DSPs原理及应用教程 第2版PDF电子书下载

第1章 实时数字信号处理与DSPs芯片 1

1.1 实时数字信号处理 1

1.1.1 实时数字信号处理对DSPs的要求 1

1.1.2 DSPs处理器与模拟信号处理电路的比较 2

1.1.3 DSPs处理器与通用处理器的比较 2

1.1.4 DSPs的性能指标 5

1.2 DSPs的发展历史 6

1.2.1 初期的DSP结构和第一代DSPs产品 6

1.2.2 增强的第二代DSPs 7

1.2.3 第三代DSPs的创新设计 7

1.2.4 当今DSP技术的新特点和应用领域 8

1.3 TI公司的DSPs及开发环境、工具 11

1.3.1 TI的CCS开发工具 11

1.3.2 MATLAB DSP模块对TI DSPs的支持 12

1.3.3 LabView DSP模块对TI DSPs的支持 13

思考题1 13

第2章 中央处理单元的基本结构 14

2.1 TMS320C62x和TMS320C67x系列中央处理单元的基本结构 14

2.2 数据通路 15

2.2.1 通用寄存器组 15

2.2.2 功能单元 17

2.2.3 存储器读取／存储数据通路 18

2.2.4 数据寻址通路 18

2.2.5 寄存器组交叉通路 18

2.3 控制寄存器组 18

2.3.1 AMR、CSR 19

2.3.2 IFR、ISR、ICR、IER、ISTP、IRP 20

2.3.3 PCE1 20

思考题2 20

第3章 程序和数据存储器结构 21

3.1 程序和数据存储器的基本结构 21

3.2 程序存储器控制器 22

3.3 片内程序存储器 22

3.3.1 映射模式 22

3.3.2 cache使能模式 23

3.3.3 cache冻结模式 23

3.3.4 cache旁路模式 23

3.4 数据存储器控制器 23

3.5 片内数据存储器 24

3.6 片外程序和数据存储器 25

思考题3 25

第4章 片外存储器接口（EMIF） 26

4.1 EMIF的功能和接口信号 26

4.2 EMIF的寄存器 28

4.2.1 GBLCTL 28

4.2.2 CECTLn 28

4.2.3 SDCTL、SDTIM 30

思考题4 32

第5章 EMIF与SDRAM的接口和地址分配 33

5.1 TMS320C6201/6701 EMIF与SDRAM接口的设计原理 33

5.1.1 SDRAM的特点和TMS320C6201/6701支持的类型 33

5.1.2 EMIF与SDRAM接口信号和说明 34

5.2 SDRAM（MT48LC4M16A2）的工作原理、主要参数和时序 34

5.2.1 SDRAM器件MT48LC4M16A2简介 35

5.2.2 MT48LC4M16A2的读操作 36

5.2.3 MT48LC4M16A2的写操作 36

5.2.4 MT48LC4M16A2的刷新操作 37

5.2.5 MT48LC4M16A2的初始化 37

5.3 EMIF与MT48LC4M16A2的实际接口电路和地址配置 37

5.4 EMIF与MT48LC4M16A2接口时序的计算 38

5.4.1 TMS320C6201/6701对SDRAM输出数据的时序计算 39

5.4.2 TMS320C6201/6701由SDRAM输入数据的时序计算 39

5.5 EMIF与MT48LC4M16A2对MT48LC4M16A2接口的寄存器配置 40

5.5.1 GBLCTL的设置 40

5.5.2 CECTLn的设置 41

5.5.3 SDCTL的设置 41

5.5.4 SDTIM的设置 42

5.6 EMIF对MT48LC4M16A2接口的初始化程序 42

5.7 MT48LC4M16A2的工作电源、复位、功耗和体积 44

思考题5 45

第6章 EMIF与SBSRAM的接口和地址分配 46

6.1 TMS320C6201/6701 EMIF与SBSRAM接口的设计原理 46

6.1.1 EMIF与SBSRAM的接口特点 46

6.1.2 EMIF与SBSRAM接口信号 46

6.2 SBSRAM（MT58L256L32P）的工作原理、主要参数和时序 47

6.2.1 SBSRAM器件MT58L256L32P简介 47

6.2.2 MT58L256L32P的操作模式 48

6.3 TMS320C6201/6701与MT58L256L32P的实际接口电路和地址配置 49

6.4 EMIF与MT58L256L32P接口时序和计算 50

6.4.1 TMS320C6201/6701对SBSRAM输出数据的时序计算 50

6.4.2 TMS320C6201/6701对SBSRAM输入数据的时序计算 51

6.5 EMIF、MT48LC4M16A2与MT58L256L32P接口的寄存器配置 51

6.5.1 GBLCTL的设置 52

6.5.2 CECTL0的设置 52

6.6 EMIF与MT58L256L32P接口的初始化程序 53

6.7 MT58L256L32P的工作电源、复位、功耗和封装 53

思考题6 55

第7章 EMIF与异步存储器的接口和地址分配 56

