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1、第第7章章数字信号处理的硬件实现数字信号处理的硬件实现 7.1 DSP技术的概念及其发展技术的概念及其发展 7.2 DSP处理器的主要结构特点处理器的主要结构特点 7.3 TI系列系列DSP 7.4 DSP的开发环境的开发环境 数字信号处理技术主要实现途径：数字信号处理技术主要实现途径：1、信号处理软件包、信号处理软件包 缺点是软件实时处理较差，因此，多用于教学与缺点是软件实时处理较差，因此，多用于教学与科研当中。科研当中。2、专用的数字信号处理机、专用的数字信号处理机 方便、经济，但是它的灵活性和适应性都较差。方便、经济，但是它的灵活性和适应性都较差。3、采用单片信号处理器、采用单片信号处理
2、器(Chip Digital Signal Processor通常简称为通常简称为DSP)把设计师的精力从繁杂的布线和烦琐的调试等硬把设计师的精力从繁杂的布线和烦琐的调试等硬件设计中转向软件设计。件设计中转向软件设计。1/11/202327.1DSP技术的概念及其发展技术的概念及其发展 7.1.1 DSP系统的基本概念系统的基本概念典型的实时信号处理系统典型的实时信号处理系统 1/11/20233DSP系统的优越性主要表现在以下几个方面：系统的优越性主要表现在以下几个方面：(1)接口方便。系统接口与其它数字系统或设备接口方便。系统接口与其它数字系统或设备的接口是相互兼容的，这样便于信息的交换与
3、传输。的接口是相互兼容的，这样便于信息的交换与传输。(2)编程方便。系统中的可编程芯片可使设计人编程方便。系统中的可编程芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。(3)稳定性好。系统以数字处理为基础，与模拟稳定性好。系统以数字处理为基础，与模拟系统相比受环境温度以噪声的影响较小，可靠性高。系统相比受环境温度以噪声的影响较小，可靠性高。(4)可重复性好。数字系统便于测试、调试和大可重复性好。数字系统便于测试、调试和大规模生产。规模生产。(5)集成方便。系统中的数字部件具有高度的规集成方便。系统中的数字部件具有高度的规范性，便于大规模
4、集成。范性，便于大规模集成。1/11/20234 DSPDSP系统的设计的一般过程如图系统的设计的一般过程如图 1/11/20235针对上图个部分处理的过程针对上图个部分处理的过程 (1)根据应用系统的目标确定系统的性能指标，根据应用系统的目标确定系统的性能指标，以及信号处理的要求。以及信号处理的要求。(2)根据系统的要求进行高级语言的模拟，通常根据系统的要求进行高级语言的模拟，通常使用使用C语言或语言或MATLAB语言。语言。(3)设计设计DSP系统，系统，DSP系统的设计包括硬件设系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。计和软件设计两个方面。硬件设计选择合适的硬件设计选择合适的DSP芯片
5、，然后设计芯片，然后设计DSP芯片的外围电路及其它电路。芯片的外围电路及其它电路。软件设计和编程软件设计和编程。1/11/202367.1.2 DSP芯片的选择芯片的选择 一般来说，选择一般来说，选择DSP芯片时考虑以下诸多因素。芯片时考虑以下诸多因素。1、DSP芯片的运算速度芯片的运算速度 DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：衡量：(1)指令周期。就是执行一条指令所需要的时间，指令周期。就是执行一条指令所需要的时间，通常以通常以ns为单位。为单位。(2)MAC时间。即一次乘法和一次加法的时间。时间。即一次乘法和一次加法的时间。(3)FFT执
