DSP原理與應(yīng)用

前言

　　隨著智能終端設(shè)備的普及，數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）在通信、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用，并逐漸滲透到消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，深入影響著人們的生活，人類已無(wú)法離開(kāi)DSP芯片?，F(xiàn)在主要的DSP廠商包括美國(guó)德州儀器公司（TI）、美國(guó)模擬器件公司（ADI）和飛思卡爾（Freescale）等十幾家公司，其中TI公司的DSP產(chǎn)品占據(jù)了世界市場(chǎng)的絕大部分份額，因此掌握TI公司DSP芯片的工作原理及使用方法，無(wú)論是對(duì)學(xué)習(xí)DSP還是應(yīng)用開(kāi)發(fā)，均具有重要的意義。　　TI公司的DSP芯片分TMS320C2000、C5000和C6000三大系列。C6000系列DSP是高速、高性能的芯片，包括4個(gè)子系列：定點(diǎn)系列C62xx、浮點(diǎn)系列C67xx、圖像處理系列C64xx和數(shù)字多媒體應(yīng)用系列DM64x。C67xx系列DSP是TI公司高性能32位浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品，該系列包括TMS320C6713、TMS320C6727和TMS320C6747等多種型號(hào)芯片。　　作者結(jié)合多年的數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)教學(xué)和工程開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)編寫此書，以TMS320C6713芯片為例詳細(xì)介紹了DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)、內(nèi)部各模塊的功能和軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，說(shuō)明了應(yīng)用程序的基本框架，并結(jié)合每章節(jié)內(nèi)容給出了使用例程?！　”緯饕鳛殡娮有畔?、通信工程和自動(dòng)化等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生學(xué)習(xí)DSP課程的教材或參考書，包括實(shí)驗(yàn)在內(nèi)參考學(xué)時(shí)為48～60學(xué)時(shí)，也可供從事DSP芯片開(kāi)發(fā)應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。　　全書共分14章，第1～8章由劉偉編寫，第9、10、14章由王瑋編寫，第11章由盧恒煒編寫，第12章由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)王偉編寫，第13章由陳文鋼編寫，全書由劉偉、張雪審校。在本書編寫過(guò)程中，參考了大量的國(guó)內(nèi)外著作和文獻(xiàn)，在此致以由衷的謝意。碩士研究生秦一博、張楠楠、譚成勛、陸文玲、張紅霞、張憲林參與了資料的整理工作，在此表示感謝。　　由于編者水平有限，書中難免存在錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正?！　∽髡摺　?012年5月　　山東理工大學(xué)

內(nèi)容概要

　　本書主要介紹TMS320C67xx系列DSP芯片的基本特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)及內(nèi)部各模塊的功能，并結(jié)合應(yīng)用示例講解各模塊的工作原理；詳細(xì)介紹Code
Composer
Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，說(shuō)明基本的C語(yǔ)言應(yīng)用程序框架及混合編程的方法，并講述系統(tǒng)自啟動(dòng)的過(guò)程。書中還包含大量DSP芯片的應(yīng)用和算法示例程序，并給出時(shí)序控制寄存器各字段的計(jì)算方法，以及硬件讀/寫時(shí)序的測(cè)試波形。

