DSP知识点复习ppt课件.ppt

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1、DSPDSP技术及应用技术及应用2第第1 1章章 内容内容pDSPDSP技术的概念技术的概念 定义定义 发展领域发展领域 特点特点p可编程可编程DSPDSP芯片芯片 结构特点结构特点 分类分类 发展及趋势发展及趋势 应用应用pTMS320TMS320系列系列DSPDSP概述概述 TMS320C2000 TMS320C5000 TMS320C6000TMS320C2000 TMS320C5000 TMS320C6000pDSPDSP系统设计概要系统设计概要 设计过程设计过程DSPDSP芯片的选择芯片的选择DSPDSP应用系统的开发工具应用系统的开发工具DSPDSP技术及应用技术及应用3.DSP.

2、DSP与与DSPDSP技术技术 DSPDSP(Digital Signal (Digital Signal ProcessingProcessing) )-数字信号处理的理论和方法。数字信号处理的理论和方法。 DSPDSP(Digital Signal (Digital Signal ProcessorProcessor) )-用于数字信号处理的可编程微处理器。用于数字信号处理的可编程微处理器。 DSPDSP技术技术(Digital Signal (Digital Signal ProcessProcess) )-是利用专门或通用数字信号处理芯片，通过数字是利用专门或通用数字信号处理芯片，通过

3、数字计算的方法对信号进处理的方法与技术。计算的方法对信号进处理的方法与技术。 DSPDSP技术及应用技术及应用4（1 1） 改进的哈佛结构改进的哈佛结构（2 2） 多总线结构多总线结构（3 3） 流水线技术流水线技术 （4 4） 多处理单元多处理单元（）特殊的指令（）特殊的指令（）指令周期短（）指令周期短（）运算精度高（）运算精度高（）丰富的外设（）丰富的外设（）功耗低（）功耗低DSPDSP芯片的结构特点芯片的结构特点DSPDSP技术及应用技术及应用51.TMS320C54X1.TMS320C54X的内部结构的内部结构; ;2.2.总线结构总线结构; ;3.3.中央处理单元中央处理单元(CPU

4、);(CPU);4.4.存储器和存储器和I/OI/O空间空间; ;5.5.中断系统中断系统第第2 2章章 TMS320C54xTMS320C54x的硬件结构的硬件结构DSPDSP技术及应用技术及应用6 TMS320C54x TMS320C54x内部结构（内部结构（3 3大块）大块） (1)(1)：包括算术逻辑运算单元：包括算术逻辑运算单元(ALU)(ALU)、乘法器、乘法器、累加器、移位寄存器、各种专门用途的寄存器、地址生累加器、移位寄存器、各种专门用途的寄存器、地址生成器及内部总线。成器及内部总线。 (2)(2)：包括片内程序：包括片内程序ROMROM、片内单访问的、片内单访问的数据数据RA

5、MRAM和双访问的数据和双访问的数据RAMRAM、外接存储器接口。、外接存储器接口。 (3)(3)：包括片内定时器、：包括片内定时器、各种类型的串口、主机接口、片内锁相环各种类型的串口、主机接口、片内锁相环(PLL)(PLL)、时钟、时钟发生器及各种控制电路。发生器及各种控制电路。TMS320C54xTMS320C54x硬件结构框图硬件结构框图DSPDSP技术及应用技术及应用7TMS320C54XTMS320C54X总线结构是围绕总线结构是围绕8 8组组1616比特总线建立的。比特总线建立的。PBPB：传送从程序存储器来的指令代码和立即操作数；：传送从程序存储器来的指令代码和立即操作数；（CB

6、CB、DBDB）：传送从数据存储器读出的操作数；：传送从数据存储器读出的操作数； （ EBEB）：传送写入到数据存储器中的数据；：传送写入到数据存储器中的数据； （PABPAB、CABCAB、DABDAB、EABEAB）：传送执行指令所需：传送执行指令所需 的地址；的地址； 总总 线线 结结 构构DSPDSP技术及应用技术及应用8。1 . CPU1 . CPU状态和控制寄存器状态和控制寄存器 C54x DSPC54x DSP有三个状态和控制寄存器：有三个状态和控制寄存器： (1) (1) 状态寄存器状态寄存器0(0(ST0ST0) )； (2) (2) 状态寄存器状态寄存器1(1(ST1ST1