6、行时间。执行时间。1/11/20237(4)MIPS。即每秒执行百万条指令。即每秒执行百万条指令。(5)MOPS。即每秒执行百万次操作。即每秒执行百万次操作。(6)MFLOPS。即每秒执行百万次浮点操作。即每秒执行百万次浮点操作。(7)BOPS。即每秒执行十亿次操作即每秒执行十亿次操作。2、DSP芯片的价格芯片的价格 开发阶段选用某种价格稍贵的开发阶段选用某种价格稍贵的DSP芯片，等到系芯片，等到系统开发完毕，其价格可能已经下降一倍甚至更多。统开发完毕，其价格可能已经下降一倍甚至更多。3、DSP芯片的硬件资源芯片的硬件资源 主要包括：片内主要包括：片内RAM和和ROM的数量，外部可扩的数量，外
7、部可扩展的程序和数据空间，总线接口，展的程序和数据空间，总线接口，I/O接口等接口等。1/11/202384、DSP芯片的运算精度芯片的运算精度 定点定点DSP芯片的字长为芯片的字长为16位或位或32位，浮点芯片位，浮点芯片的字长一般为的字长一般为32位，累加器为位，累加器为40位。位。5、DSP芯片的开发工具芯片的开发工具 在选择在选择DSP芯片的同时必须注意其开发工具的芯片的同时必须注意其开发工具的支持情况，包括软件和硬件的开发工具。支持情况，包括软件和硬件的开发工具。6、DSP 芯片的功耗芯片的功耗 在某些在某些DSP应用场合，功耗也是一个需要特别应用场合，功耗也是一个需要特别注意的问题
8、。注意的问题。7、其他、其他1/11/202397.1.3 DSP发展发展1978年，年，AMI公司研发世界上第一个单片公司研发世界上第一个单片DSP芯芯片是研制的片是研制的S2811；1979年年Intel公司，展示的商用可编程器件公司，展示的商用可编程器件Intel2920成为成为DSP芯片发展的一个重要的里程碑；芯片发展的一个重要的里程碑；1980年，年，NEC公司推出的公司推出的PD7720成为第一个具成为第一个具有乘法器电路的商用有乘法器电路的商用DSP芯片。芯片。1982年，日本的年，日本的Hitachi 公司推出第一个采用公司推出第一个采用CMOS工艺生产浮点工艺生产浮点DSP芯
9、片。芯片。在在DSP芯片市场中，最成功的是美国德克萨斯仪芯片市场中，最成功的是美国德克萨斯仪器公司（器公司（Texas Instruments，简称简称TI）。）。1/11/202310TI公司从公司从1982年推出其产品：年推出其产品：第一代第一代DSP芯片芯片TMS32010及其系列产品包括及其系列产品包括TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等；等；第二代第二代，TMS32020、TMS320C25/C26/C28等；等；第三代第三代DSP芯片芯片TMS320C30/C31/C32；第四代第四代DSP芯片芯片TMS320C40/C44；第五代第五代DSP芯片
10、芯片TMS320C50/C51/C52/C53以及集以及集多个多个DSP于一体的高性能于一体的高性能DSP芯片芯片TMS320C80/C82等。等。目前目前TI公司常用的公司常用的DSP芯片为以下三大系列，即芯片为以下三大系列，即TMS320C2000，TMS320C5000；TMS320C6000。1/11/2023117.2DSP处理器的主要结构特点处理器的主要结构特点 7.2.1 哈佛结构哈佛结构 冯冯诺诺曼曼结结构构将将指指令令、数数据据、地地址址存存储储在在同同一一存存储储器器中中，统统一一进进行行编编址址，靠靠指指令令计计数数器器提提供供的的地地址址来来区别取出的是数据、地址还是指
