DSP控制器原理及其應(yīng)用

1、dspdsp控制器原理及其應(yīng)用控制器原理及其應(yīng)用dsp 綜述綜述u第一部分：關(guān)于課程（課程簡(jiǎn)介）u第二部分： dsp 基本概念ldsp芯片分類ldsp芯片的應(yīng)用ldsp與mcu硬件結(jié)構(gòu)比較ldsp芯片的選擇ldsp芯片的發(fā)展u第三部分： ti公司dsp概述u數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（digital signal processing,dspdigital signal processing,dsp）：）：用數(shù)學(xué)方法對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，處理包括變化或提取相應(yīng)的信息l經(jīng)典的數(shù)字信號(hào)處理方法：時(shí)域：信號(hào)濾波fir、iir頻域：頻譜分析fftl數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)：aiaixixi高速實(shí)時(shí)u數(shù)

2、字信號(hào)處理器（數(shù)字信號(hào)處理器（digital signal processordigital signal processor）：）：用于實(shí)時(shí)完成數(shù)字信號(hào)處理的微處理器。dspdsp：特指數(shù)字信號(hào)處理器器什么是什么是dsp？關(guān)于課程關(guān)于課程課程宗旨課程宗旨傳統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理課程，主要講授有關(guān)的理論和算法，基本上不討論實(shí)現(xiàn)技術(shù)；dsp芯片廠家的技術(shù)手冊(cè)則只介紹產(chǎn)品的功能和性能。兩者比較脫節(jié)，都不大利于工程應(yīng)用。我們開(kāi)設(shè)這門課程的目的，就是希望將兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)授課、實(shí)驗(yàn)縮短同學(xué)開(kāi)發(fā)dsp系統(tǒng)的時(shí)間，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。先修課程（本課程）先修課程（本課程）v單片機(jī)原理或微型計(jì)算機(jī)

3、原理v數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（算法） （非必要）v具備專業(yè)知識(shí)（應(yīng)用于本專業(yè)領(lǐng)域的算法非必要）關(guān)于課程關(guān)于課程dsp課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)udsp簡(jiǎn)單說(shuō)就是高性能處理器，歸納處理器課程的特點(diǎn)：v理論性不強(qiáng)（猶如英語(yǔ)單詞，無(wú)需溯源,軟硬件都如此）v學(xué)習(xí)目的會(huì)用（最大限度發(fā)揮其作用）v學(xué)習(xí)方法動(dòng)手（練出來(lái)的，不是學(xué)出來(lái)的）處理器學(xué)習(xí)方法處理器學(xué)習(xí)方法u微型計(jì)算機(jī)原理 20多年 8088/8086 學(xué)到什么？u單片機(jī)原理 近20年 51系列學(xué)到什么？udsp原理 不到10年 變化大 dsp結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)環(huán)境都會(huì)略有變化l類型多；更新?lián)Q代快，處理器發(fā)展更新越來(lái)越快。如何學(xué)？u不是學(xué)習(xí)某一具體芯片。學(xué)習(xí)處理器課程要

4、掌握的就是基本技能基本功。如何修煉基本功？如何修煉基本功？u會(huì)找資料會(huì)找資料:充分利用網(wǎng)絡(luò)資源（無(wú)所不有），提高查找資料能力u會(huì)看會(huì)看：教材或 data sheets.（*.pdf文件)。一般了解和詳細(xì)使用u軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境：熟悉一些仿真軟件keil51、ccs等；l找、看、用對(duì)比學(xué)習(xí)找、看、用對(duì)比學(xué)習(xí): :（ cpu、微控制器mcu、 dsp、嵌入式處理器）u動(dòng)手：動(dòng)手：軟硬件設(shè)計(jì)，遇到問(wèn)題先找自己，才能積累軟硬件設(shè)計(jì)技能u會(huì)借力會(huì)借力：高手指點(diǎn)，是捷徑；u最好的教師是自己：最好的教師是自己：自己動(dòng)手才有收獲，特別是工程應(yīng)用課程！設(shè)計(jì)中如何得到技術(shù)參考資料以及如何得到相關(guān)源碼設(shè)計(jì)中如

