系列芯片軟件編程和學(xué)習(xí)其他DSP嵌入式系統(tǒng)編程打下基礎(chǔ)。    本書適合電子信息類專業(yè)的研究生和高年級本科生閱讀，也可供科學(xué)技術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界從事DSP技術(shù)研究和開發(fā)的科研人員和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言引言第1章　TMS320C6000系列DSP芯片　1.1　TMS320C6000系列DSP芯片簡介　　1.1.1　TMS320C6000系列DSP芯片結(jié)構(gòu)　　1.1.2　TMS320C6000系列DSP芯片的片內(nèi)外設(shè)　　1.1.3　TMS320C6000系列DSP芯片分類　1.2　TMS320C6713　DSP芯片　　1.2.1　DSP芯片的CPU內(nèi)核　　1.2.2　流水線操作　　1.2.3　DSP芯片的片內(nèi)外設(shè)　1.3　芯片結(jié)構(gòu)設(shè)置的典型例子第2章　TMS320C6713最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)　2.1　TMS320C6713最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述　2.2　數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)　　2.2.1　DSP與存儲器的連接電路　　2.2.2　JTAG接口　　2.2.3　鎖相環(huán)電源濾波電路　　2.2.4　時(shí)鐘發(fā)生電路　　2.2.5　復(fù)位電路　　2.2.6　數(shù)據(jù)處理模塊與其他功能模塊的接口電路　2.3　電源供電模塊設(shè)計(jì)　　2.3.1　TPS54310的介紹　　2.3.2　TPS54310的功能結(jié)構(gòu)圖　　2.3.3　電源供電模塊原理圖　2.4　音頻處理模塊設(shè)計(jì)　　2.4.1　TIN320AIC23的介紹　　2.4.2　TLV320AIC23的功能結(jié)構(gòu)圖　　2.4.3　音頻模塊原理圖　2.5　CPLD及硬件接口擴(kuò)展部分的原理　　2.5.1　系統(tǒng)復(fù)位控制　　2.5.2　CPLD的地址譯碼　　2.5.3　CPLD的輸出時(shí)鐘　　2.5.4　CPLD寄存器功能第3章　C6713系統(tǒng)硬件PCB設(shè)計(jì)　3.1　數(shù)據(jù)處理模塊PCB設(shè)計(jì)　　3.1.1　C6713DSP芯片的封裝特點(diǎn)　　3.1.2　數(shù)據(jù)處理模塊的電路板層布局　　3.1.3　數(shù)據(jù)處理模塊的元件布局走線　3.2　電源供電模塊PC8設(shè)計(jì)　3.3　音頻模塊PCB設(shè)計(jì)　3.4　PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)第4章　DSP/BIOS及CCS　4.1　CCS概述　4.2　DSP/BIOS簡介　　4.2.1　DSP/BIOS功能介紹　　4.2.2　DSP/BIOS主要模塊介紹第5章　系統(tǒng)設(shè)定類模塊　5.1　全局設(shè)置GBL　　5.1.1　模塊特性描述　　5.1.2　模塊配置及屬性設(shè)置　5.2　存儲器管理MEM　　5.2.1　模塊特性描述　　5.2.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　5.2.3　MEM模塊的API函數(shù)　　5.2.4　應(yīng)用舉例　5.3　系統(tǒng)服務(wù)管理SYS　　5.3.1　模塊特性描述　　5.3.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　5.3.3　SYS模塊的API函數(shù)　5.4　鉤子函數(shù)管理HOOK第6章　系統(tǒng)檢測類模塊　6.1　信息輸出管理LOG　　6.1.1　模塊特性描述　　6.1.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　6.1.3　LOG模塊的API函數(shù)　6.2　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具STS　　6.2.1　模塊特性描述　　6.2.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　6.2.3　STS模塊的API函數(shù)　6.3　跟蹤管理器TRC　　6.3.1　模塊特性描述　　6.3.2　TRC模塊的APL函數(shù)第7章　線程管理類模塊　7.1　硬件中斷管理HWI　　7.1.1　模塊特性描述　　7.1.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　7.1.3　HWI模塊的API函數(shù)　　7.1.4　應(yīng)用舉例　7.2　軟件中斷管理SWI　　7.2.1　模塊特性描述　　7.2.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　7.2.3　SWI模塊的API函數(shù)　　7.2.4　應(yīng)用舉例　7.3　周期函數(shù)PRD模塊　7.4　任務(wù)對象管理TSK　　7.4.1　模塊特性描述　　7.4.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　7.4.3　TSK的API函數(shù)　　7.4.4　應(yīng)用舉例　7.5　后臺循環(huán)管理IDL　　7.5.1　模塊特性描述　　7.5.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　7.5.3　IDL模塊的API函數(shù)第8章　協(xié)調(diào)同步類模塊　8.1　隊(duì)列管理QUE　　8.1.1　模塊特性描述　　8.1.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　8.1.3　QUE模塊的API函數(shù)　　8.1.4　應(yīng)用舉例　8.2　旗語管理SEM　　8.2.1　模塊特性描述　　8.2.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　8.2.3　SEM模塊的API函數(shù)　　8.2.4　應(yīng)用舉例　8.3　郵箱管理MBX　　8.3.1　模塊特性描述　　8.3.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　8.3.3　MBX模塊的API函數(shù)　　8.3.4　應(yīng)用舉例第9章　I/O傳輸類模塊　9.1　管道傳輸管理PIP　　9.1.1　模塊特性描述　　9.1.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　9.1.3　PIP模塊的API函數(shù)　　9.1.4　基本讀寫功能實(shí)現(xiàn)　　9.1.5　應(yīng)用舉例　9.2　主機(jī)通道HST　　9.2.1　模塊特性描述　　9.2.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　9.2.3　HST對象的API函數(shù)　　9.2.4　應(yīng)用舉例　9.3　流傳輸SIO和設(shè)備驅(qū)動(dòng)DEV　　9.3.1　模塊特性介紹　　9.3.2　模塊配置及屬性設(shè)置　　9.3.3　SIO模塊的API函數(shù)　　9.3.4　應(yīng)用舉例　9.4　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸RTDX　　9.4.1　模塊特性描述　　9.4.2　RTDX數(shù)據(jù)傳輸過程　　9.4.3　模塊配置及屬性設(shè)置　　9.4.4　RTDX模塊的API函數(shù)　　9.4.5　應(yīng)用舉例　　9.4.6　客戶程序的編寫第10章　DSP應(yīng)用實(shí)例　10.1　基于TMS320C6711的音頻處理　　10.1.1　數(shù)字音頻處理技術(shù)　　10.1.2　工程簡介　　10.1.3　系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)　　10.1.4　結(jié)果分析　　10.1.5　程序的實(shí)現(xiàn)方法　10.2　AES加密算法在DSP平臺的實(shí)現(xiàn)　　10.2.1　AES加密算法　　10.2.2　AES加密的C語言實(shí)現(xiàn)　　10.2.3　AES解密的C語言實(shí)現(xiàn)　　10.2.4　硬件平臺　　10.2.5　算法運(yùn)行結(jié)果縮略語參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　全書共分10個(gè)章節(jié)，它主要對MS320C67x系列DSP芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)資源及工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)深入的介紹，具體內(nèi)容包括TMS320C6000系列DSP芯片、TMS320C6713最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)、C6713系統(tǒng)硬件PCB設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)定類模塊、系統(tǒng)檢測類模塊、線程管理類模塊等。該書可供各大專院校作為教材使用，也可供從事相關(guān)工作的人員作為參考用書使用。

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