11、令区别取出的是数据、地址还是指令。1/11/202312哈佛结构则将数据和程序分别存储在不同的存储哈佛结构则将数据和程序分别存储在不同的存储器当中，即程序存储器器当中，即程序存储器(PM)(PM)，数据存储器，数据存储器(DM)(DM)，它们，它们各自独立单独编址，独立访问。与此相对应，系统中各自独立单独编址，独立访问。与此相对应，系统中还设置了程序总线和数据总线两条总线，从而使数据还设置了程序总线和数据总线两条总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍。的吞吐率提高了一倍。目前使用的目前使用的DSP芯片都采用了改进的哈佛结构。芯片都采用了改进的哈佛结构。1/11/2023137.2.2 硬件乘法器和
12、特殊的硬件乘法器和特殊的DSP指令指令 考虑到数字信号处理算法中存在着大量的乘加考虑到数字信号处理算法中存在着大量的乘加运算，因而几乎所有的运算，因而几乎所有的DSP芯片都设置了硬件乘法芯片都设置了硬件乘法器，以及相应的器，以及相应的MAC(乘法并累加乘法并累加)一类的指令。一类的指令。例如利用例如利用TMS32010实现上式给出的实现上式给出的FIR滤波器，滤波器，每个抽头需要重复执行下属指令每个抽头需要重复执行下属指令256次：次：LT ；装乘数到装乘数到T寄存器寄存器 DMOV ；在存储器中移动数据以实现延迟在存储器中移动数据以实现延迟 MPY ；相乘相乘 APAC ；将乘法结果加到将乘
13、法结果加到ACC中中1/11/202314如果是第二代如果是第二代DSP芯片芯片TMS320C25每个抽头的每个抽头的运算时间将条降为运算时间将条降为1条，条，即：即：RPT 255；重复执行下条指令重复执行下条指令256次次 MACD ；LT、DMOV、MPY和和APAC 1/11/2023157.2.3 指令系统的多级流水线指令系统的多级流水线 与哈佛结构相关，与哈佛结构相关，DSP芯片广泛采用指令流水芯片广泛采用指令流水线以减少指令执行时间，从而增强了处理器的处理线以减少指令执行时间，从而增强了处理器的处理能力。能力。TMS320系列处理器的流水线深度从二到四系列处理器的流水线深度从二到
14、四级不等。下面是一个三级流水线操作的例子。级不等。下面是一个三级流水线操作的例子。1/11/2023167.2.4 其它特点其它特点1、独立直接存储器访问、独立直接存储器访问(DMA)总线及其控制器总线及其控制器2、数据地址发生器、数据地址发生器(DAG)3、丰富的外设、丰富的外设1/11/2023177.3TI系列系列DSP 在在TI公司提供的产品系列当中，使用较为广泛的公司提供的产品系列当中，使用较为广泛的定点定点DSP芯片有三大系列，即用于数字控制系统的芯片有三大系列，即用于数字控制系统的TMS320C2000系列产品，用于功耗低、便携式的无系列产品，用于功耗低、便携式的无线通信终端的线
15、通信终端的TMS320C5000系列产品，以及高性能系列产品，以及高性能32位的位的TMS320C62XX等系列的产品。等系列的产品。1/11/2023187.3.1 TMS320C2000系列系列DSP TMS320C2000系列系列DSP控制器，具有很好的性控制器，具有很好的性能，集成了能，集成了Flash存储器、高速存储器、高速A/D转换器，以及可靠转换器，以及可靠CAN模块，主要应用于数字化的控制系统当中。模块，主要应用于数字化的控制系统当中。1、TMS320C24x系列系列DSPTMS320C24x系列所达到的系列所达到的20MIPs，可以应用，可以应用自适应控制、自适应控制、Kal