5、何得到技術(shù)參考資料以及如何得到相關(guān)源碼1）原則是碰到問(wèn)題就去在ti網(wǎng)站的搜索中用keyword搜索資料，主要要注意的就是application notes，user guides 比如不知道怎樣進(jìn)行vc5402的mcbsp編程，搜mcbsp和vc5402 如果不知道如何設(shè)計(jì)vc5402和tlv320aic23的接口以及編程，搜tlv320aic23和vc5402; 這樣可以搜到一堆的資料，這些資料一般均有pdf文檔說(shuō)明和相應(yīng)的源程序包提供，download后做少許改動(dòng)即可2）版上發(fā)問(wèn)3）google搜索4）再不濟(jì)，找技術(shù)支持，碰運(yùn)氣了處理器處理器工程應(yīng)用（實(shí)戰(zhàn)工程應(yīng)用（實(shí)戰(zhàn)用）用）l選型（ds

6、p、mcu及具體型號(hào)）；（靠只是儲(chǔ)備）l熟悉有關(guān)模塊詳細(xì)結(jié)構(gòu)及編程方法；(c或匯編)l熟悉開(kāi)發(fā)軟件（大多數(shù)是相通的）；l軟件、硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)（調(diào)試功底相通）。主要內(nèi)容主要內(nèi)容dsp課程 = 教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)udsp課程教學(xué)內(nèi)容l以f240，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)處理器的方法（硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)）u實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)l基本實(shí)驗(yàn)（統(tǒng)一安排）l綜合實(shí)驗(yàn)（時(shí)間開(kāi)放）l專題研究l科研實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及資源實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及資源u2001年建立dsp（f240）實(shí)驗(yàn)室u2003年加入ti大學(xué)計(jì)劃u“研究生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”成立時(shí)，成為課程之一pcitds510 18套 f240evm 18套 tmdxezd2812 f

7、2812dsk 15套聞亭2407 usb仿真器 5套tmds3p701016a 2407 evm 2套tmds dsk 5416 15套tmds dsk 5510 2套感謝的ti支持第一部分：第一部分： dsp 基本概念基本概念dsp芯片的分類芯片的分類 dsp芯片主要可以按照下列兩種方式進(jìn)行分類。u按數(shù)據(jù)格式分 定點(diǎn)dsp芯片 浮點(diǎn)dsp芯片 u按用途分 通用型dsp芯片 專用型dsp芯片 dsp芯片的應(yīng)用芯片的應(yīng)用 (1) 信號(hào)處理如數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅立葉變換、相關(guān)運(yùn)算、譜分析、卷積、模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等；(2) 通信如調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回波抵消

8、、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾錯(cuò)編碼、可視電話等；(3) 語(yǔ)音如語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增強(qiáng)、說(shuō)話人辨認(rèn)、說(shuō)話人確認(rèn)、語(yǔ)音郵件、語(yǔ)音存儲(chǔ)等；(4) 圖形/圖像如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、動(dòng)畫、機(jī)器人視覺(jué)等；dsp芯片的應(yīng)用芯片的應(yīng)用(5) 軍事如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等；(6) 儀器儀表如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等；(7) 自動(dòng)控制如引擎控制、聲控、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制等；(8) 醫(yī)療如助聽(tīng)、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等；(9) 家用電器如高保真音響、音樂(lè)合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、數(shù)字電話/視等。dsp的應(yīng)用正在日益

