TMS320C54x DSP原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書以TMS320C54x系列16位定點(diǎn)DSP為主，介紹了數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片的CPU、存儲(chǔ)器、總線結(jié)構(gòu)、片內(nèi)資源及DSP的匯編語言程序設(shè)計(jì)方法，并且對(duì)C語言與匯編語言的接口、各種開發(fā)工具和最新的集成環(huán)境CCS
v4．x(Code Composer Studio v4)軟件的使用方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述，最后給出了應(yīng)用實(shí)例。
　　本書的特點(diǎn)是注重教學(xué)內(nèi)容的組織，由淺入深、循序漸進(jìn)，提供了最小系統(tǒng)模板設(shè)計(jì)和最新軟件的同步練習(xí)。本書面向的讀者是高等院校電子信息類專業(yè)的高年級(jí)本科生，也可作為MCU研發(fā)人員的入門參考資料。

書籍目錄

第1章　緒論
　1.1引言
　1.2 DSP芯片概述
　1.3運(yùn)算基礎(chǔ)
　　1.3.1數(shù)據(jù)格式
　　1.3.2定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算
第2章　TMS320C54x的CPU結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器配置
　2.1 TMS320C54x DSP的結(jié)構(gòu)
　　2.1.1 TMS320C54x DSP的基本結(jié)構(gòu)
　　2.1.2 TMS320C54x DSP的主要特點(diǎn)
　2.2 TMS320C54x的總線結(jié)構(gòu)
　2.3 TMS320C54x的CPU結(jié)構(gòu)
　　2.3.1算術(shù)邏輯運(yùn)算單元
　　2.3.2累加器
　　2.3.3桶形移位器
　　2.3.4乘累加器單元
　　2.3.5比較選擇存儲(chǔ)單元
　　2.3.6指數(shù)編碼器
　　2.3.7 CPU狀態(tài)控制寄存器
　　2.3.8尋址單元
　2.4 TMS320C54x存儲(chǔ)器和I／O空間
　　2.4.1存儲(chǔ)器空間
　　2.4.2程序存儲(chǔ)器
　　2.4.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
　　2.4.4 I／O空間
第3章　指令系統(tǒng)
　3.1數(shù)據(jù)尋址方式
　　3.1.1指令的表示方法
　　3.1.2數(shù)據(jù)尋址方式
　　3.1.3程序轉(zhuǎn)移地址尋址方式
　3.2 TMS320C54x的指令系統(tǒng)
　　3.2.1指令系統(tǒng)概述
　　……
第4章　TMS320C54x匯編語言程序設(shè)計(jì)
第5章　TMS320C54x的引腳功能、流水線結(jié)構(gòu)和外部總線結(jié)構(gòu)
第6章　TMS320C54x片內(nèi)外設(shè)
第7章　CCS開發(fā)工具及應(yīng)用
第8章　DSP芯片應(yīng)用
附錄
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

