数字信号处理器技术原理与开发应用PDF电子书下载

第一章　数字信号处理器技术综述 1

1.1 什么是数字信号处理、DSP技术和实时实现 1

1.2　数字信号处理器技术的发展及现状 2

1.2.1 数字信号处理理论和实现技术的发展 2

1.2.2　数字信号处理器技术发展现状 4

1.3　数字信号处理技术的应用 7

1.4 数字信号处理器技术特点及其与通用计算机、单片机的区别 10

1.5　数字信号处理器技术实现的结构和特点 14

1.5.1　处理器实现的两种结构 14

1.5.2　处理器的多总线和流水线 15

1.5.3　处理器的主频和并行技术 15

1.5.4　数字信号处理器技术并行结构实现的分类 16

1.5.5　阵列处理器 17

1.6　数字信号处理器开发工具 20

1.7　数字信号处理技术开发实现方法 22

小结 24

习题与思考题 25

第二章 现代数字信号处理器介绍 26

2.1　DSP技术指标和分类 26

2.2　专用数字信号处理器DSP 28

2.3　通用数字信号处理器DSP 30

2.3.1 世界第一片商业化通用数字信号处理器TMS320C10 31

2.3.2　DSP16xx系列 32

2.3.3　ADSP 21060 DSP 32

2.3.4 TMS320C6201高速DSP 35

2.3.5　TMS320C6455超高速定点DSP 36

2.3.6　面向电信基础应用的TMS320TCl6486多核DSP． 37

2.3.7　TMS320C28x控制DSP 39

2.3.8　TMS320C5000 DSP+RISC 40

2.3.9　TMS320C55x低功耗DSP 41

2.3.10　OMAP5910处理器 43

小结 45

习题与思考题 45

第三章 C54x数字信号处理器结构 47

3.1 结构概述 47

3.2　总线结构 48

3.3　CPU内核 50

3.4　指令流水线 51

3.5　存储器组织结构 52

3.5.1 程序空间 54

3.5.2　数据空间 56

3.5.3　CPU寄存器 56

3.6　系统控制 59

3.6.1　数据地址及程序地址生成 59

3.6.2　系统复位 60

3.6.3　中断系统 61

3.6.4　节电模式 64

3.7　片上外设 65

3.7.1　通用I/O引脚 66

3.7.2　定时器 66

3.7.3　时钟发生器 67

3.7.4　多通道缓冲串口（McBSP） 70

3.7.5　DMA控制器 76

3.7.6　外部总线接口 78

3.7.7　主机接口（HPI） 82

3.8　JTAG边界扫描逻辑（IEEE 1149.1标准） 86

3.9　C54x DSP芯片引脚及功能 87

3.10　现代高性能DSP与C54x DSP的对比 92

3.10.1　VLIW结构下的总线、CPU与指令流水线 92

3.10.2　存储器结构（blocks与banks） 94

3.10.3　外部存储器接口（EMIF） 94

小结 96

习题与思考题 97

第四章　C54x数字信号处理器程序设计开发基础 98

4.1　C54x DSP汇编程序设计基础 98

4.1.1　汇编程序语句基本结构 98

4.1.2　汇编语言数据类型 101

4.1.3　表达式 103

4.2　数据寻址方式 104

4.2.1　立即数寻址 104

4.2.2　绝对寻址 105

4.2.3　累加器寻址 106

4.2.4　直接寻址 106

4.2.5　间接寻址 107

4.2.6　存储器映射寄存器寻址 113

4.2.7　堆栈寻址 113

4.3　汇编语言指令系统 114

4.3.1　算术指令 117

4.3.2　逻辑指令 122

4.3.3　程序控制指令 122

4.3.4　装入和存储指令 127

4.4　汇编伪指令 128

4.4.1　段定义伪指令 128

4.4.2　初始化常数伪指令 131

4.4.3　段程序计数器定位伪指令 136

4.4.4　输出列表格式伪指令 136

4.4.5　文件引用伪指令 137

4.4.6　条件汇编伪指令 137

4.4.7　符号定义伪指令 137

4.4.8　其他方面的汇编伪指令 138

4.4.9　C54x汇编伪指令列表 139

4.5　C54x DSPC程序开发基础 141

4.5.1　C54x DSPC语言特点 141

4.5.2　C54x C程序数据类型 142

4.5.3　关键字 142

4.5.4　寄存器变量 145