9、發(fā)展pda巡航導(dǎo)彈移動(dòng)通信系統(tǒng)80%80%的手機(jī)采用了的手機(jī)采用了titi的的dsp coredsp core還可以舉出很多例子v醫(yī)院用的醫(yī)院用的b超、超、ct、核磁共振、核磁共振v衛(wèi)星遙感遙測(cè)衛(wèi)星遙感遙測(cè)v天氣預(yù)報(bào)、地震預(yù)報(bào)、地震探礦天氣預(yù)報(bào)、地震預(yù)報(bào)、地震探礦v風(fēng)洞試驗(yàn)風(fēng)洞試驗(yàn)v數(shù)字化士兵、數(shù)字化戰(zhàn)爭(zhēng)數(shù)字化士兵、數(shù)字化戰(zhàn)爭(zhēng)v.vdspdsp的應(yīng)用領(lǐng)域取決于設(shè)計(jì)者的想象空間的應(yīng)用領(lǐng)域取決于設(shè)計(jì)者的想象空間dsp與與mcu硬件結(jié)構(gòu)比較硬件結(jié)構(gòu)比較 dsp(數(shù)字信號(hào)處理器)作為一種微處理器，其設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和通用cpu以及mcu等處理器是不同的。dsp是為完成實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)而設(shè)計(jì)的，算法的高

10、效實(shí)現(xiàn)是dsp器件的設(shè)計(jì)核心。dsp在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的很多考慮都可以追溯到算法自身的特點(diǎn)。dsp與與mcu硬件結(jié)構(gòu)比較硬件結(jié)構(gòu)比較u改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線 馮馮諾依曼結(jié)構(gòu) 改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu) 多數(shù)cpu采用 幾乎所有dsp 單片機(jī)哈佛結(jié)構(gòu)：但共用一套ab和db，由控制信號(hào)cs、ds區(qū)分 改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)cpu程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器cpu數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器獨(dú)立io空間總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線。什么是總線？ ab、db、cb3總線單片機(jī)、8086/8088等微處理器片內(nèi)、片外各有幾條總線？ rom/flashsaramb0daramb1, b2dar

11、ammemory-mappedregisters外部地址總線外部數(shù)據(jù)總線 control buspabdrabdwabprdbdrdbdwebexternalsignalscpuon-chipperipherals/registersdsp與與mcu硬件結(jié)構(gòu)比較硬件結(jié)構(gòu)比較u改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線u流水線技術(shù)：多個(gè)控制和運(yùn)算部件并行工作流水線操作（流水線操作（4級(jí)流水線）級(jí)流水線）100指令周期指令周期101102103104105106submpystoref2d2addf1d1r1e1r2d3f3f4e2r3d4e3r4e4 獨(dú)立執(zhí)行部件：獨(dú)立執(zhí)行部件： f取

12、指取指 d譯碼譯碼 r讀數(shù)讀數(shù) e執(zhí)行執(zhí)行 完整的流水線順序執(zhí)行 add sub ti流水線流水線26級(jí)級(jí)cpuclk 取指令 n n+1 n+2 n+3 譯碼 n-1 n n+1 n+2取操作數(shù) n-2 n-1 n n+1執(zhí)行 n-3 n-2 n-1 n圖 四級(jí)流水線 c2的cpu運(yùn)行于4級(jí)流水線方式 dsp與與mcu硬件結(jié)構(gòu)比較硬件結(jié)構(gòu)比較u改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線u流水線技術(shù)：多個(gè)控制和運(yùn)算部件并行工作u硬件乘法器u特殊指令：mac（連乘加指令，單周期同時(shí)完成乘法和加法運(yùn)算）rpts和rptb（硬件判斷循環(huán)邊界條件，避免破壞流水線）u特殊尋址方式：位倒序?qū)ぶ罚?/p>

