TMS320C672x系列DSP原理與應(yīng)用

前言

　　數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）從誕生發(fā)展至今，雖然只經(jīng)歷了不到30年的時(shí)間，但在通信、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，已深刻影響了人們的生活。人類(lèi)已無(wú)法離開(kāi)DSP芯片?，F(xiàn)在主要的DSP廠商包括美國(guó)德克薩斯州儀器（TI）公司、美國(guó)飛思卡爾（Freescale）半導(dǎo)體公司、朗訊（AT&T）和美國(guó)模擬器件公司（AnalogDevicesInc.，ADI）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，因此了解TI公司的DSP芯片，無(wú)論對(duì)學(xué)習(xí)DSP，還是對(duì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，均具有重要的意義?！　I公司的DSP芯片分為T(mén)MS320C2000/C5000/C6000（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Cxxxx）等三大系列。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C62x、浮點(diǎn)系列C67x、圖像處理系列C64x和數(shù)字多媒體應(yīng)用系列DM64x。C672x系列DSP芯片是TI公司高性能32/64位浮點(diǎn)信號(hào)處理器的新一代產(chǎn)品，屬于C67x家族。該系列包括C6727/C6726/C6722等3種芯片?！　∽髡呓Y(jié)合多年數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)工程開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)了此書(shū)。書(shū)中詳細(xì)介紹了TMS320C672x系列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)合實(shí)例講解了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS的應(yīng)用。　　全書(shū)共11章，由山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院劉偉博士負(fù)責(zé)，山東理工大學(xué)魏芹芹、陳文鋼、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院王偉博士和中國(guó)科學(xué)院電工研究所殷伯華博士參與了編寫(xiě)。第1，2，4，9章由劉偉博士編寫(xiě)，第3，5，6，7，8章由魏芹芹編寫(xiě)，第10章由陳文鋼編寫(xiě)，第11章由王偉編寫(xiě)，全書(shū)由劉偉博士和陳文鋼審校。碩士研究生楊玉坤、趙愛(ài)麗、王曉峰和范新參與了資料的整理?！　≡诒緯?shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，得到了山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院趙艷雷博士的熱情支持。此外，TI第三方北京合眾達(dá)公司為本書(shū)提供了大量有關(guān)TIDSP芯片的最新資料，在此一并表示感謝。　　本書(shū)在編寫(xiě)和出版過(guò)程中得到了北京航空航天大學(xué)出版社的大力支持，在此表示誠(chéng)摯的謝意?！　∮捎诰幷咚接邢蓿帉?xiě)時(shí)間緊迫，故書(shū)中難免存在錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《TMS320C672x系列DSP原理與應(yīng)用》介紹TMS320C672x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，并給出實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS的應(yīng)用示例。書(shū)中還包含大量DSP芯片的應(yīng)用和算法實(shí)驗(yàn)。

