DSP原理與應(yīng)用

前言

　　目前，很多高校的專(zhuān)業(yè)課程都增設(shè)了《DSP原理與應(yīng)用》這門(mén)課程。本書(shū)將以TMS320（25402為主，面向高年級(jí)大學(xué)生，系統(tǒng)地介紹TMS320C5000系列 DSP。　　現(xiàn)在介紹TMS320C5000的書(shū)很多，那么為什么還要編寫(xiě)本書(shū)？主要因?yàn)楝F(xiàn)在很多DSP書(shū)籍面向的讀者是以本科及以上學(xué)歷的學(xué)生為主，沒(méi)有考慮到學(xué)生的知識(shí)背景進(jìn)行編寫(xiě)，從而導(dǎo)致一些學(xué)生一談到DSP就厭煩，DSP原理與應(yīng)用》在很多高校里只是作為知識(shí)結(jié)構(gòu)更新和課程設(shè)置更新的標(biāo)志，從而使很多學(xué)生學(xué)完之后，要么對(duì)DSP一知半解，要么畏之如虎，并沒(méi)有真正地理解和應(yīng)用DSP。其次，許多書(shū)籍只是先介紹DSP的結(jié)構(gòu)原理，再介紹DSP的應(yīng)用案例，在介紹的時(shí)候往往只給出分析結(jié)果，沒(méi)有給出“所以然”，這樣一來(lái)，書(shū)中介紹的內(nèi)容就沒(méi)有實(shí)際的指導(dǎo)作用。造成了對(duì)DSP精通者不屑閱讀此類(lèi)書(shū)籍，不懂者看了似乎懂，一旦進(jìn)行實(shí)際操作還是模棱兩可。再者，DSP器件以高速數(shù)字運(yùn)算為主要特征，所以它在應(yīng)用時(shí)對(duì)電磁兼容性等指標(biāo)的要求較高。學(xué)習(xí)者一般沒(méi)有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，很難畫(huà)出PCB圖，所以DSP在學(xué)生的印象中不如單片機(jī)那么直接，就更談不上積累經(jīng)驗(yàn)了，即使開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)也是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。本書(shū)的編寫(xiě)就考慮到上述的問(wèn)題，爭(zhēng)取汲取其他書(shū)籍的優(yōu)點(diǎn)，突出DSP的特點(diǎn)，用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)引導(dǎo)那些想涉足DSP領(lǐng)域的人員，告訴他們What is DSP？What t0 do andhow to do。希望本書(shū)能成為一把鑰匙，讓你順利地開(kāi)啟DSP開(kāi)發(fā)的大門(mén)?！　?duì)于DSP的初學(xué)者而言，學(xué)習(xí)DSP這門(mén)課需要做到如下幾點(diǎn)：　?。?）堅(jiān)持　堅(jiān)持就是勝利！獲取任何知識(shí)都是艱難的，做任何事情都需要努力。萬(wàn)事開(kāi)頭難，學(xué)習(xí)DSP也一樣，但是只要能夠堅(jiān)持就能夠成功?！　。?）多問(wèn)　學(xué)習(xí)的工程就是解決問(wèn)題的過(guò)程，所以在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，一定要多問(wèn)自己為什么。為什么DSP能完成這些任務(wù)？為什么DSP內(nèi)部這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)？為什么算法這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)？你要不斷地問(wèn)自己怎么樣才能有學(xué)習(xí)的動(dòng)力，只有不斷地解決為什么，才能夠獲得知識(shí)。所有的問(wèn)題也可以用實(shí)踐來(lái)回答?！　。?）多交流　一定要多和其他的。DSP學(xué)習(xí)者進(jìn)行充分的交流，也許其他人對(duì)DSP有不同的理解方式，有不同的應(yīng)用方式，或者在學(xué)習(xí)過(guò)程中有不同的心得體會(huì)。也許你百思不得其解的問(wèn)題，別人已經(jīng)詳細(xì)地說(shuō)明了原因，這樣做能夠節(jié)省你大量寶貴的時(shí)間和精力，當(dāng)然最好你也要把自己的心得說(shuō)出來(lái)，不是完全是為了幫助別人，也許別人能夠發(fā)現(xiàn)你的學(xué)習(xí)體會(huì)中的問(wèn)題。

內(nèi)容概要

　　《新世紀(jì)電子信息課程系列規(guī)劃教材·DSP原理與應(yīng)用》以TMS320C5402為例，系統(tǒng)的介紹了C54X系列DSP控制芯片的硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)尋址方式、指令系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境及軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)環(huán)境及C／C++程序開(kāi)發(fā)、C54的硬件電路設(shè)計(jì)、C54X的片上外設(shè)以及C5402應(yīng)用舉例。《新世紀(jì)電子信息課程系列規(guī)劃教材·DSP原理與應(yīng)用》在介紹具體內(nèi)容時(shí)語(yǔ)言通谷易懂，深入淺出，并結(jié)合一些具體應(yīng)用進(jìn)行講解。希望《新世紀(jì)電子信息課程系列規(guī)劃教材·DSP原理與應(yīng)用》能成為一把鑰匙，讓你順利地開(kāi)啟DSP開(kāi)發(fā)的大門(mén)。