13、實(shí)現(xiàn)fft快速倒序）循環(huán)尋址u特殊片內(nèi)外設(shè)：可編程等待電路（便于與慢速設(shè)備接口）數(shù)字鎖相電路 pll（有利系統(tǒng)穩(wěn)定）u豐富片內(nèi)外設(shè)：定時(shí)器、異步串口、同步串口、dma控制器、a/d和通用i/o口、pwm、can等u豐富片內(nèi)存儲(chǔ)器類型：ram、daram、rom、flash、saram等，新的dsp芯片采用cache(高速緩存)機(jī)制，解決存儲(chǔ)器速度與dsp內(nèi)核速度不匹配的問(wèn)題 dsp與與mcu硬件結(jié)構(gòu)比較硬件結(jié)構(gòu)比較需要說(shuō)明的是：u兩者在不斷融合，取其優(yōu)勢(shì)u差異越來(lái)越不是那么明顯dsp與mcu軟件開(kāi)發(fā)比較q 模塊化：按功能模塊編程q 工程化工程化：軟硬人員分離mcu： org xxxx，絕對(duì)定位

14、 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、容易上手 缺點(diǎn)：模塊化編程差工程化不支持dsp: section：相對(duì)定位 缺點(diǎn)：靈活、上手較難 優(yōu)點(diǎn)：模塊編程好工程化編程支持dsp軟件開(kāi)發(fā)q section（ “段”）概念：一塊連續(xù)的儲(chǔ)存空間，可存放程序或數(shù)據(jù)q 在編程時(shí)，“段”沒(méi)有絕對(duì)定位，每個(gè)“段”都認(rèn)為是從0地址開(kāi)始的一塊連續(xù)的儲(chǔ)存空間，而無(wú)需關(guān)心這些“段”究竟定位在系統(tǒng)的哪些地方。q 優(yōu)點(diǎn)：便于程序的模塊化編程；便于工程化管理：可將軟件開(kāi)發(fā)人員和硬件開(kāi)發(fā)人員基本上分離開(kāi)。q 重定位：由于所有的“段”都是從0地址開(kāi)始，所以程序編譯完成后是無(wú)法運(yùn)行的，要讓程序正確運(yùn)行，必須對(duì)“段”進(jìn)行重新定位，這個(gè)工作由鏈接器完成。q

15、.cmd.cmd文件文件：memorymemory命令描述系統(tǒng)硬件資源，sectionssections命令描述軟件人員程序中用到的“段”如何定位到恰當(dāng)?shù)挠布Y源上。 dsp與mcu開(kāi)發(fā)工具比較mcu： 代替方式（仿真頭替代mcu） 硬件時(shí)序?yàn)榉抡嫫饔布r(shí)序，與目標(biāo)系統(tǒng)時(shí)序有一定差異 或多或少占用目標(biāo)硬件資源 仿真頭制作較難 仿真電纜較短，使用不便 不同mcu，工具不同，用戶投資加重 dsp： 接口方式（jtag） 硬件時(shí)序即為目標(biāo)系統(tǒng)時(shí)序 不占目標(biāo)系統(tǒng)硬件資源 仿真頭制作方便 仿真電纜較長(zhǎng)，使用方便 不同的dsp，仿真接口標(biāo)準(zhǔn)jtag，工具相同，用戶投資有保障dsp與與mcu硬件開(kāi)發(fā)比較硬件

16、開(kāi)發(fā)比較umcu硬件開(kāi)發(fā)基本功可以移植到dsp開(kāi)發(fā)udsp處理速度一般稍高，注意高速pcb制作事項(xiàng)dsp芯片的選擇（選擇順序按情況定）芯片的選擇（選擇順序按情況定）1. dsp 芯片的運(yùn)算速度（各廠商）2. dsp 芯片的價(jià)格3. dsp 芯片的硬件資源（存儲(chǔ)器、adc、pwm等等）4. dsp 芯片運(yùn)算精度5. dsp 芯片開(kāi)發(fā)工具： 軟件 硬件6. dsp 芯片功耗7. 其他：封裝、應(yīng)用場(chǎng)合（民品，工業(yè)品，軍品）、售后服務(wù) ti dsp的選型主要考慮處理速度、功耗、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量、片內(nèi)的資源，如定時(shí)器的數(shù)量、i/o口數(shù)量、中斷數(shù)量、dma通道數(shù)等。dsp的主要供應(yīng)商有ti，a