書(shū)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芯片的分類(lèi)1.4 TMS320C672x系列DSP芯片第2章 CPIJ結(jié)構(gòu)與指令集2.1 TMS320C672x系列的CPU結(jié)構(gòu)2.1.1 CPU的結(jié)構(gòu)2.1.2 CPU數(shù)據(jù)通道與控制2.2 TMS320C672x指令集2.2.1 指令集概述2.2.2 讀取/存儲(chǔ)類(lèi)指令2.2.3 算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令2.2.4 邏輯及位操作類(lèi)指令2.2.5 搬移類(lèi)指令2.2.6 程序轉(zhuǎn)移類(lèi)指令2.2.7 浮點(diǎn)運(yùn)算指令2.2.8 資源對(duì)指令的約束2.2.9 C672x指令集匯總2.3 流水線2.3.1 C672x流水線概述2.3.2 流水線指令類(lèi)型2.4 中斷2.4.1 中斷類(lèi)型和中斷信號(hào)2.4.2 中斷服務(wù)表IST2.4.3 中斷控制寄存器2.4.4 中斷性能和編程考慮事項(xiàng)2.5 C672x DSP ROM2.5.1 簡(jiǎn)介2.5.2 ROM組件2.5.3 訪問(wèn)ROM內(nèi)容第3章 外部存儲(chǔ)器接口3.1 概述3.2 寄存器3.3 結(jié)構(gòu)和操作3.3.1 EMIF引腳描述3.3.2 時(shí)鐘控制3.3.3 EMIF請(qǐng)求3.3.4 SDRAM控制器和接口3.3.5 異步控制器和接口3.3.6 數(shù)據(jù)總線掛起3.3.7 復(fù)位和初始化3.3.8 中斷支持3.3.9 引腳復(fù)用3.3.10 優(yōu)先級(jí)和仲裁3.3.11 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.4 配置舉例3.4.1 硬件接口3.4.2 軟件配置3.5 SDRAM讀/寫(xiě)示例3.6 Flash讀/寫(xiě)示例第4章 雙通道數(shù)據(jù)搬移加速控制器4.1 概述4.1.1 特點(diǎn)4.1.2 dMAX術(shù)語(yǔ)4.1.3 啟動(dòng)dMAx傳輸4.1.4 FIFO的實(shí)現(xiàn)4.1.5 dMAX傳輸?shù)念?lèi)型4.1.6 量子傳輸4.1.7 數(shù)據(jù)單元大小及其調(diào)整4.1.8 源/目的地址更新4.1.9 重載dMAX傳輸4.1.10 dMAX中斷生成4.1.11 事件編碼器4.2 寄存器描述4.2.1 參數(shù)RAM4.2.2 FIFO描述器4.2.3 dMAX控制寄存器4.3 傳輸示例4.3.1 傳輸同步4.3.2 通用傳輸示例4.3.3 FIFO傳輸示例4.3.4 一維突發(fā)傳輸4.3.5 從SPI數(shù)據(jù)傳輸4.3.6 服務(wù)外設(shè)的示例4.3.7 使用dMAX事件產(chǎn)生CPU中斷的示例4.3.8 dMAX延遲效應(yīng)使用示例第5章 多通道音頻串行端口5.1 概述5.1.1 特點(diǎn)5.1.2 術(shù)語(yǔ)5.2 McASP架構(gòu)5.2.1 接口信號(hào)5.2.2 寄存器5.2.3 時(shí)鐘和幀同步信號(hào)發(fā)生器5.2.4 串行器5.2.5 格式化單元5.2.6 時(shí)鐘檢查電路5.2.7 引腳控制5.3 McASP操作5.3.1 啟動(dòng)與初始化5.3.2 傳輸模式5.3.3 數(shù)據(jù)發(fā)送和接收5.3.4 格式化器5.3.5 中斷5.3.6 錯(cuò)誤處理和管理5.3.7 回送模式5.4 McASP應(yīng)用示例5.5 SPI接口5.5.1 SPI概述5.5.2 SPI寄存器5.5.3 SPI操作5.5.4 SPI作為通用I/O引腳5.5.5 中斷5.5.6 DMA接口5.6 I2C接口5.6.1 I2C模塊簡(jiǎn)介5.6.2 功能概述5.6.3 寄存器5.6.4 詳細(xì)操作5.6.5 I2C模塊產(chǎn)生的事件5.6.6 GPIO引腳控制5.6.7 復(fù)位/禁止I2C模塊5.6.8 編程指南5.6.9 I2C模塊應(yīng)用示例第6章 通用主機(jī)接口6.1 概述6.1.1 特點(diǎn)6.1.2 UHPI結(jié)構(gòu)框圖6.1.3 UHPI引腳6.1.4 UHPI主要操作模式的比較6.1.5 主機(jī)地址/數(shù)據(jù)模式6.1.6 雙HPIA和單HPIA選項(xiàng)6.1.7 整字和雙半字操作選項(xiàng)6.1.8 使用雙HPIA選項(xiàng)的復(fù)用主機(jī)地址/數(shù)據(jù)模式6.1.9 使用單HPIA選項(xiàng)的復(fù)用主機(jī)地址/數(shù)據(jù)模式6.1.10 分立主機(jī)地址/數(shù)據(jù)模式6.1.11 引腳復(fù)用和通用I/O控制6.2 UHPI操作6.2.1 初始化6.2.2 主機(jī)訪問(wèn)類(lèi)型6.2.3 UHPI主機(jī)訪問(wèn)順序6.2.4 UHPI對(duì)于C672x資源的訪問(wèn)6.2.5 DSP或dMAX與外部主機(jī)之間的中斷6.3 寄存器第7章 定時(shí)器7.1 概述7.2 模塊操作7.3 寄存器7.4 定時(shí)器應(yīng)用示例第8章 軟件可編程鎖相環(huán)8.1 概述8.2 功能描述8.2.1 多路選擇器和分頻器8.2.2 