1.1 引 言1．?dāng)?shù)字信號(hào)處理概述數(shù)字信號(hào)處理，或者說對(duì)信號(hào)的數(shù)學(xué)處州址20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。它利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫臄?shù)字設(shè)備對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮和識(shí)別等加工處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式并進(jìn)行有效的傳輸與應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理以許多經(jīng)典的理論作為自己的理論基礎(chǔ)（如隨機(jī)過程、信號(hào)與系統(tǒng)等），同時(shí)又使自己成為 系列新興學(xué)科（如模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）的基礎(chǔ)。數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)在理論和應(yīng)用之間架起了一座橋梁。圖1-1所示為一個(gè)典型的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的輸入信號(hào)可以有各種各樣的形式，例如聲音、圖像、溫度、壓力等。假設(shè)我們輸入的是語音信號(hào)，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)首先對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行帶限濾波和抽樣，根據(jù)奈奎斯特定理，抽樣頻率必須至少是輸入帶限信號(hào)最高頻率的2倍，以防止I信號(hào)頻譜混疊，保證語音信息不丟失。然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，即將輸入的模擬信號(hào)(Analog Signal，在時(shí)域中時(shí)間和幅值連續(xù)變化的信號(hào))按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣，并將采樣值進(jìn)行量化．得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)(Digital Signal，時(shí)間和幅值均為離散的信號(hào))。數(shù)字信號(hào)處理芯片對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行某種形式的語音處理，如語音壓縮等，得到輸出的數(shù)字信號(hào)后再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，最后此信號(hào)經(jīng)低通濾波器就可得至平滑的模擬語音信號(hào)。2.單片機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器單片機(jī)是從Z80發(fā)展而來的，它將微處理器和部分外圍功能（如ROM、RAM及外部串口等）集成在一個(gè)芯片上，組成微型計(jì)算機(jī)。數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)是功能更強(qiáng)大的單片機(jī)，是現(xiàn)代電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，特別適合于數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算，主要用于實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法（如卷積運(yùn)算、FFT、DFT、矩陣乘法等）。所謂實(shí)時(shí)(Real-time)處理，是指數(shù)字信號(hào)處理與信號(hào)的輸入和輸出保持同步。DSP芯片的誕生將理論研究結(jié)果廣泛應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，MP3播放器就是一個(gè)典型的應(yīng)用，手機(jī)則是DSP芯片與單片機(jī)的綜合應(yīng)用。單片機(jī)適用于處理一些事務(wù)，如控制鍵盤；DSP芯片則適用于處理密集型的運(yùn)算，如語言壓縮和解壓縮、無線信道的調(diào)制與解調(diào)等。DSP芯片與單片機(jī)的主要區(qū)別在于數(shù)值處理和高速控制。DSP有硬件乘法器，存儲(chǔ)容量比單片機(jī)大得多。DSP采用的是改進(jìn)的哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，并廣泛采用流水線技術(shù)，其程序空間和數(shù)據(jù)空間是相互獨(dú)立分開的，有各自的地址與數(shù)據(jù)總線，這就使得指令和數(shù)據(jù)的處理可以同時(shí)進(jìn)行，從而大大提高了效率。改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)允許數(shù)據(jù)在程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間之間傳輸，從而大大提高了運(yùn)行速度和編程的靈活性。DSP是運(yùn)算密集型的，單片機(jī)是事務(wù)型的，單片機(jī)的中斷比DSP少得多。DSP芯片的A/D變換精度比單片機(jī)的高。DSP芯片內(nèi)有多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線，具有豐富的片內(nèi)存儲(chǔ)器（如RAM、ROM、Flash等）以及豐富的片內(nèi)外設(shè)（如定時(shí)器、異步串口、同步串口、DMA控制器、HPI接口、A/D轉(zhuǎn)換器和通用I/0口等）。另外，它還有特殊指令：MAC(連乘加指令，可單周期同時(shí)完成乘法和加法運(yùn)算)、RPTS和RPTB(硬件判斷循環(huán)邊界條件，以避免破壞流水線)，特殊尋址方式：位倒序?qū)ぶ罚▽?shí)現(xiàn)FFT快速倒序）和循環(huán)尋址，特殊片內(nèi)外設(shè)：軟件插等待電路（便于與慢速設(shè)備接口）、數(shù)字鎖相電路PLL(有利于系統(tǒng)穩(wěn)定)。1.2 DSP芯片概述1．DSP芯片的發(fā)展美國德州儀器(Texas Instruments，TI公司成功地推出了DSP芯片的一系列產(chǎn)品。TMS320是包括定點(diǎn)、浮點(diǎn)和多處理器在內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理器系列，其結(jié)構(gòu)非常適合于進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)處理。TI公司在推出TMS32010之后又相繼推出TMS32011、TMS320C10/14/15/16/17等，其中，TMS32010和TMS32011采用2.4μm的NMOS工藝，而其他幾種則采用1.8μm的CMOS工藝。這些芯片的典型工作頻率為20 MHz，它們代表了TI的第一代DSP芯片。TI公司的TMS320系列DSP產(chǎn)品已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最有影響力的DSP芯片，TI公司也已經(jīng)成為世界上最大的DSP芯片供應(yīng)商。第二代DSP芯片的典型代表是TMS32020、TMS320C25/26/28。在這些芯片中，TMS32020是一個(gè)過渡產(chǎn)品，其指令周期為200 ns，與TMS32010相當(dāng)，而其硬件結(jié)構(gòu)則與TMS320C25 -致。在第二代DSP芯片中，TMS320C25是一個(gè)典型的代表，其他芯片都是由TMS320C25派生出來的。TMS320C2xx是第二代DSP芯片的改進(jìn)型，其指令周期最短為25 ns，運(yùn)算能力達(dá)40 MIPS。TMS320C3x是TI的第三代產(chǎn)品，包括TMS320C30/31/32，它也是第一代浮點(diǎn)DSP芯片。TMS320C31是TMS320C30的簡(jiǎn)化和改進(jìn)型，它在TMS320C30的基礎(chǔ)上去掉了一般用戶不常用的一些資源，降低了成本，是一個(gè)性價(jià)比較高的浮點(diǎn)處理器。TMS320C32足TMS320C31的進(jìn)一步簡(jiǎn)化和改進(jìn)。

編輯推薦

《TMS320C54x DSP原理及應(yīng)用》由西安電子科技大學(xué)出版社出版。

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