7.1 TMS320C6201/6701 EMIF与异步存储器接口的设计原理 56

7.1.1 TMS320C6201/6701 EMIF与异步存储器接口信号 56

7.1.2 TMS320C6201/6701 EMIF支持的异步存储器模式 57

7.2 异步存储器（AM29LV160DB）的工作原理、主要参数和时序 58

7.2.1 AM29LV160DB简介 58

7.2.2 AM29LV160DB的工作模式和通用命令 59

7.3 EMIF与AM29LV160DB的接口逻辑和地址分配 63

7.4 EMIF与AM29LV160DB的接口时序和计算 64

7.4.1 DSPs和AM29LV160DB相关时间参数 64

7.4.2 读周期时间参数的计算 65

7.4.3 写周期时间参数的计算 66

7.5 EMIF与AM29LV160DB接口的寄存器配置 67

7.5.1 GBLCTL的设置 67

7.5.2 CECTL1的设置 67

7.6 EMIF与AM29LV160DB接口的初始化程序相关程序 68

7.7 AM29LV160DB的操作电源、复位、功耗和封装 72

思考题7 73

第8章 EMIF与FIFO的接口和地址分配 74

8.1 TMS320C6201/6701 EMIF与FIFO接口的设计原理 74

8.2 FIFO（CY7C4245-10ASC）的工作原理、主要参数和时序 75

8.2.1 CY7C4245-10ASC简介 75

8.2.2 CY7C4245-10ASC的读／写操作 76

8.2.3 CY7C4245-10ASC的标志操作 76

8.3 EMIF与FIFO（CY7C4245-10ASC）的接口逻辑和地址分配 78

8.4 TMS320C6201/6701与CY7C4245-10ASC接口的寄存器配置 79

8.5 FIFO的操作电源、功耗和封装 80

思考题8 82

第9章 直接存储器访问（DMA） 83

9.1 DMA控制器的基本结构和功能特点 83

9.2 DMA配置寄存器 84

9.3 DMA的数据传输过程 85

9.3.1 DMA自动初始化 85

9.3.2 DMA运行模式控制 85

9.3.3 DMA通道重载寄存器 85

9.4 DMA的操作方式 85

9.4.1 同步触发DMA传输 85

9.4.2 通道分裂操作 86

9.4.3 资源仲裁与优先级配置 86

思考题9 86

第10章 中断控制器（Interrupt Controllor） 87

10.1 TMS320C6201/6701中断类型和优先权 87

10.2 中断控制寄存器组 89

10.2.1 CSR中的中断控制位 89

10.2.2 IER、IFR、ISR、ICR、ISTP、IRP、NRP 90

10.2.3 中断服务表（IST） 91

10.3 中断的响应和返回过程 92

10.3.1 复位（RESET） 92

10.3.2 非屏蔽中断（NMI）与可屏蔽中断（INT4～INT15） 92

10.4 中断嵌套 93

10.5 陷阱 94

思考题10 94

第11章 流水线 95

11.1 TMS320C6201/6701流水线的基本结构 95

11.2 流水线运行注意事项 96

思考题11 97

第12章 DSPs主机端口（HPI）的原理及应用 98

12.1 HPI的结构 98

12.2 HPI的信号 99

12.2.1 数据总线HD［15:0］ 99

12.2.2 访问控制选择信号HCNTL［1:0］ 99

12.2.3 半字识别选择信号 100

12.2.4 地址选通输入信号 100

12.2.5 选通信号 100

12.2.6 字节使能位HBE［1:0］ 101

12.2.7 读／写选择信号HR/W 101

12.2.8 准备信号HRDY 101

12.2.9 主机中断信号HINT 101

12.3 HPI寄存器 101

12.3.1 HPI数据（HPID）寄存器 102

12.3.2 HPI地址（HPIA）寄存器 102

12.3.3 HPI控制（HPIC）寄存器 102

12.4 HPI的存取操作 103

12.5 HPI的自举（boot）加载操作 103

12.6 HPI应用实例 103

12.6.1 双DSPs的连接 103

12.6.2 主从DSPs的启动 105

思考题12 106

第13章 片内外部设备 107

13.1 多通道缓冲串口（McBSPs） 107

13.1.1 TMS320C6201/6701多通道缓冲串口的技术特性 107

13.1.2 多通道缓冲串口的接口信号 107

13.1.3 多通道缓冲串口的寄存器 108

13.1.4 数据的发送与接收 109

13.2 通用定时器（Timers） 109

13.2.1 TMS320C6201/6701通用定时器基本技术特性 109

13.2.2 通用定时器的运行 111

第14章 DSPs芯片模式、时钟、电源及相关技术 113

14.1 端格式、芯片模式 113

14.1.1 端格式配置 113

14.1.2 芯片模式配置概述 113

14.2 电源系统设计 114

