DSP技术的发展与应用 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 DSP技术的概念及其发展 1

1.2 数字信号处理的优势 2

1.3 DSP处理器的主要结构特点 5

1.3.1 哈佛结构和改善的哈佛结构 5

1.3.2 流水技术（pipeline） 6

1.3.3 硬件乘法器和乘-加指令MAC 6

1.3.4 独立的直接存储器访问（DMA）总线及其控制器 7

1.3.5 数据地址发生器（DAG） 7

1.3.6 丰富的外设（peripherals） 8

1.3.7 定点DSP处理器与浮点DSP处理器 8

1.4 如何评价DSP处理器 11

1.4.1 传统的性能评价方法（MIPS、MOPS和MMACS） 11

1.4.2 应用型评价指标 12

1.4.3 BDTI的核心算法评价指标 12

1.4.4 核心算法执行情况的测量 14

1.4.5 评价结果 14

1.4.6 应用分析 15

1.4.7 其他考虑 17

1.4.8 EEMBC性能指标 19

1.5 如何选择DSP处理器 19

1.5.1 数据格式 20

1.5.2 数据宽度 21

1.5.3 速度 21

1.5.4 存储器的安排 22

1.5.5 容易开发 23

1.5.6 支持多处理器 24

1.5.7 功耗与电源管理 25

1.5.8 成本 25

1.5.9 结论 26

思考与练习题 26

第2章 DSP处理器的发展及典型DSP芯片 27

2.1 DSP处理器实现高速运算的途径 27

2.1.1 硬件乘法器和乘-加单元 27

2.1.2 多个执行单元 28

2.1.3 高效的存储器访问 28

2.1.4 数据格式 29

2.1.5 零开销循环 29

2.1.6 数据流的线性I/O 30

2.1.7 专门的指令集 30

2.2 当前DSP处理器结构的发展趋势 31

2.2.1 传统的DSP处理器 31

2.2.2 强化的传统结构DSP处理器 31

2.2.3 并行结构 32

2.2.4 单指令多数据（SIMD） 35

2.2.5 其他形式的DSP处理器 36

2.2.6 结论 37

2.3 新近推出的DSP核和DSP处理器 37

2.3.1 Lucent和Motorola联合开发的Starcore 37

2.3.2 Freescale基于Starcore的DSP处理器 39

2.3.3 AD和Intel联合开发的DSP核——Blackfin 42

2.3.4 AD公司基于Blackfin核的DSP处理器 43

2.3.5 TI公司的TMS320C55x 46

2.3.6 TI公司的TMS320C64x 46

2.4 系统的芯片集成（SoC） 47

2.4.1 2G手机简介 48

2.4.2 TI的OMAP——用于3G手机中的SoC 49

2.4.3 应用于数字视频的DaVinci（达芬奇）技术 52

2.4.4 Freescale的MXC 57

思考与练习题 59

第3章 德州仪器公司（TI）的系列DSP 61

3.1 TMS320C2000系列DSP 61

3.1.1 TMS320C24x系列DSP 62

3.1.2 TMS320C28x系列DSP 78

3.2 TMS320C5000系列DSP 85

3.2.1 TMS320C54x系列DSP 85

3.2.2 TMS320C55x系列DSP 113

3.3 TMS320C6000系列DSP 135

3.3.1 应用领域 135

3.3.2 C6000系列DSP的硬件结构 136

3.3.3 C6000的寻址模式 141

3.3.4 指令和功能单元之间的映射 142

3.3.5 并行操作 143

3.3.6 容易开发 144

3.3.7 TMS320C62x和TMS320C64x 144

3.3.8 TMS320C67x 148

3.3.9 C67＋核和C672x系列 151

3.3.10 DM64x数字媒体处理器 156

3.3.11 TMS320C6000系列DSP汇总表 160

思考与练习题 167

第4章 DSP的开发环境与工具 168

4.1 集成开发环境CCS 169

4.1.1 CCS的功能 169

4.1.2 为CCS安装设备驱动程序 169

4.1.3 利用CCS开发DSP程序流程 170

4.1.4 CCS中代码生成工具的使用 174

4.1.5 CCS中调试工具的使用 191

4.1.6 探针（probe points）工具的使用 201

4.1.7 图形工具的使用 203

4.1.8 分析工具（profile points）的使用 205

4.1.9 基于CCS的DSP片级支持库 206

4.2 CMD内存定位文件的使用 217

4.2.1 段的定义 218

4.2.2 连接器如何使用段 221

4.3 DSP/BIOS工具的应用 230

4.3.1 什么是DSP/BIOS 230

4.3.2 DSP/BIOS中线程的管理 232

4.3.3 建立DSP/BIOS的配置文件 236

4.3.4 用DSP/BIOS工具创建应用程序 238

4.3.5 DSP/BIOS系统工具的使用 242

4.3.6 DSP/BIOS中API函数的调用 248

4.3.7 使用DSP/BIOS工具开发应用程序举例 249

4.4 DSP的硬件开发调试工具 253

4.4.1 DSK系列评估工具以及标准评估模块（EVM） 253

4.4.2 硬仿真器Emulators（XDS510/XDS560） 256

4.5 实时操作系统（RTOS） 259

