DSP相關(guān)知識(shí)及TMS320F2812性能介紹文檔良心出品

1、第一章DSP相關(guān)知識(shí)及TMS320F281牲能介紹數(shù)字信號(hào)處理(DSP是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興 學(xué)科.在通常的實(shí)時(shí)信號(hào)處理中,它具有可程控、可預(yù)見(jiàn)性、精度高、穩(wěn)定性好、 可靠性和可重復(fù)性好、易于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)算法、大規(guī)模集成等優(yōu)點(diǎn),這都是模擬系 統(tǒng)所不及的.1.1 DSP系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)字信號(hào)處理器是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備,在模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào) 以后,以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等高 速實(shí)時(shí)處理的專用處理器,其處理速度比最快的 CPLM快1050倍.一個(gè)典型 的DSP系統(tǒng),輸入信號(hào)首先進(jìn)行帶限濾波和抽樣,然后進(jìn)行A/D變換將信號(hào)變換 成數(shù)字比特

2、流.DSPE片的卒&入是A/D變換后得到的以抽樣形式表示的數(shù)字信號(hào), DSP5片對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行某種形式的處理,如進(jìn)行一系列的乘累加操作(MAC.最后,經(jīng)過(guò)處理后的數(shù)字樣值再經(jīng) D/A變換轉(zhuǎn)換為模擬樣值,之后再進(jìn) 行內(nèi)插和平滑濾波就可得到連續(xù)的模擬波形.必須指出的是,上面給出的DSP系統(tǒng)模型是一個(gè)典型模型,但并不是所有的DSP 系統(tǒng)都必須具有模型中的所有部 件.1.2 DSP系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)是以數(shù)字信號(hào)處理為根底,因此具有數(shù)字處理的全部?jī)?yōu) 點(diǎn)：(1)接口和編程方便.DS添統(tǒng)與其他以現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)為根底的系統(tǒng)或設(shè) 備都是相互兼容的,與這樣的系統(tǒng)接口以實(shí)現(xiàn)某種功能要比模擬系統(tǒng)與

3、這些系統(tǒng) 接口容易得多；另外,DSP系統(tǒng)中的可編程DSP®片可使設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)過(guò)程中 靈活方便地對(duì)軟件進(jìn)行修改和升級(jí).(2)穩(wěn)定性和可重復(fù)性好.DSP系統(tǒng)以數(shù)字處理為根底,受環(huán)境溫度、濕 度、噪聲、電磁場(chǎng)的干擾和影響較小,可靠性高；數(shù)字系統(tǒng)的性能根本不受元器 件參數(shù)性能變化的影響,因此數(shù)字系統(tǒng)便于測(cè)試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn).(3)精度高.16位數(shù)字系統(tǒng)可以到達(dá)10-5的精度.(4)特殊應(yīng)用.有些應(yīng)用只有數(shù)字系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn),例如信息無(wú)失真壓縮、V型濾波器、線性相位濾波器等等.(5)集成方便.DSPS統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的標(biāo)準(zhǔn)性,便于大規(guī)模集成. 當(dāng)然,數(shù)字信號(hào)處理在高頻信號(hào)處理上也存在一定的

4、缺點(diǎn).DSP系統(tǒng)中的高速時(shí)鐘可能帶來(lái)高頻干擾和電磁泄漏等問(wèn)題,而且DSP系統(tǒng)消耗的功率也較大.止匕外, DS限術(shù)更新的速度快,數(shù)學(xué)知識(shí)要求多,開(kāi)發(fā)和調(diào)試工具還不盡完善.DSP應(yīng)用廣泛,其主要應(yīng)用市場(chǎng)為3c領(lǐng)域,合占整個(gè)市場(chǎng)需求的90%o DSP 是目前電子工業(yè)領(lǐng)域增長(zhǎng)最迅速的產(chǎn)品之一,據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織發(fā)布的 統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)報(bào)告顯示,19962021年,全球DSP市場(chǎng)將一直保持穩(wěn)步增長(zhǎng),其 中,2000年的增長(zhǎng)率為37%, 2001年為8%,并且從2001年到2021年,增長(zhǎng) 率將逐年遞增,2021年的增長(zhǎng)率將達(dá)54%0因此,全球DSP市場(chǎng)的前景非常廣 闊,DSP產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)最具開(kāi)展?jié)?/p>

5、力的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè).很顯然,目前隨著我國(guó)3G的商用部署大規(guī)模展開(kāi)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃開(kāi)展, 在可預(yù)見(jiàn)的一段時(shí)間內(nèi),無(wú)線應(yīng)用仍將是可編程DSP市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)引擎.不過(guò),嵌入式DSP市場(chǎng)是一個(gè)更大的市場(chǎng).隨著有線市場(chǎng)走向復(fù)蘇,VoIP 變得更加重要.因此,DSP市場(chǎng)將在2021年及以后的時(shí)間里穩(wěn)健地好轉(zhuǎn).由于無(wú)論何 種形式的DSP技術(shù)都是我們能夠訪問(wèn)窄帶、寬帶或是無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)的唯一手段, 它還是新興的分組 市場(chǎng)的關(guān)鍵.沒(méi)有 DSP就沒(méi)有對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的訪問(wèn),沒(méi)有多 媒體,也沒(méi)有無(wú)線通信.例如,廠商們新推出多種款式可選擇的獨(dú)立器件、 DSP與MPU相結(jié)合的器 件、為執(zhí)行DSP功能量身定做的MPU器件、以及許多公司為AS