7、) )； (3) (3) 处理器工作模式状态寄存器处理器工作模式状态寄存器( (PMSTPMST) )。 ST0ST0和和ST1ST1中包含各种工作条件和工作方式的状态，中包含各种工作条件和工作方式的状态， PMSTPMST中包含存储器的设置状态及其他控制信息。中包含存储器的设置状态及其他控制信息。 中央处理单元（中央处理单元（CPUCPU）DSPDSP技术及应用技术及应用92.2.运算部件运算部件(6(6个个) )（1 1）算术逻辑单元（）算术逻辑单元（ALUALU）（2 2）累加器）累加器（3 3）桶形移位器）桶形移位器（4 4）乘法器）乘法器/ /加法器单元加法器单元（5 5）比较、选择

8、和存储单元）比较、选择和存储单元（6 6）指数编码器）指数编码器DSPDSP技术及应用技术及应用103.3.特殊功能寄存器特殊功能寄存器（1 1） 第一类第一类(26(26个个) ) 功能：功能：主要用于程序的运算处理和寻址方式的选择及设定主要用于程序的运算处理和寻址方式的选择及设定l辅助寄存器辅助寄存器AR0-AR7AR0-AR7：产生：产生16bit16bit数据空间，通用数据空间，通用R R；l暂存器暂存器TREGTREG：乘（加）法指令存放一乘数、：乘（加）法指令存放一乘数、EXPEXP指令结果；指令结果；l过渡寄存器过渡寄存器TRNTRN（状态转移寄存器）：用来得到新的度量（状态转移

9、寄存器）：用来得到新的度量值存放中间结果值存放中间结果ViterbiViterbi（用于在（用于在ViterbiViterbi算法中记录转算法中记录转移路径）；移路径）；l堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器SPSP：指示栈顶在数据：指示栈顶在数据M M位置，向下生长位置，向下生长l中断标志寄存器中断标志寄存器IFRIFR：指明各中断源的状态；：指明各中断源的状态；l中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMRIMR：独立的屏蔽特定的中断：独立的屏蔽特定的中断DSPDSP技术及应用技术及应用11（2 2）第二类（）第二类（1717个）个）功能：用于控制片内外设（串口、定时器、机器周期功能：用于控制片内外设（串口

10、、定时器、机器周期设定等）设定等）CLKMD BSCR SWWSR 时钟模式寄存器多路开关控制寄存器软件支持状态寄存器DSPDSP技术及应用技术及应用12 存储器的组成（分为存储器的组成（分为3 3个可选择的存储空间）：个可选择的存储空间）：映射的接口位：提供与外部存储器存储空间数据（保存执行指令所使用的双访问单访问位数据存储空间的指令）位：存放程序（要执行程序存储空间1664/DARAMSARAM16641664K ROMKOIKRAM 存储器和存储器和I/OI/O空间空间DSPDSP技术及应用技术及应用131 1 中断系统概述中断系统概述中断：中断： CPUCPU终止正在执行的程序，转去执

11、行一个请求中断的终止正在执行的程序，转去执行一个请求中断的内部或外部的中断服务程序，待处理完毕后，又返回到内部或外部的中断服务程序，待处理完毕后，又返回到被终止的源程序处继续执行。这一过程称为中断；被终止的源程序处继续执行。这一过程称为中断； 中断系统：中断系统：为实现中断功能而设置的各种硬件和软件。为实现中断功能而设置的各种硬件和软件。 C54x DSPC54x DSP既支持软件中断，也支持硬件中断。当同既支持软件中断，也支持硬件中断。当同时有多个硬件中断出现时，时有多个硬件中断出现时，C54x DSPC54x DSP按照按照中断优先级别中断优先级别的高低的高低对它们进行服务。对它们进行服务

12、。 中中 断断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用142.2.中断分类中断分类C54x DSPC54x DSP的中断可以分成两大类：的中断可以分成两大类：(1)(1)第一类是可屏蔽中断。第一类是可屏蔽中断。这些都是可以用软件来屏蔽或开放的硬这些都是可以用软件来屏蔽或开放的硬件和软件中断。件和软件中断。C5402C5402只使用只使用1414个可屏蔽中断。个可屏蔽中断。 ； RINT0RINT0、XINT0XINT0、RINT1RINT1和和XINT2(XINT2(串行口中断串行口中断) )。 TINT0TINT0、TINT1(TINT1(定时器中断定时器中断) )。 HPINT(HP

13、INT(主机接口主机接口)DMAC0)DMAC0DMAC5DMAC5。(2) (2) 第二类是非屏蔽中断。第二类是非屏蔽中断。这些中断是不能够屏蔽的，这些中断是不能够屏蔽的，C54xC54x对这一对这一类中断总是响应，并从主程序转移到中断服务程序。类中断总是响应，并从主程序转移到中断服务程序。C54x DSPC54x DSP的非屏蔽中断包括所有的软件中断，以及两个外部硬件中断的非屏蔽中断包括所有的软件中断，以及两个外部硬件中断： ( (复位复位) )和和 。 INT0INT3RSNMI中中 断断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用15 2 2 中断处理一般过程：中断处理一般过程： 中