17、di，motorola,lucent和zilog等，其中ti占有最大的市場(chǎng)份額。（先入為主）dsp芯片的發(fā)展（芯片的發(fā)展（1）u1978年ami公司推出s2811世界上第一片dsp ；u1979年intel公司推出2920dsp芯片的一個(gè)重要 里程碑； u1980年nec公司推出pd7720第一片具有乘法器的dsp芯片；u1982年ti公司推出第一代dsp芯片tms32010，之后又相繼推出tms320一系列產(chǎn)品一系列產(chǎn)品ti公司的tms320系列dsp產(chǎn)品已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最有影響力的dsp芯片，ti公司已經(jīng)成為世界上最大的dsp芯片供應(yīng)商。dsp芯片的發(fā)展（芯片的發(fā)展（2）u1984年at

18、&t公司推出的dsp32第一片高性能的浮點(diǎn)dsp芯片。umotorola公司推出dsp相對(duì)較晚，1986年推出定點(diǎn)mc56001，1990年推出浮點(diǎn)mc96002；uadi公司在dsp市場(chǎng)上也占有一定的份額，1990年推出adsp2101，之后又相繼推出adsp21000系列。國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)dspdsp與與ipip登場(chǎng)登場(chǎng)u2003年初首個(gè)dsp“中國(guó)芯”“漢芯一號(hào)”誕生之后，已取得了150萬(wàn)片的國(guó)際訂單u2004年初“漢芯二號(hào)”24位dsp；以ip專利授權(quán)方式進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的高端處理器芯片u“漢芯三號(hào)”32位dsp芯片，申請(qǐng)了項(xiàng)專利，具有高速度、低功耗的特點(diǎn)u標(biāo)志著我國(guó)dsp技術(shù)研究取得重大

19、突破?！皾h芯”系列是由上海交通大學(xué)微電子學(xué)院研制成功的?？删幊蘢sp處理器以每年30%的速度增長(zhǎng)市場(chǎng)對(duì)dsp工程師的需求急劇增大信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)ti把上世紀(jì)90年代后期和本世紀(jì)初稱為繼(基于晶體管的)主機(jī)時(shí)代、(基于 ttl 和邏輯電路的)微機(jī)時(shí)代和(基于微處理器的)pc時(shí)代之后的基于模擬技術(shù)與dsp技術(shù)的“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”。dsp特點(diǎn)、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)udsp器件的發(fā)展，兼顧3p的因素，即性能 (performance) 、功耗 (power consumption) 和價(jià)格 (price)。usoc（system on chip）已是設(shè)計(jì)的大勢(shì)所趨。dsp+arm的雙核結(jié)構(gòu)，用戶只需添

20、加極少的外部芯片，即可構(gòu)成一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)。u更多并行的體系結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)指令字（vliw）方式或單指令/多數(shù)據(jù)（simd）方案。在極高端，一些公司已開(kāi)始使用多指令/多數(shù)據(jù)（mimd）架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最高程度的并行計(jì)算，從而使功能最大化。 u期待 fpga來(lái)扮演象dsp加法器或協(xié)處理器一樣的角色。實(shí)現(xiàn)高并行的操作及可配置性。dspdsp的的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)million instructions per second，mips各dsp公司比較有代表性的產(chǎn)品簡(jiǎn)介 u ti公司為公司為tms320系列系列 ：c3x，c67x為浮點(diǎn)處理器為浮點(diǎn)處理器.u ad公司產(chǎn)品公司產(chǎn)品ladsp21xx為定點(diǎn)處理器，如

21、：為定點(diǎn)處理器，如：adsp2101/2103/2105，adsp2111/2115，adsp2161/2162/2163/2164/2165/2166，adsp2171/2173/2181等。等。ladsp21xxx為浮點(diǎn)處理器，如：為浮點(diǎn)處理器，如：adsp21020，adsp21060，adsp21062. uat&t公司產(chǎn)品公司產(chǎn)品lat&t公司比較有代表性的定點(diǎn)處理器有公司比較有代表性的定點(diǎn)處理器有dsp16、dsp16a、dsp16c、dsp1610、dsp1616等。等。lat&t公司比較有代表性的浮點(diǎn)處理器有公司比較有代表性的浮點(diǎn)處理器有dsp32、ds

