DSP技术的发展与应用PDF电子书下载

1.1 DSP 技术的概念及其发展 1

第一章 绪论 1

1.2 数字信号处理的优势所在 2

1.2.1 可程控 2

1.2.2 稳定性好 3

1.2.3 可重复性好 3

1.2.4 抗干扰性能好 3

1.2.5 实现自适应算法 3

1.2.6 数据压缩 4

1.2.7 大规模集成 4

1.2.8 模拟信号处理的不可替代性 4

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

1.3.3 硬件乘法器和乘加指令 MAC 6

1.3.2 流水技术(Pipeline) 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 9

1.4.1 传统的性能评价方法，MIPS、MOPS 和 MACS 10

1.4.2 应用型评价指标 11

1.4.3 核心算法评价指标 11

1.4.4 核心算法执行情况的测量 12

1.4.5 评价结果 13

1.4.6 应用分析 14

1.4.7 其他考虑 15

1.4.8 EEMBC 性能指标 16

1.5 如何选择 DSP 处理器 17

1.5.1 数据格式 18

1.5.2 数据宽度 18

1.5.3 速度 19

1.5.4 存储器的安排 20

1.5.5 容易开发 21

1.5.6 支持多处理器 22

1.5.7 功耗与电源管理 23

1.5.8 成本 23

1.5.9 结论 23

第二章 DSP 处理器的发展及典型 DSP 芯片介绍 25

2.1.3 高效的存储器访问 26

2.1.2 多个执行单元 26

2.1.1 硬件乘法器及乘-加单元 26

2.1 DSP 处理器实现高速运算的途径 26

2.1.4 数据格式 27

2.1.5 零开销循环 28

2.1.6 数据流的线性 I/O 28

2.1.7 专门的指令集 28

2.2 当前 DSP 处理器结构的发展趋势 29

2.2.1 传统的 DSP 处理器 29

2.2.2 强化的传统结构 DSP 处理器 30

2.2.3 并行结构 30

2.2.4 单指令多数据(SIMD) 33

2.2.5 其他形式的 DSP 处理器 34

2.2.6 结论 35

2.3 新近推出的 DSP 核和 DSP 处理器 35

2.3.2 MOTOROLA 基于 STAR*CORE 的 DSP 处理器 MCS8101 36

2.3.1 LUCENT 和 MOTOROLA 联合开发的 STAR*CORE 36

2.3.3 LUCENT 基于 STAR*CORE 的 DSP 处理器 STARPRO2000 38

2.3.4 AD 和 INTEL 联合开发的 DSP 核 BLACKFIN 40

2.3.5 AD 公司基于 BLACKFIN 核的 DSP 处理器 ADSP-21535 40

2.3.6 TI 公司的 TMS320C55x 42

2.3.7 TI 公司的 TMS320C64x 43

2.3.8 几种新的 DSP 处理器的比较 44

2.4 系统的芯片集成(SoC) 44

2.4.1 2G 手机简要介绍 44

2.4.2 3G 手机中的 SoC 46

2.4.3 使用 SoC 的 IP 电话 50

第三章 德州仪器公司(TI)的系列 DSP 53

3.1 TMS320C2000系列 DSP 53

3.1.1 TMS320C24x 系列 DSP 控制器 54

3.1.2 TMS320C28x 系列 DSP 69

3.2 TMS320C5000系列 DSP 74

3.2.1 TMS320C54x 系列 DSP 74

3.2.2 TMS320C55x 系列 DSP 97

3.3 TMS320C6000系列 DSP 110

3.3.1 应用领域 110

3.3.2 C6000系列 DSP 的硬件结构 111

3.3.3 C6000的寻址模式 116

3.3.4 指令和功能单元之间的映射 117

3.3.5 并行操作 118

3.3.6 容易开发 119

3.3.7 TMS320C62x 系列 DSP 各片种汇总表 119

3.3.8 TMS320C67x 系列 DSP 各片种汇总表 121

3.3.9 TMS320C64x 系列 DSP 各片种汇总表 122

第四章 DSP 的开发环境与工具 123

4.1 代码生成工具 124

4.1.1 汇编器 126

4.1.2 连接器 127

4.1.3 段的定义 128

4.1.4 连接器如何使用段 131

4.1.5 优化 C 编译器 143

4.1.6 归档器 155

4.1.7 绝对列表器 156

4.1.8 交叉引用列表 157

4.1.9 十六进制转换工具 158

4.1.10 其他辅助工具 160

4.2 系统集成与调试工具 160

4.2.1 软仿真器(Simulator) 160

4.2.2 DSK 系列评估工具以及标准评估模块(EVM) 162

4.2.3 硬仿真器 Emulators(XDS510) 164

4.3 集成开发环境 CCS 166

4.3.1 CCS 的功能 167

4.3.2 为 CCS 安装设备驱动程序 167

4.3.3 利用 CCS 开发 DSP 程序流程 168

4.3.4 探针(probe points)工具的使用 172

4.3.5 图形工具的使用 173

4.3.6 分析工具(profile points)的使用 175

4.3.7 DSP/BIOS 的功能 177

4.4 实时操作系统(RTOS) 189

4.4.1 RTOS 的功能 189

4.4.2 RTOS 的几个重要评价指标 190

4.4.3 几种商用 RTOS 的简单介绍 192