4.5.1 RTOS的功能 259

4.5.2 RTOS的几个重要评价指标 261

4.5.3 几种RTOS简介 263

思考与练习题 272

第5章 DSP方案工程实现 276

5.1 DSP方案设计基础 276

5.2 数字化基础 280

5.2.1 模拟信号、离散信号与数字信号 280

5.2.2 离散时间系统 282

5.3 模数（A/D）转换及电路设计 286

5.3.1 信号的采样及奈奎斯特采样定理 286

5.3.2 模数（A/D）转换的原理及常用器件 288

5.3.3 ADC的技术指标和量化噪声分析 293

5.4 DSP最小系统设计 296

5.4.1 认识DSP芯片 297

5.4.2 DSP引导方式（Bootloader）选择 298

5.4.3 DSP扩展存储器设计 303

5.4.4 DSP时钟设计 305

5.4.5 DSP的电源设计 307

5.4.6 DSP系统中A/D、D/A转换器的设计 309

5.4.7 DSP的电平转换电路设计 311

5.4.8 DSP省电模式的考虑与设计 313

5.4.9 一个DSP最小系统应用板实例——DES5402 315

5.5 系统软件设计 316

5.5.1 汇编源程序的编写 317

5.5.2 汇编语言指令集 318

5.5.3 汇编伪指令的使用 319

5.5.4 宏及宏的使用 326

5.5.5 C与汇编混合编程 327

5.5.6 DSP中定点小数的表示 334

5.6 中断与中断编程 335

5.6.1 接受中断请求 336

5.6.2 响应中断 338

5.6.3 执行中断服务程序（ISR） 338

5.6.4 保护中断现场 339

5.6.5 中断延时 339

5.6.6 中断操作的总结 340

5.7 DSP的流水操作与编程 341

5.7.1 DSP流水概述 341

5.7.2 双访问存储器和流水 343

5.7.3 单访问存储器和流水 347

5.7.4 流水延时 348

思考与练习题 350

第6章 DSP外设的应用编程 355

6.1 定时器的使用与编程 357

6.2 DSP主机接口的设计与使用 360

6.2.1 HPI接口设计 361

6.2.2 HPI接口应用编程 362

6.3 DSP缓冲串口的使用 366

6.3.1 缓冲串口的控制寄存器 367

6.3.2 缓冲串口中缓冲区的设置 371

6.3.3 BSP串口的初始化 371

6.3.4 BSP串口的中断服务程序 372

6.4 DSP多通道缓冲串口（McBSP）的设计与应用 375

6.4.1 多通道缓冲串口McBSP概述 375

6.4.2 McBSP串口的数据发送与接收流程 388

6.4.3 多通道工作模式 392

6.4.4 编程举例 397

6.5 DSP的DMA控制与操作 399

6.5.1 DMA操作与配置 400

6.5.2 DMA传输的源地址和目标地址的修改 407

6.5.3 DMA应用编程 409

思考与练习题 411

第7章 通用数字信号处理方法及其DSP实现 413

7.1 DSP的基本算术运算 413

7.1.1 整数除法和求模运算 413

7.1.2 小数乘法和除法运算 418

7.1.3 双精度运算 419

7.2 无限冲激响应（IIR）滤波器及其DSP实现 421

7.2.1 IIR滤波器的结构 423

7.2.2 双线性变换法设计IIR滤波器 427

7.2.3 IIR滤波器的编程实现 429

7.3 有限冲激响应（FIR）滤波器及其DSP实现 433

7.3.1 线性相位数字滤波器的结构 433

7.3.2 用傅里叶级数设计FIR滤波器 436

7.3.3 FIR滤波器的DSP实现 438

7.3.4 用窗函数改善FIR滤波器特性 445

7.4 自适应滤波的实现 447

7.4.1 自适应滤波器的应用 449

7.4.2 自适应滤波器的体系结构 452

7.4.3 LMS自适应算法 455

7.4.4 自适应滤波器的DSP实现 457

7.5 快速傅里叶变换（FFT） 462

7.5.1 时间抽取FFT算法分析 462

7.5.2 频率抽取FFT算法分析 466

7.5.3 FFT编程举例 468

思考与练习题 486

第8章 DSP典型应用方案举例 487

8.1 数字振荡器 487

8.1.1 数字振荡器的工作原理 487

8.1.2 数字振荡器程序设计 489

8.2 双音多频（DTMF）信号的产生与检测 491

8.2.1 DTMF信号的产生 491

8.2.2 DTMF信号的检测 494

8.2.3 在DES5410APP-U实验板上实现DTMF编／解码 497

8.2.4 用DSP/BIOS实现DTMF编／解码 501

8.3 用C54x实现MP3解码器 505

8.3.1 MP3的数据流格式 505

8.3.2 MP3解码算法描述 506

8.3.3 MP3标准解码代码在CCS下的实现 512

8.3.4 在CCS下实时实现MP3解码 517

8.4 使用DSP实现Viterbi解码 526

8.4.1 卷积编码和块编码 526

8.4.2 Viterbi算法（VA）和格形路径 529

思考与练习题 532

附录 DES5402 DSP最小应用系统电路原理图 536

附录1 主-从模式的模拟接口电路 536

附录2 并行自启动芯片电路及地址译码电路 537

附录3 3.3 V和1.8 V产生电路 538

附录4 扩展程序存储器和扩展数据存储器 539

附录5 DSP及其外围电路 540

术语 541

参考文献 545