22、p32c、dsp3210等等 u motorola公司公司l代表性的定點(diǎn)處理器有代表性的定點(diǎn)處理器有mc56000、mc56001、mc56002。l代表性的浮點(diǎn)處理器有代表性的浮點(diǎn)處理器有mc96002等。等。u nec公司產(chǎn)品公司產(chǎn)品lnec公司比較有代表性的定點(diǎn)處理器有公司比較有代表性的定點(diǎn)處理器有upd77c25、upd77220等。等。lnec公司比較有代表性的浮點(diǎn)處理器有公司比較有代表性的浮點(diǎn)處理器有upd77240等。等。ti、朗訊/agere、摩托羅拉公司、analog devicesudspdsp的發(fā)展總結(jié)為：多、的發(fā)展總結(jié)為：多、快、好、快、好、省省dsp 市場(chǎng)大致份額市場(chǎng)

23、大致份額dsp芯片制造商uadi公司: ti公司: 朗訊公司: motorola公司: dsp group公司: zilog公司: 關(guān)于德州儀器公司關(guān)于德州儀器公司(ti)(ti)u德州儀器公司（ti）提供創(chuàng)新的dsp和模擬技術(shù)，公司的業(yè)務(wù)還包括傳感器和控制產(chǎn)品，以及教育產(chǎn)品。在全球超過(guò)25個(gè)國(guó)家設(shè)有制造、研發(fā)或銷售機(jī)構(gòu)。u德州儀器推出業(yè)界速度最快的18位模數(shù)轉(zhuǎn)換器;90毫微米的集成電路工藝技術(shù)投產(chǎn);9層金屬結(jié)構(gòu)；高性能電源管理芯片u據(jù) engibous介紹，從美國(guó)到中國(guó)，目前有1,000家第三方軟件開(kāi)發(fā)商和900所大學(xué)專門研究開(kāi)發(fā)和講授dsp架構(gòu). 中國(guó)大學(xué)計(jì)劃(在47所大學(xué)設(shè)立約100個(gè)d

24、sps實(shí)驗(yàn)室)u全球dsp競(jìng)賽(10萬(wàn)美金）。uti預(yù)想未來(lái)世界的方方面面都滲透著 ti 產(chǎn)品的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，您的每個(gè)電話、每次上網(wǎng)、拍的每張照片、聽(tīng)的每首歌都來(lái)自 ti 數(shù)字信號(hào)處理器 (dsp) 及模擬技術(shù)的神奇力量。 ti的市場(chǎng)地位的市場(chǎng)地位u1，dsp產(chǎn)品全球第一u2，模擬產(chǎn)品全球第一u3，無(wú)線產(chǎn)品全球第一u4，圖形計(jì)算器全球第一u5，硬盤產(chǎn)品全球第一第三方第三方大學(xué)大學(xué)tidsp應(yīng)用客戶應(yīng)用客戶“the single device having the most significant impact on expanding the use of electric motor techn

25、ology is the dsp.” george gulalo, president, motion tech trends 多方聯(lián)合，共同發(fā)展多方聯(lián)合，共同發(fā)展教學(xué)中采用的教學(xué)中采用的dspdsp型號(hào)型號(hào)u選tidsp（幾乎100學(xué)校，個(gè)別學(xué)校有motorola實(shí)驗(yàn)室）u選型：c2000、c5000和c6000系列都有，開(kāi)發(fā)環(huán)境完全相同，使用ccs軟件u學(xué)會(huì)一個(gè)dsp的開(kāi)發(fā)，其它都比較容易上手u課程介紹c2000系列 f240 f2407 f2812第二部分：第二部分：ti dsp概述概述 t m s 320 c 240 p q (l) 前 綴 溫 度 范 圍 （ 缺 省 為 0 c70