14、断源请求中断；中断标志寄存器中断源请求中断；中断标志寄存器(IFR) (IFR) CPUCPU响应中断；预定义条件的满足响应中断；预定义条件的满足 保护现场；保护现场； 转中断服务；转中断服务； 恢复现场；恢复现场； 中断返回；中断返回； 中中 断断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用163 3 接收、应答及处理中断接收、应答及处理中断1. 1. 接收中断请求接收中断请求 产生一个中断请求时，IFR中相应的中断标志位被置位。不管中断是否被处理器应答，该标志位都会被置位。当相应的中断响应后，该标志位自动被清除。一个中断由硬件器件或软件指令请求。(中断源说明如表2-10所示。)(1) (

15、1) 硬件中断请求硬件中断请求 硬件中断有外部和内部两种。硬件中断有外部和内部两种。30INTINTHPIDMA外部中断：等、行口、片内外设：定时器、串 中中 断断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用17 (2) (2) 软件中断请求软件中断请求 软件中断都是由程序中的指令软件中断都是由程序中的指令INTRINTR、TRAPTRAP和和 RESETRESET产生的。产生的。注： PC=中断向量地址指针+中断向量号 该指令允许执行任何可屏蔽中断 该指令不影响IFR标志位 不允许中断嵌套禁止其它可屏蔽中断12)715(0,INTMKIPTRPCSTPCSPa) ；2.5 2.5 中中 断

16、断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用18 b) ；除INTM不变外，其它同上。 注： 可实现中断嵌套 可用软件指令在TRAP中服中置位INTM c) 注： 功能：使处理器返回一个预定状态； 复位指令：可在程序的任何时候产生； 该指令影响ST0, ST1，不影响PMST DSPDSP技术及应用技术及应用19 2. 应答中断应答中断 硬件或软件中断发送了一个中断请求后，硬件或软件中断发送了一个中断请求后，CPU必须决定是否应必须决定是否应答中断请求。答中断请求。 软件中断和非屏蔽硬件中断会立刻被应答软件中断和非屏蔽硬件中断会立刻被应答; 屏蔽中断仅仅在如下条件被满足后才被应答。屏蔽中断

17、仅仅在如下条件被满足后才被应答。 (1) 优先级别最高优先级别最高(当同时出现一个以上中断时当同时出现一个以上中断时)。 (2) 状态寄存器状态寄存器 ST1中的中的INTM位为位为0。 (3) 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器IMR中的相应位为中的相应位为1。 CPU响应中断时，让响应中断时，让PC转到适当的地址取出中断向量，并发出转到适当的地址取出中断向量，并发出中断响应信号，清除相应的中断标志位。中断响应信号，清除相应的中断标志位。2.5 2.5 中中 断断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用203. 执行中断服务程序执行中断服务程序(ISR) (1) 将将PC值值(返回地址返回地

18、址)存到数据存储器堆栈的栈顶；存到数据存储器堆栈的栈顶； (2) 将中断向量的地址加载到将中断向量的地址加载到PC； (3) 在中断向量地址上取指；在中断向量地址上取指； (4) 执行分支转移指令，转至中断服务程序执行分支转移指令，转至中断服务程序(如果延迟分支转移，如果延迟分支转移，则在转移前先执行附加的指令则在转移前先执行附加的指令)； (5) 执行中断服务程序；执行中断服务程序； (6) 中断返回，从堆栈弹出返回地址加到中断返回，从堆栈弹出返回地址加到PC中；中； (7) 继续执行被中断了的程序。继续执行被中断了的程序。 中中 断断 系系 统统 DSPDSP技术及应用技术及应用211.1

19、.汇编源程序格式汇编源程序格式2.2.指令集符号与意义指令集符号与意义* *3.3.寻址方式（寻址方式（7 7种：立即、绝对、累加器、直接、间接、种：立即、绝对、累加器、直接、间接、存储器映射寄存器、堆栈存储器映射寄存器、堆栈）* *4.4.指令系统（指令系统（4 4种：算术运算、逻辑、程序控制、存储种：算术运算、逻辑、程序控制、存储和装入和装入）第第3 3章章 TMS320C54xTMS320C54x指令系统指令系统DSPDSP技术及应用技术及应用22p汇编语言指令的书写格式：汇编语言指令的书写格式：助记符形式助记符形式和代数式形式和代数式形式。pTMS320C54XTMS320C54X汇编