16、man滤波、状态控制等先进的控制滤波、状态控制等先进的控制算法算法，C24x与早先的与早先的C2x系列原代码兼容，向上与系列原代码兼容，向上与C5x的原代码兼容。的原代码兼容。1/11/2023192、TMS320C28x系列系列DSPTMS320C28x是高性能是高性能32bit定点定点DSP。它和它和C27x原代码和目标代码兼容原代码和目标代码兼容。凡是使用凡是使用C2xLP CPU编写的代码编写的代码，都可以重新编译后在都可以重新编译后在C28x上运行上运行。1/11/2023207.3.2 TMS320C5000系列系列DSP C5000是是16bit定点定点DSP系列，当前广泛使用的
17、主系列，当前广泛使用的主流为流为TMS320C54X系列芯片，以及系列芯片，以及TI较晚推出的较晚推出的TMS320C55X系列芯片。其主要应用目标是手持通系列芯片。其主要应用目标是手持通信系统，例如，手机、信系统，例如，手机、PDA和和GPS SOHO(小型办公小型办公室和家庭办公室室和家庭办公室)的语音和数据系统等。的语音和数据系统等。1、TMS320C54x系列系列DSPTMS320C54x系列系列DSP适应远程通信等实时嵌入适应远程通信等实时嵌入式应用的需要，具有很好的操作灵活性和很高的运行式应用的需要，具有很好的操作灵活性和很高的运行速度。速度。1/11/2023212、TMS320
18、C55x系列系列DSPC55x是从是从C54x发展起来的，并与之原代码兼容，发展起来的，并与之原代码兼容，以便保护用户在以便保护用户在C54x上的投资。上的投资。C55x工作在工作在0.9V时，时，功耗低至功耗低至0.005mW/MIPS。工作在。工作在400MHz钟频时，钟频时，可达可达800MIPS。与。与120MHz的的C54x相比，相比，300 MHs的的C55x性能提高性能提高5倍，功耗降为倍，功耗降为1/6。因此，。因此，C55x非非常适合个人的和便携式的应用，以及数字通信设施常适合个人的和便携式的应用，以及数字通信设施的应用。的应用。1/11/2023227.3.3 TMS320
19、C6000系列系列DSP 该系列是该系列是TI公司从公司从1997年开始推出的新型年开始推出的新型DSP系系列。采用列。采用TI的专利技术的专利技术VeloiTI、VeloiTI2和新的超长和新的超长指令字指令字(VLIW)结构，使该系列结构，使该系列DSP的性能达到很高的的性能达到很高的水平。该系列的第一款芯片水平。该系列的第一款芯片C6201，在，在200 MHz钟频钟频时，达到时，达到1600MIPS。而。而2000年以后推出的年以后推出的C64x，在，在钟频钟频1.1GHz时，可以达到时，可以达到8800MIPS以上，即每秒执以上，即每秒执行近行近90亿个指令。在钟频提高的同时，亿个指
20、令。在钟频提高的同时，VeloiTI和和VeloiTI2充分利用结构上的并行性，可以在每个周期充分利用结构上的并行性，可以在每个周期内完成更多的工作。内完成更多的工作。1/11/2023231、应用领域、应用领域（1）通信信号处理；（）通信信号处理；（2）图像视频多媒体）图像视频多媒体2、硬件结构、硬件结构3、TMS320C62x和和TMS 320C64x 4TMS320C67x5、DM64x数字媒体处理器数字媒体处理器1/11/2023247.4DSP的开发环境的开发环境对对于于DSP工工程程师师来来说说，除除了了需需要要熟熟悉悉和和掌掌握握DSP本本身身的的结结构构和和技技术术指指标标，而
21、而且且还还需需要要学学习习使使用用其其开开发发工具和环境。下图给出了一个工具和环境。下图给出了一个DSP的软件开发流程图。的软件开发流程图。本本章章将将以以TI公公司司的的TMS320系系列列DSP芯芯片片为为例例，简要介绍目前使用得比较广泛的开发环境和工具。简要介绍目前使用得比较广泛的开发环境和工具。1/11/2023251/11/2023267.4.1 C编译器编译器 TI公司为公司为TMS320系列系列DSP芯片提供了系列的芯片提供了系列的C编译器。这些标准编译器。这些标准C编译器，可以将标准编译器，可以将标准C语言源文语言源文件编译成为相应芯片种类的汇编语言源代码文件，进件编译成为相应
