DSP基础与应用系统设计PDF电子书下载

第1部分 DSP 技术基础 2

第1章 概论 2

1.1 信息时代与数字信号处理 2

1.1.1 引言 2

1.1.2 数字信号处理的发展历程及主要内容 2

1.1.3 数字信号处理的实现 4

1.1.4 DSP 适合于数字信号处理的特点 5

1.1.5 DSP的应用 9

1.2 典型DSP系统的集成方案及开发方法 10

1.2.1 典型DSP系统的构成 10

1.2.2 DSP系统的特点 11

1.3 DSP系统的设计及开发简介 14

1.3.1 总体方案设计 14

1.3.2 软件设计阶段 15

1.3.3 硬件设计阶段 17

1.4 本章小结 18

1.3.4 系统集成 18

第2章 DSP芯片 19

2.1 引言 19

2.2 DSP 芯片概述 19

2.2.1 DSP 芯片的特征 19

2.2.2 DSP 芯片的发展历程 21

2.2.3 DSP 芯片的发展方向 22

2.2.4 DSP 芯片的分类 23

2.3.1 TI公司的DSP芯片的发展历程 24

2.2.5 DSP 芯片的选择 24

2.3 TI公司的DSP芯片 24

2.3.2 TI公司定点DSP芯片 26

2.3.3 TI公司浮点DSP芯片 26

2.3.4 多处理器DSP芯片TMS320C8X 41

2.4 其他公司的DSP产品 43

2.5 本章小结 44

3.2 TMS320C3X介绍 48

3.1 引言 48

3.2.1 TMS320C3X的发展过程 48

第3章 DSP小系统的构成 48

第2部分 DSP硬件开发 48

3.2.2 TMS320C3X的特点 50

3.3 基于TMS320C31的DSP小系统的构成 56

3.3.1 复位与监控 56

3.3.2 时钟电路的选择与设计 66

3.3.3 等待 66

3.3.4 存储器与DSP的接口 72

3.3.5 DSP系统中断电路的设计 84

3.3.6 总线驱动与总线锁存 86

3.4 DSP基本系统的构成 92

3.4.1 DSP基本系统介绍 92

3.4.2 原理图 92

3.4.3 地址分配表 97

3.4.4 GAL1，GAL2文件清单 97

3.4.5 硬件调试的主要步骤 97

3.5 本章小结 98

4.1 引言 99

第4章 DSP通信 99

4.2 DSP与DSP之间的通信 100

4.2.1 引言 100

4.2.2 串口通信方式 102

4.2.3 DMA通信方式 102

4.2.4 用双口RAM实现DSP之间的通信 104

4.2.5 用FIFO实现DSP之间的通信 113

4.2.6 用公共存储器实现多机并行运行 117

4.3.1 引言 125

4.3 适合便携仪表的通信方式 125

4.3.2 RS232系列串行通信总线技术及标准 126

4.3.3 USB与IEEE1394 129

4.3.4 并行接口 144

4.4 紧凑型总线 147

4.5 计算机总线 147

4.5.1 引言 147

4.5.2 ISA总线 149

4.5.3 PCI总线 153

4.6 Internet,Intranet 和Intranet 172

4.6.1 引言 172

4.6.3 几种有影响力的现场总线 173

4.6.2 现场总线的特点 173

4.6.4 CAN总线介绍 174

4.7 本章小结 178

第5章 DSP 处理器的前向通道和后向通道以及人机接口的设计 180

5.1 引言 180

5.2 前向通道 181

5.2.1 引言 181

5.2.2 DSP系统的A/D芯片的选择与使用 181

5.3.1 引言 217

5.3 后向通道 217

5.3.2 并行接口D/A转换芯片 218

5.4 DSP 系统前后向通道中的其它常用芯片 228

5.4.1 引言 228

5.4.2 集成有源滤波器 228

5.4.3 可编程放大器 237

5.5 DSP系统前后向系统设计的几个基本结论 240

5.6 DSP系统的人机接口设计 240

5.6.1 引言 240

5.6.2 单片机+DSP的人机接口方案 241

5.6.3 8279 可编程键盘/显示控制器 242

5.6.4 绝对时钟MC146818/DS12887及其应用 244

5.6.5 LCD接口 247

5.7 本章小结 248

第6章 可编程专用集成电路在DSP系统中的应用 249

6.1 概述 249

6.1.1 ASIC与通用集成电路 249

6.1.2 半定制ASIC 249

6.2 可编程ASIC的基本结构 250

6.2.1 简章可编程逻辑器件(EPLD) 251

6.2.2 复杂可编程逻辑器件 252

6.3 现场可编程逻辑门阵列(FPGA) 252

6.3.1 FPGA的基本结构 253