書(shū)籍目錄

1　概　述1.0　引言1.1　DSP發(fā)展概況1.2　DSP器件的產(chǎn)品分類(lèi)1.3　DSP的特點(diǎn)及應(yīng)用1.4　TMS320C54X系列1.5　構(gòu)建DSP系統(tǒng)1.5.1　DSP系統(tǒng)模型1.5.2　數(shù)字信號(hào)處理器的選擇1.5.3　DSP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程2　TMS320C54x的硬件結(jié)構(gòu)2.0　引言2.1　C54X的硬件結(jié)構(gòu)2.2　中央處理器2.2.1　多總線結(jié)構(gòu)2.2.2　運(yùn)算部件2.2.3　控制部件2.3　存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)3　尋址方式及指令系統(tǒng)3.0　引言3.1　尋址方式3.2　流水線3.3　指令系統(tǒng)3.3.1　數(shù)據(jù)傳輸指令3.3.2　算術(shù)運(yùn)算3.3.3　邏輯運(yùn)算指令3.3.4　程序控制3.3.5單指令重復(fù)4　C54X的片上外設(shè)4.1　C54X中斷系統(tǒng)概述4.1.1　中斷請(qǐng)求4.2　中斷控制4.2.1　中斷屏蔽4.2.2　中斷優(yōu)先級(jí)4.2.3　外部中斷響應(yīng)時(shí)間和外部中斷觸發(fā)4.3　定時(shí)器結(jié)構(gòu)4.3.1　定時(shí)器結(jié)構(gòu)圖4.4　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用步驟4.5　C54X串行及并行接口4.5.1　SP標(biāo)準(zhǔn)串口4.5.2　BSP串口4.5.3　TDM時(shí)分復(fù)用串口4.5.4　McBSP多通道帶緩沖串口4.5.5　McBSP結(jié)構(gòu)及工作原理4.5.6　MeBSP串口配置5　程序開(kāi)發(fā)過(guò)程5.0　引言5.1　C54X軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程5.2　COFF的一般概念5.2.1　COFF文件的基本單元5.2.2　匯編器對(duì)段的處理5.2.3　鏈接器對(duì)段的處理5.2.4　鏈接器對(duì)程序的重新定位5.2.5　程序裝入5.2.6　COFF文件中的符號(hào)5.3　匯編程序5.3.1　匯編語(yǔ)言源程序格式5.3.2　匯編語(yǔ)言中的常數(shù)與字符串5.3.3　匯編源程序中的符號(hào)5.3.4　匯編源程序中的表達(dá)式5.3.5　匯編偽指令5.3.6　宏定義和宏調(diào)用5.3.7　匯編器命令及參數(shù)5.4　鏈接器的使用5.4.1　鏈接器的運(yùn)行5.4.2　鏈接器命令文件的編寫(xiě)與使用5.4.3　MEMORY指令5.4.4　SECTIONS指令5.4.5　多個(gè)文件的鏈接實(shí)例6　匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)6.0　引言6.1　堆棧的使用方法6.2　控制程序6.2.1　分支操作程序6.2.2　循環(huán)操作程序6.3　算術(shù)運(yùn)算程序6.3.1　加減法運(yùn)算和乘法運(yùn)算6.3.2　除法運(yùn)算6.3.3　長(zhǎng)字運(yùn)算和并行運(yùn)算6.4　重復(fù)操作程序6.4.1　單指令重復(fù)操作6.4.2　塊程序重復(fù)操作6.4.3　對(duì)數(shù)組x[8]中的每個(gè)元素加16.4.4　循環(huán)嵌套6.5　數(shù)據(jù)塊傳送程序7　開(kāi)發(fā)環(huán)境及C/C++程序開(kāi)發(fā)7.0　引言7.1　CCS初步探索7.1.1　開(kāi)發(fā)環(huán)境及驅(qū)動(dòng)的安裝7.1.2　軟件設(shè)置及使用簡(jiǎn)介7.1.3　CCS界面操作7.1.4　GEL語(yǔ)言7.2　C/C++程序設(shè)計(jì)7.2.1　DSP上的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)7.2.2　C/C十十程序設(shè)計(jì)流程7.3　C/C++語(yǔ)言數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及語(yǔ)法7.4　C/C++控制語(yǔ)句7.4.1　C/C++順序語(yǔ)句7.4.2　C/C++分支語(yǔ)句7.4.3　C/C十+循環(huán)語(yǔ)句7.5　C/C++語(yǔ)言函數(shù)7.5.1　C/C++自定義函數(shù)7.5.2　中斷函數(shù)7.6　混合編程7.6.1　C編譯器生成的段7.6.2　存儲(chǔ)器分配7.6.3　TMS320C54X混合編程8　C54x的硬件電路設(shè)計(jì)8.0　引言8.1　C54X的引腳功能8.2　時(shí)鐘發(fā)生器及時(shí)鐘電路8.3　存儲(chǔ)器和I/O擴(kuò)展基本方法8.3.1　外部總線特性8.3.2　外部總線等待狀態(tài)控制8.3.3　外部總線接口分區(qū)轉(zhuǎn)換時(shí)序8.4　節(jié)電模式和復(fù)位時(shí)序8.5　