22、芯片种类的汇编语言源代码文件，进而汇编和连接，产生可执行的目标文件。而汇编和连接，产生可执行的目标文件。1、C编译器的主要特点编译器的主要特点(1)完全符合完全符合ANSI C标准。标准。(2)编译器软件包内带有一个完整的运行支持库。编译器软件包内带有一个完整的运行支持库。(3)该编译器能够作高水平的优化，使用多种先该编译器能够作高水平的优化，使用多种先进技术实现从进技术实现从C源代码到高效汇编代码的转换。源代码到高效汇编代码的转换。1/11/202327(4)归归档档器器公公用用程程序序(Archiver Utility)，将将文文件件归归入入单单一一的的文文档档或或库库中中，可可以以对对库
23、库作作文文件件的的添添加加、删删除除、替替换换，也也可可以以将将目目标标文文件件库库作作为为连连接接器器的的输输入。入。(5)公公用用目目标标文文件件格格式式(COFF：Common Object File Format)使使用用户户能能够够在在连连接接时时定定义义自自己己系系统统的的存存储储器器映映射射，将将C源源代代码码和和数数据据连连接接到到特特定定的的存存储储区区域，从而最大限度地改善其性能。域，从而最大限度地改善其性能。(6)该该编编译译器器包包内内有有一一个个外外壳壳程程序序只只用用一一个个命命令令，就就可可以以编编译译、汇汇编编和和连连接接，直直接接从从C源源文文件件产产生生可可
24、执行的执行的COFF文件。文件。1/11/202328(7)可以生成多种列表文件；可以生成多种列表文件；(8)用户可以使用用户可以使用C编译器软件包所提供的建库编译器软件包所提供的建库公用程序公用程序(Library-Build Utility)，通过不同的选择通过不同的选择来建立自己运行支持库；来建立自己运行支持库；(9)编译器具有灵活的汇编语言接口，使用直接编译器具有灵活的汇编语言接口，使用直接调用协议，易于编写可以相互调用的汇编和调用协议，易于编写可以相互调用的汇编和C函数。函数。(10)对于独立的嵌入式应用，允许复位时运行对于独立的嵌入式应用，允许复位时运行C代码。代码。1/11/20
25、2329综上所述，综上所述，C编译器在作编译时，分为两步实现：编译器在作编译时，分为两步实现：第一步分析源代码，第二步产生汇编语言源程序，需第一步分析源代码，第二步产生汇编语言源程序，需要作进一步的汇编和连接，才能生成可执行代码。要作进一步的汇编和连接，才能生成可执行代码。2、TMS320标准标准C编译器的优化编译器的优化 TMS320的的C编译器能作多种优化处理，从而极编译器能作多种优化处理，从而极大地改善了其汇编所得代码的效率。这些处理包括：大地改善了其汇编所得代码的效率。这些处理包括：(1)代数式改变，字符简化，常数合并代数式改变，字符简化，常数合并(2)别名澄清，它确定什么时候两个指针
26、表达式别名澄清，它确定什么时候两个指针表达式不能指向同一单元，从而使得编译器能自由地优化这不能指向同一单元，从而使得编译器能自由地优化这些表达式。些表达式。1/11/202330(3)数据流优化数据流优化 目目的的就就是是优优化化表表达达式式的的描描述述，检检测测出出并并去去除除不不必必要的赋值操作，避免重复计算已经算过的值。要的赋值操作，避免重复计算已经算过的值。(4)优化转移，简化控制流程优化转移，简化控制流程 (5)循环相关变量的优化循环相关变量的优化(6)循环流程当中的其它优化循环流程当中的其它优化(7)函数调用的内联扩展函数调用的内联扩展(8)寄存器变量寄存器变量(9)以省时为基础的