14.2.1 加电次序设计 114

14.2.2 供电系统设计 115

14.2.3 Power-Down模式 115

14.3 时钟电路 116

14.4 Reset 117

14.4.1 RESET电路 117

14.4.2 系统复位时间的确定 118

14.5 BGA封装与焊接 119

14.6 TMS320C6201/6701电源去耦合电容和地线 121

14.7 TMS320C6201/6701的散热 121

14.8 DSPs的JTAG调试接口 122

思考题14 123

第15章 前端信号处理技术及ADC 124

15.1 信号前端处理中的截止频率、采样频率、采样分辨率的关系 124

15.2 模拟信号和ADC的极性 126

15.2.1 单极性模式的ADC输入端 126

15.2.2 差分模式的ADC输入端 126

15.2.3 准差分模式的ADC输入 127

思考题15 128

第16章 指令、算法标准和DSP BIOS的工程性 129

16.1 TMS320C62x和TMS320C67x指令概述 129

16.1.1 指令的格式与并、串行操作规则 129

16.1.2 寻址方式 131

16.2 TI DSP算法标准（XDAIS） 131

16.2.1 XDIAS的工程概念 131

16.2.2 Ti通用算法标准的特征和4层编程规范 133

16.2.3 XDAIS的主要规则和建议 133

16.2.4 DSPs的软件工程模块 137

16.3 TI DSP上的实时操作系统内核DSP/BIOS 137

16.3.1 DSP/BIOS的版本及提供形式 137

16.3.2 DSP/BIOS的5个功能模块 138

16.3.3 DSP/BIOS的4类程序线程和优先级 140

16.3.4 线程类型的选择方法 141

16.3.5 任务线程的工作状态转换及调度说明 142

16.3.6 DSP/BIOS的3种协调机制 143

思考题16 144

第17章 利用CCS开发DSP程序 145

17.1 开发程序前的准备 145

17.1.1 安装TMS320 C6201/6701的硬件仿真设备 145

17.1.2 新建一个工程文件 146

17.1.3 向工程中添加各类文件 148

17.2 用CCS的基本工具开发DSP程序 149

17.2.1 使用基本调试工具 149

17.2.2 修改编译选项及更改语法错误 151

17.2.3 使用断点和观察窗口 152

17.2.4 使用文件输入／输出探针 154

17.2.5 使用图形工具显示图形 154

第18章 利用TMS320C6201/6701核心系统的定浮点运算程序的设计与分析 158

18.1 DSP的定、浮点表示方式 158

18.1.1 定点表示方式 158

18.1.2 IEEE标准的浮点数表示方式 159

18.2 定点小数乘法程序的设计与分析 159

18.2.1 定点小数乘法程序的设计 159

18.2.2 程序的运行分析（存储器、寄存器、单步运行方式） 160

18.3 64位整数加减法程序的设计与分析 164

18.3.1 64位整数加减法程序的设计 164

18.3.2 程序的运行分析 164

18.4 浮点运算程序的设计与分析 166

18.4.1 浮点乘除法运算程序的设计 166

18.4.2 程序的运行分析 167

第19章 利用TMS320C6201/6701核心系统的FFT运算程序的设计与分析 169

19.1 FFT运算的原理 169

19.2 FFT运算程序的设计 171

19.2.1 主程序 171

19.2.2 倒序子程序 171

19.2.3 FFT算法程序 171

19.3 程序的运行分析 172

19.3.1 设置断点 172

19.3.2 添加Watch Window观察变量 172

19.3.3 单步运行程序 173

19.3.4 添加View Graph比较输入输出波形 173

第20章 IIR和FIR数字滤波器程序的设计与仿真 175

20.1 数字滤波器的表示方法 175

20.2 IIR数字滤波器DSP程序的设计 175

20.3 用CCS对IIR数字滤波器程序进行仿真 177

20.4 FIR数字滤波器程序的设计 178

20.5 用CCS对FIR数字滤波器程序进行仿真 180

第21章 基于DSP/BIOS测试FIR数字滤波器程序 182

21.1 DSP/BIOS功能及其组件 182

21.1.1 DSP/BIOS实时库和API 182

21.1.2 DSP/BIOS的配置工具 183

21.1.3 DSP/BIOS插件——实时分析工具 184

21.2 DSP/BIOS测试模块——LOG 185

21.3 DSP/BIOS测试模块——STS 185

21.4 用DSP/BIOS模块测试FIR数字滤波器程序 187

21.4.1 创建关于FIR数字滤波器程序的DSP/BIOS工程文件 187

21.4.2 FIR数字滤波器程序添加DSP/BIOS模块函数 188

21.4.3 FIR数字滤波器程序添加DSP/BIOS模块对象 191