程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展應(yīng)用8.6　靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展8.7　I/O擴(kuò)展應(yīng)用8.7.1　I/O配置9　C5402應(yīng)用舉例9.0　引言9.1　FIR濾波器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)9.2　串口應(yīng)用9.3　定時(shí)器的使用9.4　外部中斷9.4.1　外部中斷電路9.5　鍵盤(pán)擴(kuò)展附錄　本書(shū)采用的符號(hào)及意義參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　3　尋址方式及指令系統(tǒng)　　3.0　引言　　本章主要介紹三部分內(nèi)容；尋址方式、流水線機(jī)制、指令系統(tǒng)。熟悉尋址方式有利于提高編制程序的效率，特別是有利于程序算法的設(shè)計(jì)；流水線機(jī)制是DSP高效率、高速運(yùn)行的原因之一，尤其在編寫(xiě)程序時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。　　需說(shuō)明的是C54X的指令系統(tǒng)中的指令有兩種表示形式，一種是類(lèi)似于匯編語(yǔ)言的助記符形式（方便起見(jiàn)，本書(shū)后面將統(tǒng)稱(chēng)匯編），另一種是類(lèi)似于高級(jí)語(yǔ)言的代數(shù)形式。其指令系統(tǒng)較一般的單片機(jī)指令系統(tǒng)復(fù)雜，有許多需要特別注意的指令用法.尤其是涉及流水線操作和兩次讀／寫(xiě)的指令。更應(yīng)該與芯片的硬件操作狀態(tài)配合。以免產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果，C54X共有指令216條，其中進(jìn)行兩次存儲(chǔ)器操作指令26條，并行運(yùn)算操作指令工3條?！　×硗猓捎谟布朔ㄆ骷巴靶幸莆患拇嫫骺梢赃M(jìn)行乘法，濾波及數(shù)字信號(hào)處理等單指令復(fù)雜運(yùn)算，對(duì)于大多數(shù)數(shù)字信號(hào)處理程序來(lái)說(shuō)使用方便、有效?！　?.1　尋址方式　　指令的尋址方式是指當(dāng)硬件執(zhí)行指令時(shí)，尋找指令所指定的參與運(yùn)算的操作數(shù)的方法。不同的尋址方式為編程提供了極大的柔性編程操作空間，可以根據(jù)程序要求采用不同的尋址方式，提供程序的時(shí)間和代碼效率。C54X有七種尋址方式，包括立即尋址、絕對(duì)尋址、累加器尋址、直接尋址、間接尋址、存儲(chǔ)器映像寄存器尋址和堆棧尋址?！　。?）立即尋址　　立即尋址的指令是雙字節(jié)指令，第一個(gè)字節(jié)是操作碼，第二個(gè)字節(jié)是立即操作數(shù)。因此，操作數(shù)就是放在程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的常數(shù)?！　±纾骸　D #10，A　　表示將立即數(shù)1O（前面加井，以區(qū)別于地址表示方法）送入累加器A，這里的數(shù)字工。是指令代碼的一部分。因此，立即尋址的操作數(shù)在程序運(yùn)行中不能改變，故常常用于程序的初始化部分.另外，立即尋址方式中的立即數(shù)有兩種數(shù)值形式：3、5、8、9位短立即數(shù)和工6位長(zhǎng)立即數(shù)。它們?cè)谥噶钪蟹謩e編碼為單字或雙字指令?！　?）絕對(duì)尋址　　絕對(duì)尋址方式的指令中包含的是所尋找操作數(shù)的工6位單元地址。這些地址可以用其所在單元的地址號(hào)或16位符號(hào)常數(shù)表示。由于指令中的絕對(duì)地址是16位，所以，絕對(duì)尋址指令長(zhǎng)度至少為2個(gè)字節(jié)。　　……

編輯推薦

　　《新世紀(jì)電子信息課程系列規(guī)劃教材：DSP原理與應(yīng)用》以TMS320C5402為例，系統(tǒng)的介紹了C54X系列DSP控制芯片的硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)尋址方式、指令系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境及軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)環(huán)境及C／C++程序開(kāi)發(fā)、C54的硬件電路設(shè)計(jì)、C54X的片上外設(shè)以及C5402應(yīng)用舉例?！缎率兰o(jì)電子信息課程系列規(guī)劃教材：DSP原理與應(yīng)用》在介紹具體內(nèi)容時(shí)語(yǔ)言通谷易懂，深入淺出，并結(jié)合一些具體應(yīng)用進(jìn)行講解。希望《新世紀(jì)電子信息課程系列規(guī)劃教材：DSP原理與應(yīng)用》能成為一把鑰匙，讓你順利地開(kāi)啟DSP開(kāi)發(fā)的大門(mén)。

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