20、语言源程序由汇编语言源程序由源说明语句源说明语句组成。组成。p源说明语句主要源说明语句主要包括：包括：l 汇编语言指令汇编语言指令l 汇编伪指令（汇编命令）汇编伪指令（汇编命令）l 宏指令（宏命令）宏指令（宏命令）l 注释注释p汇编语言语句格式主要汇编语言语句格式主要包括包括4 4个部分：个部分： 标号域、指令域、操作数域和注释域标号域、指令域、操作数域和注释域。1 1 汇编源程序格式汇编源程序格式 DSPDSP技术及应用技术及应用23TMS320C54xTMS320C54x的指令系统符号和意义见的指令系统符号和意义见P51-53 P51-53 DSPDSP技术及应用技术及应用24C54C54

21、共有共有基本寻址方式基本寻址方式p立即寻址立即寻址p绝对寻址绝对寻址p累加器寻址累加器寻址p直接寻址直接寻址p间接寻址间接寻址p存储器映像寄存器寻址存储器映像寄存器寻址p堆栈寻址堆栈寻址 寻址方式寻址方式 DSPDSP技术及应用技术及应用25 循环寻址的算法循环寻址的算法： If 0If 0index+stepindex+stepBKBK； Index =index+stepIndex =index+step； Else if index+step Else if index+step BKBK； Index =index+step-BKIndex =index+step-BK； Else i

22、f index+stepElse if index+step0 0； Index =index+step+BKIndex =index+step+BK； 寻址方式寻址方式 DSPDSP技术及应用技术及应用26循环寻址循环寻址 使用循环寻址时，必须遵循以下三个原则：使用循环寻址时，必须遵循以下三个原则： R2R2N N，且地址从一个低，且地址从一个低N N位为位为0 0的地址开始；的地址开始； 小于或等于小于或等于循环缓冲区的长度；循环缓冲区的长度； 所使用的所使用的必须指向缓冲区单元。必须指向缓冲区单元。 寻址方式寻址方式 DSPDSP技术及应用技术及应用27 TMS320C54X TMS32

23、0C54X共有共有129129条条指令指令 按功能分为按功能分为4 4大类（大类（每大类又分为若干小类）每大类又分为若干小类） ： 算术运算指令；算术运算指令； 逻辑运算指令；逻辑运算指令； 程序控制指令；程序控制指令； 存储和装入指令。存储和装入指令。 * * 指令书写方式：助记符指令书写方式：助记符/ /表达式表达式 指令系统指令系统 DSPDSP技术及应用技术及应用28第第4 4章章 TMS320C54xTMS320C54x的软件开发的软件开发lTMS320C54xTMS320C54x软件开发过程软件开发过程 l汇编语言程序的编写方法汇编语言程序的编写方法l* *汇编伪指令和宏指令汇编伪

24、指令和宏指令l* * *公共目标文件格式公共目标文件格式COFFCOFFl* *汇编源程序的编辑、汇编和链接过程汇编源程序的编辑、汇编和链接过程l* * *汇编语言程序设计汇编语言程序设计( (控制和转移控制和转移 数据块传送数据块传送 算术运算术运算算) )DSPDSP技术及应用技术及应用29 C54x 归档器 宏 库 归档器 目标文件库 Hex 格式转换 EPROM 编程器 C 编译器 汇编源文件 汇编器 COFF 目标文件 链接器 可执行 COFF 文件 绝对列表 交叉引用列表 助记符指令 转换为 代数指令 汇编源文件 建立可用库 运行支持库 调试工具 宏源文件 C 源文件 DSPDSP

25、技术及应用技术及应用30汇编语言常量汇编语言常量p二进制整数二进制整数: :最多由最多由1616个二进制数字组成，其后缀为个二进制数字组成，其后缀为B(B(或或b) .b) .p八进制整数八进制整数: :最多由最多由6 6个八进制数字组成，其后缀为个八进制数字组成，其后缀为Q(Q(或或q)q)。 p十进制整数十进制整数: :由十进制数字串组成由十进制数字串组成 p十六进制整数十六进制整数: :最多由最多由4 4个十六进制数字组成个十六进制数字组成p浮点数常量浮点数常量: :由整数、小数点、小数部分和指数部分组成由整数、小数点、小数部分和指数部分组成 p字符常量字符常量: :由单引号括住的一个或

26、两个字符组成。它在机由单引号括住的一个或两个字符组成。它在机器内部由器内部由8 8位位ASCIIASCII码来表示一个字符。码来表示一个字符。p汇编时常量汇编时常量: :用用.set.set伪指令给一个符号赋值。伪指令给一个符号赋值。DSPDSP技术及应用技术及应用31字符串字符串(character strings)(character strings)是包括在双引号内的一串字符。是包括在双引号内的一串字符。 字符串的最大长度是变化的，由要求字符串的伪指令所规定。字符串的最大长度是变化的，由要求字符串的伪指令所规定。每个字符在内部用每个字符在内部用8 8位位ASCIIASCII码表示。码表示