4.5.5　asm语句 145

4.5.6　pragma伪指令 146

4.5.7　初始化静态和全局变量 148

4.6　C54xDSP C与汇编混合编程 148

4.6.1 独立的DSP C和汇编接口 149

4.6.2　DSP C程序中访问汇编变量和常量 151

4.6.3　DSP C程序中直接嵌套汇编语句 154

4.6.4　利用DSP C编译器的内联（intrinsics）函数访问汇编语句 155

4.7　C54x DSP C程序的优化 156

4.7.1　C54x C优化编译器 156

4.7.2　优化特性 157

4.7.3　C54x DSP C程序优化选项 158

4.7.4 C与汇编语言混合编程优化考虑 163

小结 163

习题与思考题 163

第五章 C54x数字信号处理器开发工具 165

5.1 数字信号处理器软件开发环境及流程 165

5.2　TI DSP系统调试和评估工具 167

5.2.1　DSP入门套件（学习板）DSK 167

5.2.2　TMS320 DSP评估模块（板）EVM 169

5.2.3　TMS320 DSP在线仿真器XDS和Emulator 170

5.2.4　软件仿真器（Simulator） 172

5.2.5 TMS320 DSP调试程序（C Source Debugger） 172

5.3 公用目标文件格式（COFF）介绍 172

5.3.1 COFF文件中的段 173

5.3.2　段程序计数器 174

5.3.3　COFF文件中的符号 174

5.4　C54x DSP C编译器（C Compiler） 174

5.4.1　关于C编译器 175

5.4.2　调用C编译器 176

5.5　C54x汇编器（Assembler） 176

5.5.1　源程序列表文件 177

5.5.2　汇编器的使用 178

5.6　C54x链接器（Linker） 179

5.6.1　链接器的使用 180

5.6.2　链接器命令文件 182

5.6.3　链接器对段的处理 184

5.7　档案管理器（Archiver） 185

5.8　绝对列表器 186

5.9　交叉引用列表器 187

5.10　其他工具 189

5.10.1 十六进制转换公用程序 189

5.10.2　助记符-代数式转换程序 190

小结 190

习题与思考题 191

第六章　C54x处理器可视化集成开发环境CCS 192

6.1　可视化集成开发环境C54x CCS 193

6.2　CCS软件安装与设置 193

6.2.1　系统配置 193

6.2.2　系统安装 194

6.2.3 CCS存储器模型设置 195

6.3　用CCS开发程序的基本过程 196

6.3.1　建立项目（project）文件 197

6.3.2　编译并运行程序 198

6.4　利用图形工具观察数据和图形 199

6.4.1　观察数据 199

6.4.2　观察图形数据 200

6.4.3　动态显示数据和图形 201

6.5　设置断点和测试点 202

6.5.1　设置断点 202

6.5.2　设置测试点 202

6.6　代码性能测试（profiling） 203

6.7　仿真中断与I/O端口 204

6.7.1　用simulator仿真中断 204

6.7.2　用simulator仿真I/O口 208

6.8　CCS的GEL语言编程 213

小结 213

习题与思考题 213

第七章 DSP/BIOS嵌入式软件开发 215

7.1　DSP/BIOS概述 215

7.1.1　多任务应用系统 215

7.1.2　DSP/BIOS与操作系统 216

7.1.3　CCS中的DSP/BIOS组件 217

7.2　DSP/BIOS常用模块 222

7.2.1　概述 222

7.2.2　监测 223

7.2.3　线程调度 226

7.2.4　存储器管理 228

7.2.5　数据I/O 229

7.3　DSP/BIOS软件开发 233

7.3.1　DSP/BIOS程序开发过程 233

7.3.2　DSP/BIOS程序源文件． 234

7.3.3　DSP/BIOS启动序列 235

7.3.4　DSP/BIOS软件开发举例 236

7.4　RTDX原理及应用 243

7.4.1　RTDX原理 243

7.4.2　RTDX应用 245

7.4.3　RTDX实例 245

小结 247

习题与思考题 247

第八章 数字信号处理器软硬件设计与应用 248