6.3.2 FPGA的设计流程 254

6.3.3 FPGA的开发系统 257

6.4 VHDL语言概述 259

6.5 MAX7000系列及其使用 260

6.5.1 简介 260

6.5.2 EPM7192E功能 261

6.6 FLEX10K系列及其配置 267

6.6.1 FLEX 10K系列简介 267

7.7.5 外部存储器接口(EMIF) 272

6.6.2 FLEX 10K器件的配置 273

6.7 本章小结 288

第7章 TMS320C6000系列DSP 289

7.1 TMS320C6000数字信号处理平台 289

7.1.1 简介 289

7.1.2 TMS320C62X/C67X的主要特征 290

7.2 CPU数据通道及其控制 292

7.2.1 简介 292

7.2.2 通用寄存器文件 292

7.2.3 功能单元 295

7.2.4 寄存器文件交叉通道 296

7.2.5 存储器存取通道 296

7.2.6 数据地址通道 296

7.2.7 TMS320C62X/C67X控制寄存器文件 296

7.2.8 TMS320C67X对控制寄存器文件的扩展 299

7.3.1 TMS320C62X/C67X定点指令集 303

7.3 TMS320C6000指令 303

7.3.2 TMS320C67X浮点指令集 317

7.4 TMS320C67X流水线 325

7.4.1 简介 325

7.4.2 流水线操作概述 326

7.4.3 各类指令的流水线执行 333

7.4.4 功能单元竞争冒险 336

7.4.5 性能考虑 343

7.5 中断 348

7.5.1 中断概述 348

7.5.2 全局使能或屏蔽中断(控制状态寄存器--CSR) 353

7.5.3 单个中断控制 354

7.5.4 中断检测和处理 357

7.5.5 性能考虑 360

7.5.6 编程考虑 361

7.6 存储器 362

7.6.1 存储器空间 363

7.6.2 内部存储器 364

7.6.3 数据存储器访问 366

7.6.5 扩展总线 367

7.6.4 片内外围总线 367

7.6.6 外部存储器接口(EMIF) 368

7.7 外围器件 368

7.7.1 直接存储器访问(DMA)控制器 368

7.7.2 增强直接存储器访问(EDMA) 369

7.7.3 主机端口接口(HPI) 370

7.7.4 扩展总线(XB) 371

7.7.6 引导配置逻辑 373

7.7.7 多通道缓冲串口(McBSP) 374

7.7.8 定时器 375

7.7.9 中断选择器 376

7.7.10 节能逻辑 376

7.8 本章小结 377

第8章 TMS320C6000与外部存储器及PCI总线的接口 378

8.1 TMS320C6000的FIFO外部存储器接口 378

8.1.1 概述 378

8.1.2 FIFO接口 378

8.1.3 TI FIFO选用指南 390

8.1.4 EMIF概述 391

8.1.5 读数据接口举例 393

8.2 TMS320C6000 EMIF与闪存接口 397

8.2.1 ’C6201/’C6202/’C6701 EMIF的ROM模式 397

8.2.2 ’C6211/’C6711 EMIF×8/×16异步模式 397

8.2.3 闪存接口 398

8.3 TMS320C6000 EMIF与外部 SDRAM/SGRAM接口 402

8.3.1 SDRAM 器件介绍 402

8.3.2 ’C6000 EMIF 与 SDRAM/SGRAM 的接口 403

6.3.3 ’C6000 EMIF 接口对 SDRAM/SGRAM 的支持 407

8.3.4 SDRAM 命令 412

8.4 TMS320C6000EMIF 与外部SBSRAM 的接口 413

8.4.1 4MB(256KB×18，128KB×32/36)SBSRAMMT58L256L18P介绍 413

8.4.2 EMIF与SBSRAM的接口 420

8.4.3 SBSRAM的操作 428

8.5 TMS320C6000 的 PCI 总线扩展 432

8.5.1 概述 432

8.5.2 C6202 扩展总线 432

8.5.3 异步模式下的’C6202 436

8.6 本章小结 453

第9章 DSP应用系统的开发 454

9.1 引言 454

9.2 TMS320C32的32路同步采集系统的开发 454

9.2.1 简介 454

9.2.2 系统介绍 454

9.2.3 部分硬件设计原理 455

9.3.2 系统介绍 456

9.3.1 性能指标及系统构成 456

9.3 TMS320C3116路的D/A板 456

9.3.3 典型电路原理 457

9.4 TMS320C32 的双 DSP 开发系统的开发 458