27、。 以下是字符串的例子：以下是字符串的例子：“sample programsample program”定义了一个长度为定义了一个长度为1414的字符串：的字符串：sample sample progranprogran；“PLANPLAN“C C”定义了一个长度为定义了一个长度为7 7的字符串：的字符串：PLANPLAN“C C”。 汇编源程序中的字符串汇编源程序中的字符串DSPDSP技术及应用技术及应用32符号可用于标号、常量和替代其他字符。符号可用于标号、常量和替代其他字符。 符号名最多可为符号名最多可为3232位字符数字串位字符数字串(A(AZ Z、a az z、0 09 9、_ _和

28、和$)$)，第一位不能是数字，字符间不能有空格；第一位不能是数字，字符间不能有空格； 符号对大小写敏感，如汇编器将符号对大小写敏感，如汇编器将ABCABC、AbcAbc、abcabc认作不同的符认作不同的符号，用号，用-c-c选项可以使汇编器不区分大小写；选项可以使汇编器不区分大小写； 符号只有在汇编程序中定义后才有效，除非使用符号只有在汇编程序中定义后才有效，除非使用.global.global伪指伪指令声明才是一个外部符号。令声明才是一个外部符号。 DSPDSP内部的寄存器名和内部的寄存器名和$ $等都是汇编器已预先定义的全局符号。等都是汇编器已预先定义的全局符号。 汇编源程序中的符号汇编

29、源程序中的符号 DSPDSP技术及应用技术及应用33 汇编伪指令汇编伪指令( (又称为汇编命令又称为汇编命令) )作用：作用：给程序提供数据并且控制汇编过程。给程序提供数据并且控制汇编过程。表示：表示：指令区以指令区以“. .”号开始且为小写的为汇编伪指令。号开始且为小写的为汇编伪指令。指令数目：指令数目：C54xC54x汇编器共有汇编器共有6464条条汇编伪指令。汇编伪指令。 汇编伪指令用以形成常数和变量，当用它控制汇编和链接汇编伪指令用以形成常数和变量，当用它控制汇编和链接过程时，可以不占存储空间。过程时，可以不占存储空间。 汇编伪指令和宏指令汇编伪指令和宏指令DSPDSP技术及应用技术及

30、应用34汇编伪指令分成汇编伪指令分成8 8类类( (根据功能根据功能) )：1.1. 对各种段进行定义的伪指令；对各种段进行定义的伪指令；2.2. 对常数对常数( (数据和存储器数据和存储器) )进行初始化的伪指令；进行初始化的伪指令；3.3. 调整调整SPC(SPC(段寄存器段寄存器) )的指令；的指令；4.4. 输出列表文件格式伪指令；输出列表文件格式伪指令；5.5. 引用其他文件的伪指令；引用其他文件的伪指令；6.6. 控制条件汇编的伪指令；控制条件汇编的伪指令；7.7. 在汇编时定义符号的伪指令；在汇编时定义符号的伪指令；8.8. 执行其他功能的伪指令。执行其他功能的伪指令。汇编伪指令

31、汇编伪指令( (又称为汇编命令又称为汇编命令) )DSPDSP技术及应用技术及应用35宏语言的功能包括：宏语言的功能包括：l定义自己的宏和重新定义已存在的宏；定义自己的宏和重新定义已存在的宏；l简化较长的或复杂的汇编代码；简化较长的或复杂的汇编代码；l访问归档器创建的宏库；访问归档器创建的宏库；l处理一个宏中的字符串；处理一个宏中的字符串； l控制宏扩展列表。控制宏扩展列表。如果想多次调用一个宏，而每次使用的是如果想多次调用一个宏，而每次使用的是不同的参数不同的参数，可以在宏里指定参数。可以在宏里指定参数。宏的使用可分为宏的使用可分为3 3个过程：个过程：定义宏、调用宏和展开宏定义宏、调用宏和

32、展开宏。 宏及宏的使用宏及宏的使用DSPDSP技术及应用技术及应用36COFFCOFF (Common Object File Format (Common Object File Format，COFF) COFF) ： 汇编器和链接器所创建的目标文件汇编器和链接器所创建的目标文件 。 COFFCOFF的核心概念：的核心概念：使用代码块（段）和数据块（段）编程，而不使用代码块（段）和数据块（段）编程，而不是指令或数据简单的顺序编写。是指令或数据简单的顺序编写。采用段形式的优缺点：采用段形式的优缺点： 更利于模块化编程，管理代码段和目标系统存储器更灵活更利于模块化编程，管理代码段和目标系统存储