21.4.4 用统计观察窗观察FIR数字滤波器程序的统计数据 192

21.4.5 用Message Log显示FIR数字滤波器程序的统计信息 195

附录A TMS320F2812和ADSP-BF506F的CPU结构 197

A.1 The CPU's structure of TMS320F2812 197

A.1.1 Brief Descriptions 197

A.1.2 F2812 CPU Structure 197

A.1.3 Registers 199

A.1.4 External Memory Interface(XINTF) 200

A.1.5 FlashROM,SARAMs,and Boot ROM in Chip 200

A.1.6 Peripheral and Exterhal Interrupt Expansion(PIE) 201

A.1.7 PLL Clocking and Low-Power 201

A.1.8 General-Purpose Input/Output(GPIO)Multiplexerand peripherals in chip 201

A.2 The CPU's structure of ADSP-BF506F 202

A.2.1 Grief Description 202

A.2.2 the Core of Blackfin in the BF506F 202

A.2.3 the core clock(CCLK)and system peripheral clock(SCLK) 206

A.2.4 BOOT mode 208

附录B TMS320F2812和ADSP-BF506的存储器结构 209

B.1 TMS320F2812 memory structure and mode 209

B.1.1 F2812 Memory Map 209

B.1.2 XMP/MC# pin and MODE 211

B.2 ADSP-BF506F MEMORY ARCHITECTURE 211

B.2.1 BF506F Memory map 211

B.2.2 Internal(Core-Accessible)Memory 212

B.2.3 External(Interface-Accessible)Memory 212

B.2.4 I/O Memory Space 213

附录C TMS320F2812和ADSP-BF506F的中断结构 214

C.1 TMS320F2812 Interrupts 214

C.1.1 Interrupt sources 214

C.1.2 Flow of a Interrupt Request From a Peripheral to the CPU 215

C.1.3 Registers for interrupts 217

C.1.4 The Interrupt Vector 217

C.2 ADSP-BF506F's Event or Interrupt Control Mechanism 218

C.2.1 Two-level Interrupt Processing 218

C.2.2 Events and Sequencing 218

C.2.3 System Peripheral Interrupts 219

C.2.4 System Interrupt Processing 221

C.2.5 System Interrupt Controller Registers 223

附录D TMS320F2812和ADSP-BF506F的ADC结构 225

D.1 TM320F2812 ADC Module 225

D.1.1 ADC Module Function 225

D.1.2 ADC pins for external circuit 226

D.1.3 ADC Control,Status and Result Buffer Register 228

D.2 BF506F ADC AND ACM INTERFACE 228

D.2.1 The ADC control module(ACM) 228

D.2.2 Internal ADC 228

D.2.3 ADC Connected with Serial Interface and the Timing 230

附录E TMS320C62x/67x指令表 234

E.1 TMS320C62x/C67x定点指令集表 234

E.2 TMS320C67x浮点指令集表 242

附录F CCS指令操作与执行符号 245

附录G 本书程序代码 247

G.1 用于熟悉CCS基本操作的部分程序 247

G.2 FFT主程序及其子程序 250

G.3 IIR数字滤波器程序及其相关程序 252

G.4 FIR数字滤波器程序及其相关程序 257

G.5 基于DSP/BIOS的数字滤波器构造程序 258

附录H DSPs Main Words Dictionary 260

附录I TMS320C6701、TMS320F2812、ADSPBF506F实验电路照片 267

参考文献 268