書籍目錄

第1章 DSP概述
 1.1 DSP芯片的概念
 1.2 DSP芯片的發(fā)展
 1.3 DSP芯片的特點(diǎn)
 1.4 DSP芯片的分類
 1.5 TI系列DSP芯片
 思考題與習(xí)題
第2章 CPU結(jié)構(gòu)與指令集
 2.1 CPU的結(jié)構(gòu)
 2.2 存儲(chǔ)器映射
 2.3 匯編指令集
 2.3.1 指令集概述
 2.3.2 尋址方式
 2.3.3 讀取/存儲(chǔ)類指令
 2.3.4 算術(shù)運(yùn)算類指令
 2.3.5 邏輯及字段操作類指令
 2.3.6 搬移類指令
 2.3.7 程序轉(zhuǎn)移類指令
 2.3.8 浮點(diǎn)運(yùn)算指令
 2.3.9 資源對(duì)指令的約束
 2.3.10 乘累加示例程序
 2.3.11 匯編指令集匯總
 2.4 流水線
 2.5 中斷
 2.5.1 中斷類型和中斷信號(hào)
 2.5.2 中斷服務(wù)表
 2.5.3 中斷控制寄存器
 2.5.4 中斷性能和編程考慮事項(xiàng)
 思考題與習(xí)題
第3章 集成軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
 3.1 CCS簡(jiǎn)介
 3.1.1 配置CCS
 3.1.2 Hello World程序
 3.1.3 程序調(diào)試與性能分析
 3.1.4 硬件仿真和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換
 3.1.5 DSP/BIOS
 3.2 基本的C語(yǔ)言程序
 3.2.1 鏈接器命令文件
 3.2.2 中斷向量表
 3.3 混合語(yǔ)言編程
 3.3.1 混合編程的方法
 3.3.2 混合編程的接口規(guī)范
 3.3.3 混合編程示例程序
 3.4 芯片支持庫(kù)
 3.5 系統(tǒng)自啟動(dòng)
 思考題與習(xí)題
第4章 鎖相環(huán)
 4.1 概述
 4.2 功能描述
 4.3 配置鎖相環(huán)
 4.4 寄存器
 4.5 鎖相環(huán)示例程序
 思考題與習(xí)題
第5章 定時(shí)器
 5.1 概述
 5.2 控制寄存器
 5.3 計(jì)數(shù)器工作模式
 5.4 定時(shí)器示例程序
 思考題與習(xí)題
第6章 外部存儲(chǔ)器接口
 6.1 接口信號(hào)與控制寄存器
 6.2 SDRAM同步接口設(shè)計(jì)
 6.3 異步接口設(shè)計(jì)
 思考題與習(xí)題
第7章 增強(qiáng)的直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)
 7.1 概述
 7.2 EDMA術(shù)語(yǔ)
 7.3 EDMA傳輸方式
 7.4 EDMA控制寄存器
 7.5 參數(shù)RAM與通道傳輸參數(shù)
 7.6 EDMA的傳輸操作
 7.7 QDMA數(shù)據(jù)傳輸
 7.8 EDMA傳輸示例
 7.9 QDMA數(shù)據(jù)搬移示例程序
 思考題與習(xí)題
第8章 多通道緩沖串口
 8.1 信號(hào)接口
 8.2 控制寄存器
 8.3 時(shí)鐘和幀同步信號(hào)
 8.4 標(biāo)準(zhǔn)模式傳輸操作
 8.5 串口的初始化
 8.6 多通道傳輸方式
 8.7 SPI接口
 8.8 串口作為通用輸入/輸出引腳
 8.9 McBSP示例程序
 思考題與習(xí)題
第9章 多通道音頻串口
 9.1 McASP術(shù)語(yǔ)
 9.2 McASP架構(gòu)
 9.2.1 接口信號(hào)
 9.2.2 寄存器
 9.2.3 時(shí)鐘和幀同步信號(hào)發(fā)生器
 9.2.4 串行器
 9.2.5 格式化單元
 9.2.6 時(shí)鐘檢查電路
 9.2.7 引腳控制
 9.3 McASP操作
 9.3.1 啟動(dòng)與初始化
 9.3.2 傳輸模式
 9.3.3 數(shù)據(jù)發(fā)送和接收
 9.3.4 格式化器
 9.3.5 中斷
 9.3.6 錯(cuò)誤處理和管理
 9.3.7 回送模式
 9.4 McASP示例程序
 思考題與習(xí)題
第10章 I2C接口
 10.1 I2C接口簡(jiǎn)介
 10.2 功能概述
 10.3 寄存器
 10.4 詳細(xì)操作
 10.5 中斷請(qǐng)求
 10.6 EDMA事件
 10.7 復(fù)位/禁止I2C模塊
 10.8 編程指南
 10.9 I2C模塊應(yīng)用示例
 思考題與習(xí)題
第11章 主機(jī)接口
 11.1 HPI接口
 11.2 HPI寄存器
 11.3 HPI總線訪問(wèn)
 11.4 主機(jī)訪問(wèn)順序
 思考題與習(xí)題
第12章 通用輸入/輸出端口
 12.1 GPIO接口
 12.2 GPIO寄存器
 12.3 通用輸入/輸出端口功能
 12.4 中斷和事件產(chǎn)生
 12.4.1 直通模式
 12.4.2 邏輯模式
 12.4.3 GPINT與GP0和/或GPINT0的復(fù)用