33、器更灵活 不必为程序代码或变量指定目标地址，这为程序编写和程不必为程序代码或变量指定目标地址，这为程序编写和程序移植提供了极大的方便；序移植提供了极大的方便； 能与系统存储单元充分配合；能与系统存储单元充分配合； 编译系统复杂；编译系统复杂； 对编程人员要求高（系统存储器结构；存储器映射方式）对编程人员要求高（系统存储器结构；存储器映射方式） 公共目标文件格式公共目标文件格式COFF COFF DSPDSP技术及应用技术及应用37汇编源程序的编辑、汇编和链接过程汇编源程序的编辑、汇编和链接过程 文本编辑器 汇编器 链接器 测试程序 .asm 源文件 .obj 目标文件 .out 输出文件 链接

34、命令文件 .cmd .lst 列表文件 .map 存储器映像文件 十六进制 转换程序 m 1 l DSPDSP技术及应用技术及应用38基本程序设计分为基本程序设计分为3 3大类大类: : (1) (1) 程序的控制与转移。程序的控制与转移。 (2) (2) 数据块传送程序。数据块传送程序。 (3) (3) 算术运算类程序。算术运算类程序。 汇编语言程序设计汇编语言程序设计DSPDSP技术及应用技术及应用39lCCSCCS集成开发环境简介集成开发环境简介 lCCSCCS应用举例应用举例lCCSCCS仿真仿真lDSP/BIOSDSP/BIOS的功能的功能第章第章 DSPDSP集成开发环境（）集成开

35、发环境（）DSPDSP技术及应用技术及应用40第6章 DSP片内外设l* *可编程定时器可编程定时器l* *标准同步串行口标准同步串行口l* *标准标准8 8位主机接口位主机接口l通用通用I/OI/O的特点和操作过程的特点和操作过程DSPDSP技术及应用技术及应用41含义含义: : DSP DSP的片内外设是集成在芯片内部的外部设备。的片内外设是集成在芯片内部的外部设备。访问访问: :CPUCPU核对片内外设的访问是通过对核对片内外设的访问是通过对相应的控制寄存器相应的控制寄存器 的访问来完成的。的访问来完成的。优点：优点： 片内外设访问速度快。片内外设访问速度快。 可以简化电路板的设计。如将

36、可以简化电路板的设计。如将A/DA/D转换、转换、D/AD/A转换、定转换、定时器集成在片内。时器集成在片内。提供一些必须的特殊功能。如提供一些必须的特殊功能。如JTAGJTAG口、等待状态发生口、等待状态发生器等。器等。 定义定义: :DSPDSP技术及应用技术及应用42片内外设片内外设: :串行接口、定时器、通用串行接口、定时器、通用I/OI/O引脚和标准主机引脚和标准主机接口接口(HPI8)(HPI8)。增强型外设增强型外设: :多通道缓冲串口多通道缓冲串口(McBSP)(McBSP)、主机接口、主机接口(8(8位增位增强强HPIHPI8 8、1616位增强位增强HPIHPI16)16)

37、、直接存储器访问（、直接存储器访问（DMA)DMA)控制器。控制器。类别类别: :DSPDSP技术及应用技术及应用43 定时器的结构及特点定时器的结构及特点p C5402C5402内部有定时器内部有定时器0 0和定时器和定时器1 1两个定时器。结构一两个定时器。结构一样样. .p 每个定时器有每个定时器有3 3个控制寄存器，都是存储器映像寄存个控制寄存器，都是存储器映像寄存器器, ,表表6-1 6-1 TIMTIM定时器寄存器定时器寄存器: :是减是减1 1计数器，可加载周期寄存器计数器，可加载周期寄存器PRDPRD的值，并随计数减少。的值，并随计数减少。PRDPRD定时器周期寄存器定时器周期

38、寄存器:PRD:PRD中存放定时器的周期计数值，中存放定时器的周期计数值，提供提供TIMTIM重载用。重载用。TCRTCR定时器控制寄存器定时器控制寄存器:TCR:TCR包含定时器的控制和状态位，包含定时器的控制和状态位，控制定时器的工作过程。控制定时器的工作过程。 可编程定时器可编程定时器 DSPDSP技术及应用技术及应用44主要特点：主要特点：(1)(1)定时器是一个定时器是一个减减计数器。计数器。(2)(2)由由1616位计数器和位计数器和4 4位预分频计数器组成。位预分频计数器组成。1616位计数器的触发位计数器的触发脉冲由预分频计数器提供，预分频计数器由脉冲由预分频计数器提供，预分频