27、寄存器配置以省时为基础的寄存器配置 1/11/202331(10)循环处理的优化循环处理的优化 利用自动增量寻址模式和块循环可以实现循环利用自动增量寻址模式和块循环可以实现循环处理的优化。处理的优化。(11)并行指令并行指令 有一些浮点指令可以成对地并行执行。有一些浮点指令可以成对地并行执行。7.4.2 汇编语言工具汇编语言工具TMS320的汇编语言工具是一个软件包，其中包的汇编语言工具是一个软件包，其中包括：汇编器，连接器，归档器，交叉引用列表器和括：汇编器，连接器，归档器，交叉引用列表器和十六进制转换公用程序。十六进制转换公用程序。1/11/2023321、汇编器、汇编器(Assemble
28、r)TMS320的的汇汇编编器器将将汇汇编编语语言言的的源源程程序序文文件件汇汇编编成成为为机机器器语语言言的的目目标标程程序序文文件件，其其格格式式为为COFF，即通常指的即通常指的“.obj”文件。文件。汇汇编编器器的的输输入入文文件件为为汇汇编编语语言言源源文文件件，其其缺缺省省的的文文件件扩扩展展名名是是“.asm”。由由汇汇编编器器所所建建立立的的目目标标文文件件，其其缺缺省省的的文文件件扩扩展展名名是是“.obj”。用用汇汇编编器器可可以以建建立立列列表表文文件件，其其缺缺省省的的文文件件扩扩展展名名是是“.lst”。1/11/2023332、连接器连接器(Linker)连接器的基
29、本任务是将目标文件连接在一起，产连接器的基本任务是将目标文件连接在一起，产生可执行模块。连接器可以接受的输入文件包括汇编生可执行模块。连接器可以接受的输入文件包括汇编器产生的器产生的COFF目标文件、命令文件、库文件以及已目标文件、命令文件、库文件以及已部分连接好了的文件。它所产生的可执行部分连接好了的文件。它所产生的可执行COFF目标目标模块可以装入各种开发工具或由模块可以装入各种开发工具或由TMS320器件来执行。器件来执行。根据用户的要求，连接器还可以建立一个连接映射列根据用户的要求，连接器还可以建立一个连接映射列表，用来描述存储器的分配、输入和输出程序段的位表，用来描述存储器的分配、输
30、入和输出程序段的位置，以及外部符号重新定位后的地址。置，以及外部符号重新定位后的地址。1/11/2023343、归档器、归档器(Archiver)归档器允许用户将一组文件归入档案文件中。归档器允许用户将一组文件归入档案文件中。4、交叉引用列表器交叉引用列表器(CrossReference Lister)交叉引用列表器是一个查错的工具，它接受已交叉引用列表器是一个查错的工具，它接受已经连接好的目标文件作为输入，产生一个交叉引用经连接好的目标文件作为输入，产生一个交叉引用列表作为输出。列表作为输出。5、十六进制转换公用程序、十六进制转换公用程序(Hex Conversion Utility)这个十
31、六进制转换公用程序就是用来将这个十六进制转换公用程序就是用来将COFF目目标文件转换成标准的十六进制格式。标文件转换成标准的十六进制格式。1/11/2023357.4.3 系统集成与调试工具系统集成与调试工具 TI公公司司为为TMS320系系统统的的集集成成与与调调试试所所提提供供的工具主要包括：的工具主要包括：C/汇编源码调试器汇编源码调试器(C/Assembly Source Debugger)；软仿真器软仿真器(Simulation)；入门套件入门套件(DSK，DSP Starter Kit)；标准评估模块标准评估模块(EVM)；仿真器仿真器XDS(Exlended Developmen