26、c） tm x =實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 （ experimental device） l= 0 c70 c tmp =原 型 設(shè) 備 （ prototype device） a= -40 c85 c tms =合 格 設(shè) 備 （ qualified device） q = 40 c 125 c 系 列 號(hào) 封 裝 形 式 320 = tm s 320t m d s p fam ily p n = 80引 腳 塑 料 tq fp p q = 132引 腳 bum pered q fp p z= 120引 腳 塑 料 tq fp 設(shè) 備 類 型 (d ev ic e) 工 藝 （te c h n o l

27、o g y ） 如 ， c2xx d s p c = c m o s 209、 203、 240、 241、 242 e = c m o s e p r o m f2xx d s p f = flash e e p r o m 206、 240、 241、 243 lc = low-voltage c m o s (3.3 v ) tq fp = thin q uad flat p ackage v c = low-voltage c m o s (3 v ) 具 有 flash 的 d sp， 在 d ev ic e 之 后 若 有 a 符 號(hào) ， 表 示 對(duì) flash 內(nèi) 容 可 加 密

28、 。 如 ：tm s 320lc 2406a 圖 tms320 系列產(chǎn)品命名方法ti公司的dsp命名c2000 dspti c55x dsp 核心核心: 世界上最低功耗性能比世界上最低功耗性能比 mw/mips的的dsps 以達(dá)到以達(dá)到0.05mw/mips的最低的最低 功耗性能比而具有最長(zhǎng)的電池功耗性能比而具有最長(zhǎng)的電池 壽命。壽命。 最佳的代碼密度最佳的代碼密度 兼容兼容c54x dsp軟件軟件 工作頻率將達(dá)到工作頻率將達(dá)到1.1ghz 最好的最好的dsp編譯器編譯器, 便于便于 使用使用 兼容兼容c62x dsp軟件軟件 可擴(kuò)展性能達(dá)到可擴(kuò)展性能達(dá)到400mips 最佳的最佳的c/c+

29、控制代碼效率控制代碼效率 兼容兼容c24x dsp軟件軟件c5000 dspc6000 dspti c28x dsp 核心核心: 世界上第一顆針對(duì)控制進(jìn)行優(yōu)世界上第一顆針對(duì)控制進(jìn)行優(yōu)化的化的dspti c64x dsp 核心核心:世界上具有最高性能的世界上具有最高性能的dspsmotorcontrol dsppersonal dspbroadbandinfrastruc-ture dspti公司主推的三大公司主推的三大dsp系列系列optical networkingcontrol of laser diodetv screendeflection of electron beam for s

30、mall angle and sharp corner tv screenautomotive - epsbattery operated precision for steeringprinterprint head controlpaper path motor controldigital power supplyprovides control, sensing,pfc, and other functions“segway” many new coolapplication to cometire pressurelow cost pressure sensing based on

31、tire rotation speed measurementc2000系列系列dsp應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 下一步可能的應(yīng)用下一步可能的應(yīng)用 .互聯(lián)網(wǎng)相關(guān):智能電冰箱等高速, 高密度磁盤驅(qū)動(dòng) 數(shù)字視頻 internet 服務(wù)器 高效的電動(dòng)汽車高精度的加工工藝c2000系列系列dsp子系列子系列uc2xx子系列：16位定點(diǎn)dsp、20mips代表器件：tms320f206pzuc24x子系列：16位定點(diǎn)dsp、20mips代表器件：tms320f240ulf240 xa子系列：16位定點(diǎn)dsp、40mips代表器件：tms320lf2407auf28x子系列：32位定點(diǎn)dsp、150mips代表器件

32、：tms320f2812、tms320f2810up to 40 mipscontrol performance high-precision control c242f241lc2404alf2401alc2402amulti-function, appliance & consumer control f240f243lc2406alf2402alf2403alf2406alf2407af2810128-lqfpf2812176-lqfpf2812179-u*bga150 mips! software compatiblehigh-endderivativesapplication