39、计数器由CPUCPU工作时钟决定。工作时钟决定。(3) (3) 有复位功能。有复位功能。(4) (4) 可以选择调试断点时定时器的工作方式。可以选择调试断点时定时器的工作方式。6.2 可编程定时器 DSPDSP技术及应用技术及应用45串口分为串口分为4 4种：种：p 标准同步串口标准同步串口(SP)(SP)p 带缓冲的串行接口带缓冲的串行接口(BSP)(BSP)p 时分复用时分复用(TDM)(TDM)串行口串行口p 多通道带缓冲串行接口多通道带缓冲串行接口(McBSP) (McBSP) 配置配置: : 芯片不同串口配置也不尽相同，表芯片不同串口配置也不尽相同，表6-36-3。访问访问: : 串

40、行接口一般通过中断来实现与核心串行接口一般通过中断来实现与核心CPUCPU的同步。的同步。功能功能: : 串行接口可以用来与串行外部器件相连，如编码解码器、串行接口可以用来与串行外部器件相连，如编码解码器、串行串行A/DA/D或或D/AD/A以及其他串行设备。以及其他串行设备。 串行口 DSPDSP技术及应用技术及应用46McBSPMcBSP的主要特点的主要特点(1) (1) 全双工通信。全双工通信。(2) (2) 双缓冲发送，三缓冲接收双缓冲发送，三缓冲接收，提供数据流工作方式。，提供数据流工作方式。(3) (3) 独立的发送接收独立的发送接收帧同步帧同步与与时钟同步时钟同步。(4) (4)

41、 直接与工业标准的直接与工业标准的模拟接口器件模拟接口器件AICAIC、串行、串行A/DA/D和和D/AD/A相连。相连。(6) (6) 可以使用可以使用外部时钟外部时钟，也可使用，也可使用内部可编程时钟内部可编程时钟。(7) (7) 最多最多128128通道的发送和接收。通道的发送和接收。(8) (8) 数据可以数据可以8 8、1212、1616、2020、2424和和3232方式传送。方式传送。(11) (11) 可编程的可编程的帧同步帧同步有效与有效与数据时钟数据时钟有效可选。有效可选。多通道缓冲串行接口多通道缓冲串行接口(McBSP)(McBSP)DSPDSP技术及应用技术及应用47

42、McBSP McBSP的数据发送和接收的操作流程的数据发送和接收的操作流程3 3个阶段：个阶段：串口的复位、串口的初始化、发送和接收串口的复位、串口的初始化、发送和接收。 串口的复位串口的复位p 芯片复位芯片复位 引发的串行复位使整个串行口复位，包引发的串行复位使整个串行口复位，包括接口发送器、接收器、采样率发生器的复位。括接口发送器、接收器、采样率发生器的复位。 p 串行接口的发送器和接收器可以利用串行接口控制寄存器串行接口的发送器和接收器可以利用串行接口控制寄存器(SPCR1(SPCR1和和SPCR2)SPCR2)中的中的 和和 位分别独位分别独自复位。自复位。 RS0XPSTRRST多通

43、道缓冲串行接口多通道缓冲串行接口(McBSP)(McBSP)DSPDSP技术及应用技术及应用48串口的初始化串口的初始化(1) (1) 设定串行接口控制寄存器设定串行接口控制寄存器SPCR1SPCR1，22中中的的 。如果刚刚复位完毕，不必进。如果刚刚复位完毕，不必进行这一步操作。行这一步操作。(2) (2) 编程配置特定的编程配置特定的McBSPMcBSP的寄存器。的寄存器。(3) (3) 等待等待2 2个时钟周期，以保证适当的内部同步。个时钟周期，以保证适当的内部同步。(4) (4) 按照写按照写DXRDXR的要求，给出数据。的要求，给出数据。(5) (5) 设置设置 ，以使能串行接口。，

44、以使能串行接口。(6) (6) 如果要求内部帧同步信号，设置如果要求内部帧同步信号，设置 。(7) (7) 等待等待2 2个时钟周期后，激活接收器和发送器。个时钟周期后，激活接收器和发送器。XRST=RRST=FRST=0XRST=RRST=1FRST=16.3.4 6.3.4 多通道缓冲串行接口多通道缓冲串行接口(McBSP)(McBSP)DSPDSP技术及应用技术及应用49数据发送和接收的操作数据发送和接收的操作 p接收操作是三缓冲的接收操作是三缓冲的 接收数据接收数据数据接收引脚数据接收引脚DR DR 接收移位寄存器接收移位寄存器RSR1,2 RSR1,2 接收缓冲寄存器接收缓冲寄存器R