32、t System)。1/11/2023361、C/汇编源码调试器汇编源码调试器 C/汇汇编编源源码码调调试试器器是是一一种种工工作作在在PC机机上上的的先先进进的的软软件件接接口口，它它与与调调试试工工具具(如如软软仿仿真真器器、标标准准评评估估模块和仿真器模块和仿真器)配合使用。配合使用。(1)调试器的主要特征调试器的主要特征 提提供供完完善善的的控控制制程程序序运运行行的的特特征征，如如：条条件件执执行行，单步执行，断点设置和消除，批文件执行命令。单步执行，断点设置和消除，批文件执行命令。多操作支持；多操作支持；多级调试；多级调试；可灵活配置的界面可灵活配置的界面；1/11/202337全
33、屏幕编辑全屏幕编辑；连续更新连续更新；综合数据显示综合数据显示；功能强大的命令集功能强大的命令集；(2)调试器的调试模式调试器的调试模式 自动模式：在自动模式中，调试器自动显示当前自动模式：在自动模式中，调试器自动显示当前正在运行的代码，或者是汇编语言，或者是正在运行的代码，或者是汇编语言，或者是C语言。语言。这也是缺省的调试模式。这也是缺省的调试模式。汇编模式汇编模式；混合模式；混合模式；1/11/202338(3)调试器窗口调试器窗口 命令显示窗：命令窗口提供一个可以键入各种命命令显示窗：命令窗口提供一个可以键入各种命令的区域，并显示各种信息，如进程信息、错误信息令的区域，并显示各种信息，
34、如进程信息、错误信息或命令输出。或命令输出。代码显示窗：显示汇编语言代码或代码显示窗：显示汇编语言代码或C语言代码。语言代码。数据显示窗：观察和修改各种类型的数据。数据显示窗：观察和修改各种类型的数据。(4)调试器使用方法简介调试器使用方法简介 调试器配置：包括内存配置和显示配置，其中内调试器配置：包括内存配置和显示配置，其中内存配置尤为重要。存配置尤为重要。装入程序装入程序：装入的是编译汇编链接后生成文件。装入的是编译汇编链接后生成文件。1/11/202339运行程序：方法主要有：运行程序：方法主要有：RUN、RUNB、GO、单步运行等。单步运行等。观察运行结果；观察运行结果；编辑和更改数据
35、。编辑和更改数据。2、软仿真器、软仿真器(Simulation)软仿真器是一种模拟软仿真器是一种模拟DSP芯片各种功能并在非芯片各种功能并在非实时条件下进行软件调试的调试工具，它不需要目实时条件下进行软件调试的调试工具，它不需要目标硬件支持，只需在计算机标硬件支持，只需在计算机(如如PC)上运行，是一种上运行，是一种廉价方便的调试工具。廉价方便的调试工具。1/11/2023403、入门套件、入门套件(DSK，DSP Starter Kit)入门套件是入门套件是TI公司提供给初学者进行公司提供给初学者进行DSP编程编程练习的一套基本的实时软件调试工具。练习的一套基本的实时软件调试工具。DSK板上
36、除板上除了有一片了有一片DSP芯片之外，还提供了可用于声音输入芯片之外，还提供了可用于声音输入和输出接口的模数模接口芯片，即和输出接口的模数模接口芯片，即A/D和和D/A转换芯转换芯片；片；DSK可以与可以与PC机进行通信，在机进行通信，在PC上汇编后的上汇编后的程序可以通过串行或并行接口下载到程序可以通过串行或并行接口下载到DSP芯片的内芯片的内部部RAM执行。执行。4、评价模块、评价模块(EVM)1/11/2023415、仿真器仿真器(XDS)仿真器，即扩展开发系统仿真器，即扩展开发系统，可用来进行系统级可用来进行系统级的集成调试，是进行的集成调试，是进行DSP芯片软硬件开发的最佳工芯片软