復(fù)位控制器8.3 配置8.3.1 初始化8.3.2 改變分頻器/倍頻器的倍率8.3.3 鎖相環(huán)的關(guān)閉和喚醒8.4 實(shí)際時(shí)鐘源8.5 寄存器第9章 DSP集成軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境9.1 CCS簡(jiǎn)介9.2 CCS的構(gòu)成9.2.1 代碼生成工具9.2.2 CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境9.2.3 DSP/BIOS插件9.2.4 硬件仿真和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換9.3 基本的C語(yǔ)言應(yīng)用程序9.3.1 鏈接器命令文件9.3.2 中斷向量表9.3.3 Hello World程序9.4 混合語(yǔ)言編程9.4.1 C語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)9.4.2 匯編語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)9.4.3 混合編程的方法9.4.4 混合編程的接口規(guī)范9.4.5 示例程序9.5 DSP/BIOS應(yīng)用程序9.5.1 創(chuàng)建配置文件9.5.2 用CCS測(cè)試第10章 DSP算法及其實(shí)現(xiàn)10.1 有限沖擊響應(yīng)濾波器FIR的實(shí)現(xiàn)10.2 無(wú)限沖擊響應(yīng)濾波器IIR的實(shí)現(xiàn)10.3 快速傅里葉變換FFT的實(shí)現(xiàn)10.4 卷積的實(shí)現(xiàn)10.5 自適應(yīng)濾波器的實(shí)現(xiàn)第11章 DSP綜合應(yīng)用11.1 語(yǔ)音信號(hào)采集與處理11.1.1 語(yǔ)音采集11.1.2 數(shù)字回聲的實(shí)現(xiàn)11.1.3 數(shù)字和聲的實(shí)現(xiàn)11.2 UART異步串口通信的實(shí)現(xiàn)11.3 USB接口的實(shí)現(xiàn)11.4 從Flash實(shí)現(xiàn)BOOT附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 DSP概述　　1.1 DSP芯片的概念　　在人們的生活環(huán)境中，存在著各種各樣的信號(hào)。有些信號(hào)是自然產(chǎn)生的，但多數(shù)信號(hào)是人類(lèi)制造出來(lái)的。這些信號(hào)中，有些信號(hào)是人們需要的，如語(yǔ)音信號(hào)和美妙的音樂(lè)；有些信號(hào)則是不需要的，是噪聲，如建筑工地沖擊鉆和木鋸等的噪聲。從工程意義上講，信號(hào)都攜帶著信息，而信號(hào)處理就是提取、增強(qiáng)、存儲(chǔ)和傳輸有用信息的過(guò)程。其最簡(jiǎn)單的功能就是從混亂的信息中提取有用的信息。信息是否有用是針對(duì)特定環(huán)境而言的，因此信號(hào)處理也是面向特定應(yīng)用的?！　‖F(xiàn)實(shí)生活中的信號(hào)多為模擬信號(hào)，這些信號(hào)在時(shí)間和幅度上連續(xù)變化。既可以使用電阻、電容、晶體管和運(yùn)算放大器組成模擬信號(hào)處理器（Analog Signal Processor，ASP）來(lái)處理這些信號(hào)，也可以使用包含加法器、乘法器和邏輯單元的數(shù)字電路對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理。這種數(shù)字電路即為數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor，DSP）。由于DSP使用離散的二進(jìn)制數(shù)處理信號(hào)，所以必須先使用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)模擬信號(hào)采樣量化后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由DSP來(lái)處理，最后由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAc）轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出?？够殳B濾波器（PrF）其實(shí)就是低通濾波器，濾掉截止頻率以上的信號(hào)，以免在采樣過(guò)程中引起混疊。平波濾波器PoF使輸出信號(hào)更加平滑。這一過(guò)程如圖1～1所示?！　SP系統(tǒng)由于使用了大量的模擬器件，因此存在著系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，靈活性不高，抗干擾能力差等缺點(diǎn)；而DSP系統(tǒng)是基于軟件設(shè)計(jì)的，因此靈活性高，能夠?qū)崟r(shí)地修改程序以適應(yīng)不同的應(yīng)用，抗干擾能力強(qiáng)，成本低。

編輯推薦

　　《TMS320C672x系列DSP原理與應(yīng)用》既適合自學(xué)，又可以作為本科生、研究生學(xué)習(xí)“DSP原理與應(yīng)用”課程的教材。

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