8.1 C54x数字信号处理器程序设计． 248

8.1.1　循环寻址编程 248

8.1.2　DSP位倒序寻址编程 250

8.1.3　扩展精度运算 253

8.2　C54x程序设计举例 255

8.2.1　正弦波产生器 255

8.2.2　梳状滤波器的实现 258

8.2.3　快速傅里叶变换FFT 260

8.3　C54x数字信号处理器硬件设计 268

8.3.1　复位及电源管理 268

8.3.2　等待状态产生 270

8.3.3　存储空间块切换逻辑 271

8.3.4　DSP模拟接口 273

8.3.5　DSP与存储器接口 273

8.3.6　JTAG在线仿真调试接口设计 274

8.3.7　DSP自举引导BOOT_LOADER 276

8.4　DSP应用举例 279

8.4.1　有限冲激响应滤波器FIR 279

8.4.2　m序列发生器 283

8.4.3　手机信号实时频谱分析 285

8.4.4　LMS自适应滤波器系统分析与应用 288

8.5　全球DSP设计竞赛 295

小结 295

习题与思考题 296

第九章　现代数字信号处理技术系统开发 297

9.1 数字信号处理系统算法仿真与实现——MATLAB/Simulink 297

9.1.1 MATLAB/Simulink简介 298

9.1.2 MATLAB/Simulink与DSP 299

9.1.3　CCS Link组件功能及特点 301

9.1.4 利用MATLAB/Simulink开发调试DSP 304

9.2　数字信号处理系统算法实现——FPGA 312

9.2.1　FPGA与DSP 312

9.2.2　FPGA的DSP开发方法 315

9.2.3　具有DSP模块的FPGA器件 325

9.3 数字信号处理系统DSP外围解决方案——TI模拟器件 327

9.3.1　DSP系统设计及外围器件 328

9.3.2　运算放大器种类及开发 329

9.3.3　A/D、D/A种类及开发 338

9.3.4　直流稳压电源种类及开发 344

9.3.5　其他DSP外围器件种类 348

小结 350

习题与思考题 350

第十章　数字信号处理技术开发及原理实验指导 352

10.1 实验设备及系统构成 352

10.2　TMS320C5402 DSK实验板 353

10.2.1　C5402 DSK板硬件结构 353

10.2.2　TLC320 AD50模数、数模转换器 354

10.2.3　DSK实验板开发所需的存储器配置环境 357

10.3　DSP技术基础实验 358

10.3.1　CCS的使用及I/O口和中断仿真 358

10.3.2　C54x存储器及Flash应用编程 359

10.3.3　C54x多通道缓冲串口应用 363

10.3.4　C54x定时器实验 366

10.3.5　C54x外中断编程 369

10.3.6 C54x异步通信接口UART实验 370

10.4　数字信号处理基本原理实验 371

10.4.1 信号时域频域关系及采样定理 372

10.4.2　快速傅里叶变换FFT和信号功率谱分析 377

10.4.3 FIR数字滤波器设计与DSP实现及应用 381

10.4.4　IIR数字滤波器设计与DSP实现及应用 384

10.4.5 滤波器应用——抑制载波的双边带AM调制 386

10.4.6　采样率转换滤波器实验 387

10.5 数字信号处理技术应用综合实验 389

10.5.1 抑制载波双边带AM调制与解调器的性能评估系统 389

10.5.2　2DPSK相位调制与解调器的性能评估系统 390

10.5.3　数字振荡器 391

10.5.4　音频扰频器与解扰器 391

10.5.5　数字录放机 391

10.5.6　模拟交通灯DSP控制设计 392

10.5.7　模拟电梯自动控制程序 392

10.5.8　数字广告大屏幕显示 392

10.5.9 自相关运算在信号提取中的应用——从噪声中提取正弦波信号 393

10.5.10　自适应系统识别 393

10.5.11　卷积码的编、解码器 394

10.5.12　RS码的编、解码器 394

10.5.13　RTDX系统应用 395

附录 397

附录A　C54x指令系统列表 397

附录B　部分指令介绍 408

附录C　实验参考程序 425

附录D　C54x C编译器内联函数列表 430

附录E　C54x系列DSP中断向量表 431

参考文献 434