37、硬件开发的最佳工具。目前采用边界扫描仿真接口具。目前采用边界扫描仿真接口(JTAG)进行仿真。进行仿真。扫扫描描仿仿真真器器不不采采用用插插入入仿仿真真的的方方法法，而而是是利利用用DSP芯芯片片上上提提供供的的几几个个仿仿真真引引脚脚，通通过过串串口口访访问问的的移移位位寄寄存存器器，依依次次构构成成扫扫描描通通道道。该该扫扫描描通通道道提提供供对对内内部部的的器器件件寄寄存存器器和和状状态态机机的的访访问问，允允许许完完全全的的可观察和控制。可观察和控制。1/11/202342XDS510/XDS510WS就属于扫描仿真器，可以就属于扫描仿真器，可以对对TMS320C2XX、TMS320C
38、3X、TMS320C4X、TMS320C5X、TMS320C54X、TMS320C8X和和TMS320C6X等片种实施全速扫描式仿真。等片种实施全速扫描式仿真。1/11/202343TI提供的一套提供的一套XDS510仿真器包括：仿真器包括：XDS510仿真器的仿真器的PC板板(占用占用PC一个插槽一个插槽)；IEEE1149.1(JTAG)或或MPSD目目标标电电缆缆(除除TMS320C3X使使用用MPSD电电缆缆外外，其其余余各各片片种种都都使使用用IEEE1149.1目标电缆目标电缆)；各各片片种种的的用用户户接接口口软软件件，目目前前CCS已已经经集集成成了该调试软件。了该调试软件。1
39、/11/2023447.4.4 集成开发环境集成开发环境CCS简介简介TI公公司司的的DSP集集成成开开发发环环境境CCS，是是一一个个基基于于Windows的的DSP开开发发平平台台，具具有有实实时时、多多任任务务、可可视视化化的的软软件件开开发发特特点点，已已经经成成为为TI DSP家家族族的的程程序序设计、制作、调试、优化的利器。设计、制作、调试、优化的利器。1/11/2023457.4.5 DSP的操作系统的操作系统 在在DSP系系统统中中是是否否引引入入操操作作系系统统，完完全全取取决决于于任务的复杂程度，以及对系统性能的要求。任务的复杂程度，以及对系统性能的要求。几几个个常常用用的
40、的DSP的的实实时时操操作作系系统统（RTOSReal Time Operation System）：）：(1)OSE实时操作系统实时操作系统 该该操操作作系系统统是是嵌嵌入入式式实实时时多多任任务务操操作作系系统统。针针对对DSP的的内内核核它它不不仅仅具具有有代代码码容容量量少少，实实时时性性好好的的特特点点，而而且且还还可可以以支支持持多多DSP，以以及及由由多多DSP组组成成的异构的分布式系统，具有强大的容错性能。的异构的分布式系统，具有强大的容错性能。1/11/202346(2)Nucleus实时多任务操作系统实时多任务操作系统 Nucleus PLUS是是一一个个抢抢先先式式多多任
41、任务务操操作作系系统统内内核核，其其95的的代代码码是是用用ANSI C写写成成的的，非非常常便便于于移移植植并并能能够够支支持持大大多多数数类类型型的的处处理理器器。从从实实现现角角度度来来看看，它它是是一一组组C函函数数库库，应应用用程程序序代代码码与与核核心心函函数数库库连连接接在在一一起起，生生成成一一个个目目标标代代码码，下下载载到到目目标标板板的的RAM中或直接烧录到目标板的中或直接烧录到目标板的ROM中执行。中执行。(3)Precise/MQXTM实时操作系统实时操作系统 用用户户可可配配置置的的便便携携式式实实时时操操作作系系统统，它它可可提提供供快快速速的的运运算算效效能能和和可可靠靠的的连连续续作作业业能能力力，满满足足嵌嵌入入式应用的严格要求。式应用的严格要求。1/11/202347(4)C Executive 和和PSX实时操作系统实时操作系统 它具有快速文本切换，内核占用内存小的特点，它具有快速文本切换，内核占用内存小的特点，可选的附加件包括可选的附加件包括DOS兼容的文件系统、兼容的文件系统、TCP/IP以以及及SNMP选件。选件。1/11/202348