5.1 DSP 方案设计基础 198

第五章 DSP 方案工程实现 198

5.2 数字化基础 202

5.2.1 模拟信号、离散信号与数字信号 202

5.2.2 离散时间系统 204

5.3 模数转换(ADC/DAC)及电路设计 208

5.3.1 信号的采样及奈奎斯特采样定理 209

5.3.2 模拟数字转换(A/D)的原理及常用器件 211

5.3.3 ADC 的技术指标和量化噪声分析 216

5.3.4 DSP 应用方案中 ADC/DAC 的设计 220

5.4 DSP 基本系统设计 221

5.4.1 认识 DSP 芯片 221

5.4.2 DSP 引导方式选择 223

5.4.3 采用 EPROM 并口引导的引导表设计 225

5.4.4 DSP 扩展存储器设计 227

5.4.5 DSP 时钟设计 230

5.4.6 DSP 的电源设计 232

5.4.7 DSP 的电平转换电路设计 234

5.4.8 DSP 的省电模式的考虑与设计 236

5.5 系统软件设计 238

5.5.1 汇编源程序的编写 238

5.5.2 汇编语言指令集 240

5.5.3 汇编编译指令的使用 241

5.5.4 宏及宏的使用 247

5.5.5 命令文件的编写 249

5.5.6 系统程序的编译 251

5.5.7 系统程序的调试 252

5.6 基于 DSP 的方案设计举例 252

5.6.1 DSP 处理器的选择 253

5.6.2 原理设计 254

5.6.3 各功能模块设计 255

5.7 中断与中断编程 265

5.7.1 接受中断请求 267

5.7.2 响应中断 268

5.7.3 执行中断服务程序(ISR) 269

5.7.4 保护中断现场 269

5.7.5 中断延时 269

5.7.6 中断操作的总结 270

5.8 DSP 的流水操作与编程 272

5.8.1 DSP 流水线概述 272

5.8.2 双访问存储器和流水线 274

5.8.3 单访问存储器和流水线 277

5.8.4 流水线延时 279

附录A：z 变换 282

附录B：DSP 基带处理板原理图 288

第六章 DSP 外设的应用编程 297

6.1 计数器的使用与编程 299

6.2 DSP 主机接口设计与使用 301

6.2.1 HPI 接口设计 301

6.2.2 HPI 接口应用编程 303

6.3 DSP 缓冲串口的使用 307

6.3.1 缓冲串口的控制寄存器 307

6.3.2 缓冲串口中缓冲区的设置 311

6.3.3 BSP 串口的初始化 312

6.3.4 BSP 串口的中断服务程序 313

6.4 DSP 多通道缓冲串口(MeBSP)的设计与应用 314

6.4.1 McBSP 概述 315

6.4.2 McBSP 串口的数据发送与接收流程 326

6.4.3 多通道工作模式 331

6.4.4 编程举例 335

6.5 DSP 的 DMA 控制与操作 340

6.5.1 DMA 操作与配置 340

6.5.2 DMA 传输的源地址和目标地址的修改 347

6.5.3 DMA 应用编程 349

第七章 通用数字信号处理方法及其 DSP 实现 354

7.1 DSP 的基本算术运算 354

7.1.1 整数除法和求模运算 354

7.1.2 小数乘法和除法运算 358

7.1.3 双精度运算 360

7.2 无限冲激响应(IIR)滤波器及其 DSP 实现 362

7.2.1 IIR 滤波器的结构 363

7.2.2 双线性变换法设计 IIR 滤波器 367

7.2.3 IIR 滤波器的编程实现 370

7.3 有限冲激响应(FIR)滤波器及其 DSP 实现 373

7.3.1 线性相位数字滤波器结构 373

7.3.2 用傅氏级数设计 FIR 滤波器 376

7.3.3 FIR 滤波器的 DSP 实现 378

7.3.4 用窗函数改善 FIR 滤波器特性 384

7.4 自适应滤波的实现 387

7.4.1 自适应滤波器的应用 388

7.4.2 自适应滤波器的体系结构 391

7.4.3 LMS 自适应算法 394

7.4.4 自适应滤波器的 DSP 实现 396

7.5 快速傅里叶变换(FFT) 400

7.5.1 时间抽取 FFT 算法分析 401

7.5.2 频率抽取 FFT 算法分析 404

7.5.3 FFT 编程举例 407

8.1 数字振荡器 419

8.1.1 数字振荡器工作原理 419

第八章 DSP 应用方案举例 419

8.2 双音多频(DTMF)信号的产生与检测 422

8.2.1 DTMF 信号的产生 423

8.2.2 DTMF 信号的检测 425

8.2.3 对 DSP 的速度和存储器的要求 429

8.3 多 DSP 平台的 IP 电话 430

8.3.1 概述 430

8.3.2 语音接口 431

8.3.4 信道分配和串口 432

8.3.3 线路接口和帧形成器 432

8.3.5 系统控制 433

8.3.6 DSP 的接口和应用软件 435

8.3.7 操作系统 435

8.3.8 信号处理算法 436

8.3.9 语音编码 437

8.3.10 回声消除 437

8.3.11 抖动缓存器 438

8.3.12 任务分配 438

8.3.13 网络接口 439

8.3.14 HPI 总线 440

8.4 使用 DSP 实现 VITERBI 解码 442

8.4.1 卷积编码和块编码 442

8.4.2 VITERBI 算法(VA)和格形路径 445

DSP 常用词汇英汉对照表 449

参考文献 455

8.1.2 数字振荡器程序设计 491