 12.5 GPIO中斷/事件
 12.6 GPIO應(yīng)用示例
 思考題與習(xí)題
第13章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
 13.1 DSP硬件系統(tǒng)
 13.2 電源
 13.3 時(shí)鐘
 13.4 硬件仿真接口
 13.5 總線擴(kuò)展
 13.6 串行通信接口
 13.7 PCI接口
 思考題與習(xí)題
第14章 DSP算法及其實(shí)現(xiàn)
 14.1 有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR）的實(shí)現(xiàn)
 14.2 無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器（IIR）的實(shí)現(xiàn)
 14.3 快速傅里葉變換（FFT）的實(shí)現(xiàn)
 思考題與習(xí)題
附錄A TMS320C6000編程常用偽指令及關(guān)鍵字
附錄B TMS320C6000編譯器的內(nèi)聯(lián)函數(shù)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   ②存儲(chǔ)器阻塞：因?yàn)榇鎯?chǔ)器阻塞本身擴(kuò)展了CPU周期，所以存儲(chǔ)器阻塞延遲了中斷處理。 ③多周期NOP指令：當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，多周期NOP（包括IDLE）指令同其他指令一樣。但有一個(gè)例外，就是當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，取消了多周期NOP（包括IDLE）指令第1周期外的所有指令。在這種情況下，下一個(gè)執(zhí)行包的地址將存放到NRP或者IRP中，這就阻止了返回到被中斷的NOP或IDLE指令處。 3.使用寄存器要單值分配任務(wù) 編程時(shí)，對(duì)C67xx的寄存器使用可分成單值分配和多值分配兩種形式。多值分配指某一寄存器在程序同一段流水線時(shí)期內(nèi)被分配兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)值。當(dāng)系統(tǒng)有中斷過(guò)程時(shí)，就要考慮寄存器的使用形式。單值分配是可中斷的，多值分配是不可中斷的，否則會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，所有進(jìn)入E1節(jié)拍的指令允許完成整個(gè)執(zhí)行過(guò)程，而其他指令被暫停，持中斷返回時(shí)再重新取指。顯然，從中斷返回后的指令與中斷前的指令之間比無(wú)中斷時(shí)有更長(zhǎng)的延遲間隔。這樣，如果寄存器不是單值分配就可能產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果。 4.嵌套中斷 通常當(dāng)CPU進(jìn)入一個(gè)中斷服務(wù)程序時(shí)，其他中斷均被禁止。然而，當(dāng)中斷服務(wù)程序是可屏蔽中斷INT4～I(xiàn)NT15中之一時(shí)，NMI可以中斷一個(gè)可屏蔽中斷的執(zhí)行過(guò)程，但NMI和可屏蔽中斷均不可中斷一個(gè)NMI。 有時(shí)希望一個(gè)可屏蔽中斷服務(wù)程序被另一個(gè)中斷請(qǐng)求（通常是更高級(jí)別的）所中斷。盡管中斷服務(wù)程序不允許被NMI之外的中斷所打斷，但在軟件控制下實(shí)現(xiàn)嵌套中斷是可能的。這一過(guò)程要求做如下工作：保存原來(lái)的IRP（或者NRP）和IER到一個(gè)安全的存儲(chǔ)區(qū)（下一個(gè)中斷不使用的內(nèi)存單元或寄存器）中，通過(guò)ISR建立一組新的使能位，保存CSR后將GIE置位，新中斷即被使能。

編輯推薦

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材?電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材:DSP原理與應(yīng)用》包含大量DSP芯片的應(yīng)用和算法示例程序，并給出時(shí)序控制寄存器各字段的計(jì)算方法，以及硬件讀∕寫時(shí)序的測(cè)試波形。內(nèi)容全面、通俗易懂、實(shí)用性強(qiáng)，可作為電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生“DSP原理及應(yīng)用”課程的教材或參考書，也可供從事DSP芯片開(kāi)發(fā)應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。

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