45、BR1,2 RBR1,2 数据接收寄存器数据接收寄存器DRR1,2DRR1,2。p发送操作是双缓冲的发送操作是双缓冲的CPUCPU或或DMADMA将发送数据将发送数据数据发送寄存器数据发送寄存器DXR1,2DXR1,2中中 发送移位寄存器发送移位寄存器XSR1,2XSR1,2； 从从DXDX移出发送数据移出发送数据 6.3.4 6.3.4 多通道缓冲串行接口多通道缓冲串行接口(McBSP)(McBSP)DSPDSP技术及应用技术及应用50TMS320C54xTMS320C54x系列系列DSPDSP具有并行接口具有并行接口类型（类型（3 3种）种）: : 标准标准8 8位位HPI8HPI8 增强

46、型增强型8 8位位HPI-8HPI-8 增强型增强型1616位位HPI-16HPI-16功能：功能：用于主机用于主机( (其他其他DSPDSP或单片机或单片机) )与与C54x DSPC54x DSP的通信，通信的的通信，通信的 主控方为其它的主机。主控方为其它的主机。优点：优点：HPIHPI只需要很少或不需要外部逻辑就能和很多不同的主机设只需要很少或不需要外部逻辑就能和很多不同的主机设 备相连。备相连。主机接口(HPI)DSPDSP技术及应用技术及应用51通用通用I/OI/O引脚引脚（1 1） 分支转移控制输入引脚分支转移控制输入引脚( )( ) 可以用于监控外部设备的状态。可以用于监控外部

47、设备的状态。 当时间要求严格时，代替中断非常有用。当时间要求严格时，代替中断非常有用。 根据输入的状态可以有条件地执行一个分支转移。根据输入的状态可以有条件地执行一个分支转移。（2 2）外部标志输出引脚外部标志输出引脚(XF)(XF) XF XF可以用来为外部设备提供输出信号；可以用来为外部设备提供输出信号； XFXF引脚由软件控制。引脚由软件控制。 复位时，复位时，XFXF为高电平。为高电平。 BIO通用I/O DSPDSP技术及应用技术及应用52第7章 TMS320C54X基本系统设计pTMS320C54XTMS320C54X硬件系统组成硬件系统组成p* *外部存储器和外部存储器和I/OI

48、/O扩展扩展p* *A/DA/D和和D/AD/A接口设计接口设计p* *时钟及复位电路设计时钟及复位电路设计p供电系统设计供电系统设计pJTAGJTAG在线仿真调试接口电路设计在线仿真调试接口电路设计pTMS320C54XTMS320C54X的引导方式及设计的引导方式及设计DSPDSP技术及应用技术及应用53TMS320C54xTMS320C54x硬件系统组成硬件系统组成 典型的典型的DSPDSP目标板包括目标板包括DSPDSP、存储器、模拟控制与处理电路、存储器、模拟控制与处理电路、各种控制口与通信口、电源处理以及为并行处理提供的同步电各种控制口与通信口、电源处理以及为并行处理提供的同步电路

49、等路等 . .DSPDSP技术及应用技术及应用54在选择外部存储器时，应考虑的主要问题：在选择外部存储器时，应考虑的主要问题： (1) (1) 电压电压 在在DSPDSP应用系统中最好使用同一工作电压的外应用系统中最好使用同一工作电压的外部存储器（部存储器（ +5V +5V ， + 3.3V+ 3.3V， +1.8V +1.8V ），以方便系统的硬件），以方便系统的硬件设计，提高存取效率。设计，提高存取效率。 (2) (2) 速度速度 DSPDSP无论是运算还是存取数据，速度都很快。无论是运算还是存取数据，速度都很快。必须选择高速的存储器与之匹配。当存储器的速度无法实现与必须选择高速的存储器与

50、之匹配。当存储器的速度无法实现与DSPDSP的同步时，则的同步时，则DSPDSP需要以软件或硬件的方式插入等待周期，需要以软件或硬件的方式插入等待周期，以便和外部存储器或外设交换数据。以便和外部存储器或外设交换数据。 (3) (3) 容量容量 外部存储器的容量大小应由系统需求来决定。外部存储器的容量大小应由系统需求来决定。除应注意总容量的大小外，还要注意数据总线的位数。在系统除应注意总容量的大小外，还要注意数据总线的位数。在系统设计时，建议选用具有相同数据总线位数的设计时，建议选用具有相同数据总线位数的DSPDSP芯片和外部存芯片和外部存储器，这样将有助于简化软件设计。储器，这样将有助于简化软