33、specificversionsscaleddownversionsc2000系列系列dsproadmap2 timers 5 compares8 pwm outputs dead band logic3 input captures2 qep channelsevent manager2 status registers32-bit accumulatorshift l (0-7)8 auxiliary registers8-level hardware stack32-bit alushift l (0,1,4,-6)32-bit p register16-bit t register16

34、 x 16 multiply16-bit barrelshifter (l)repeat countprogram / data / i/o buses can program flash32k wordsa/d converter10 bits, 16 channelsd(15-0)a(15-0) spi sci c2xx dsp coredata ram2.5k wordsperipheral bus wd timer 2 timers 5 compares8 pwm outputs dead band logic3 input captures2 qep channelsevent ma

35、nagerboot rom256 wordstms320lf2407 : 高集成度的高集成度的dsp控制器控制器c2000: 參數(shù)選擇列表參數(shù)選擇列表f240c240f241c242f243lf2402lc2402lc2404lf2406lc2406lf2407mips202020202030/4030/4030/4030/4030/4030/40memory flash rom ram boot rom16k54416k5448k5444k5448k5448k544yes4k54416k1.5k32k2.5kyes32k2.5k32k2.5kyesevent mgr gp timers cm

36、p/pwm cap/qep39/124/239/124/225/83/225/83/225/83/225/83/225/83/2410/166/4410/166/4410/166/4410/166/410-bit adc channels conv. time166.6s166.6s8850ns8850ns8850ns8500ns8500ns16500ns16500ns16500ns16500nscomms sci (uart) spi canyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesgpio

37、2828262632212141414141watchdogyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesyesemifyesyesnonoyesnononononoyesvoltage5v5v5v5v5v3.3v3.3v3.3v3.3v3.3v3.3vpackaging132pqfp132pqfp64pqfp64pqfp144lqfp64pqfp64pqfp100lqfp100lqfp100lqfp144lqfpproductiontodaytodaytodaytodaytodaytoday1q011q01today1q01todayyr 2000 10kupricing$14

38、.74$10.20$11.36$3.96$12.85$8.75$2.95$5.45$9.95$5.95$10.45*c28x broad sampling mid 2001*memory bus 128kw flash+ 2kw otp4kw boot rom18kw ramcode securityxintf32-bitregister filereal-timejtag32-bittimers (3)150 mips c28xtm 32-bit dsp32x32 bitmultiplierr m watomicalu interrupt managementevent mgr aevent

39、 mgr b12-bit adcwatchdoggpioperipheral busmcbspcan 2.0bsci-asci-bspievent managersultra-fast 12-bit adc16.7 msps conversion speeddual s/h enable simultaneous samplingauto sequencer, up to 16 conversions w/o cpumultiple standard communication ports provide simple interfaces to other componentsfast pr

40、ogram execution out of bothram and flash memory110-120 mips with flash acceleration technology150 mips out of ram for time-critical code control peripheralscommunications portsmemory sub-system f2810/f2812: 業(yè)界最強(qiáng)大的控制專用業(yè)界最強(qiáng)大的控制專用dspcontrol portstarget applicationoptical networking, power supplies, ind

41、ustrial applications, automotive, and many more(multichannel buffered serial port)多通道緩沖串行口 最高的代碼效率最高的代碼效率0.80.81 11.21.21.41.41.61.6伺服控制c編譯器的編譯結(jié)果比較c28xarmthumbsh-dspsh3c28x: 最高最高的代碼效率的代碼效率c16xc196c5000系列系列dsp的應(yīng)用的應(yīng)用ti dsps in 60% of all digital cell phonesti dsps chosen by 8 of top 10 internet consumer electronic manufacturersti dsps chosen by 7 of top 8 digital still camera manufacturersti dsps in 80% of ip phone designsti has 80% of voip gateway marketti dsps used in 8 of the top 10 wireless infrastructurestms320c50005000c5000系列系列dsp子系列子系列uc54x子系列：16