9.4.1 系统性能 458

9.4.2 系统框图 458

9.4.3 系统介绍 459

9.5 四片 TMS320C6000 构成的四机系统 459

9.5.1 系统硬件功能 459

9.5.2 存储空间分配 459

9.5.3 系统初始化 462

9.5.4 外部存储器 463

9.5.5 FIFO 端口输入/输出扩展 463

9.5.6 传输和接收 FIFO 端口数据 464

9.5.7 监视 FIFO 状态 465

9.5.8 FIFO端口复位 465

9.5.9 控制 FIFO 端口编程接近满标志 466

9.5.10 定时器输入/输出和 FIFO 端口 466

9.5.11 设计与 FIFO 端口一起使用的外部硬件 466

9.5.12 FIFO 链路处理器间通信网络 467

9.5.13 发送和传输 FIFO 链路数据 468

9.5.14 监视 FIFO 状态 468

9.5.15 FIFO 端口复位 469

9.5.16 处理器间中断 469

9.5.17 处理器识别 470

9.5.18 串口 471

9.5.19 定时器 471

9.5.20 中断 471

9.5.21 JTAG 测试总线 475

9.5.23 PCI 总线输入/输出和存储变换 476

9.5.22 系统的 PCI 总线接口 476

9.5.24 系统的引导 477

9.6 本章小结 478

第3部分 DSP软件开发 481

第10章 DSP 编程基础 481

10.1 引言 481

10.2 COFF--公共目标文件格式 481

10.2.1 段的概念 481

10.2.2 汇编器对段的处理 482

10.2.3 链接器对段的处理 484

10.2.4 程序重定位 486

10.2.5 COFF 文件的符号 488

10.3 DSP 芯片的开工具 489

10.3.1 引言 489

10.3.2 代码生成工具 489

10.4 代码调试器 493

10.4.1 概述 493

10.4.3 软件模拟器 494

10.4.2 初学者工具 DSK 494

10.4.4 评价模块 EVM 495

10.4.5 软件开发系统 495

10.5 调试器(调试 C3X 程序) 495

10.5.1 第一步：准备用于调试的程序 495

10.5.2 第二步：定义存储器空间分配 497

10.5.3 第三步：装载目标代码 503

10.5.4 第四步：运行程序 503

10.5.5 第五步：检查管理数据 504

10.5.6 第六步：修改程序代码 512

10.6 本章小结 513

第11章 DSP 汇编语言编程基础 514

11.1 引言 514

11.2 TMS320C3X 的指令系统 514

11.2.1 TMS320C3X 的寻址 514

11.2.2 TMS320C3X 的指令系统 515

11.3 TMS320C3X DSP 基本编程技巧 517

11.3.1 定时器编程 517

11.3.2 串行口 521

11.3.3 DMA 535

11.3.4 中断的编程 541

11.3.5 程序引导装载功能 545

11.4 汇编语言编程流程 560

11.5 本章小结 562

第12章 用高级语言开发 DSP 程序 563

12.1 引言 563

12.2 TMS320 ANSI C 编译器 563

12.2.1 优化 ANSI C 编译器 563

12.2.2 优化编译器 565

12.3 TMS320C3X/C4X C 语言开发的运行环境 576

12.3.1 存储器模式 577

12.3.2 目标表征 579

12.3.3 寄存器规约 582

12.3.4 函数结构与调用规约 584

12.3.5 中断处理 588

12.3.6 运行支持算术程序 589

12.3.7 系统初始化 591

12.4.2 汇编语言模块 594

12.4.1 用 C 语言和汇编语言进行混合编程的方法 594

12.4 DSP 芯片的汇编语言与 C 语言的混合编程 594

12.4.3 预定义标识符 596

12.4.4 C 调用汇编函数的例子 596

12.4.5 从 C 中访问汇编语言变量 597

12.4.6 在 C 程序中嵌入汇编语句 599

12.4.7 DSP 的其它高级语言编程 600

12.5 本章小结 600

第13章 FFT及数字滤波器 601

13.1 引言 601

13.2.1 DFT 602

13.2 FFT 的基本原理 602

13.2.2 常用 FFT 算法 603

13.3 滤波器的基本原理 607

13.3.1 经典滤波器 607

13.3.2 现代滤波器 608

13.4 FFT 及滤波器的实现 617

13.4.1 FFT 算法实现 617

13.4.2 滤波器的实现 627

13.5 本章小结 637