6、IC或SoC解決 方案所提供的軟硬DSP內(nèi)核.在近20多年時(shí)間里,主要應(yīng)用有：信號(hào)處理、通信、語(yǔ)音、圖形 /圖像、軍 事、儀器儀表、自動(dòng)限制、醫(yī)療、家用電器等.目前的硬盤空間相當(dāng)大,這主要 得益于CDSP可定制DSP的巨大作用.預(yù)計(jì)在今后的 PC機(jī)中,一個(gè)DSP即可 完成全部所需的多媒體處理功能.DS池是消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的關(guān)鍵器件.由于 DSP的廣泛應(yīng)用,數(shù)字音響設(shè)備的更新?lián)Q代周期變得非常短暫.用于圖像處理的 DSP 一種用于JPEG標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)處理；另一種用于動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)處理.1.4 TMS320F2812芯片的主要特性TMS320F281等列DSP數(shù)字信號(hào)處理器是TI公司最新推出的數(shù)

7、字信號(hào)處 理器,該系列處理器是基于 TMS320C2x>ft核的定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器.器件上集 成了多種先進(jìn)的外設(shè),為電機(jī)及其他運(yùn)動(dòng)限制領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)提供了良好的平 臺(tái).同時(shí)代碼和指令與F24x系列數(shù)字信號(hào)處理器完全兼容,從而保證了工程或 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可延續(xù)性.與 F24x系列數(shù)字信號(hào)處理器相比,F2812系列數(shù)字信號(hào) 處理器提升了運(yùn)算的精度32位和系統(tǒng)的處理水平到達(dá)150MIPS.該系列 數(shù)字信號(hào)處理器還集成了 128KB的Flash存儲(chǔ)器,4KB的引導(dǎo)ROM數(shù)字運(yùn)算表 以及2KB的OTP ROM從而大大改善了應(yīng)用的靈活性.128位的密碼保護(hù)機(jī)制有效地保護(hù)了產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán).兩個(gè)事件治理器模

8、塊為電機(jī)及功率變換限制提供了 良好的限制功能.16通道高性能12位ADM元提供了兩個(gè)采樣保持電路,可以 實(shí)現(xiàn)雙通道信號(hào)同步采樣.歸納起來(lái),TMS320F281等列DSPt以下特點(diǎn).TMS320F2812有3個(gè)獨(dú)立的片選信號(hào),并且讀/寫時(shí)序可編程,兼容不同速 率的外設(shè)擴(kuò)展；通過(guò)配置外部接口存放器,TMS320F28 i 2在訪問(wèn)外部設(shè)備時(shí)不必 額外增加延時(shí)等待,既提升了程序的實(shí)時(shí)性又減少了代碼量.TMS320F28 I 2是TI2000系列中功能最為強(qiáng)大的 DSRE片.它是一種 32位 DSP 片內(nèi)有 128KFLASH,18KSRAMDART.56 I/0,12MAD+l6 路輸入、指令處理速

9、 度高達(dá)150MPIS. TMS320F2812羊片于2003年推出,經(jīng)過(guò)了試用期,現(xiàn)在己經(jīng)非 常成熟.國(guó)內(nèi)公司己經(jīng)開(kāi)始陸續(xù)使用,具開(kāi)發(fā)工具完備,購(gòu)置渠道暢通,價(jià)格低 廉,是一款非常適合本課題需要的限制芯片.TMS320F2812的時(shí)鐘頻率是150MHz即時(shí)鐘周期是6.67ns.有眾多的外設(shè) 接口,GPIO, SPI, SCIA, SCIB, McBSP, eCAN, SRAM. FLASH, EVA,EVB, ADC . 這些外設(shè)模塊使TMS320F2812艮適用于限制領(lǐng)域.(1) TMS320F281凍歹U DS睞用高性能的靜態(tài) COMSfc術(shù)主頻達(dá)150MHz(時(shí)鐘周期6.67ns);采

10、用低電壓供電,當(dāng)主頻為135MHz寸內(nèi)核電壓為1.8V,當(dāng)主頻為150MHz 時(shí)內(nèi)核電壓為1.9V, I/O引腳電壓為3.3V.(2)支持JTAG邊界掃描接口(3)高性能32位CPU支持16X 16位和32X32位的乘法加法運(yùn)算；支持16X 16位的雙乘法運(yùn)算；采用哈佛總線結(jié)構(gòu)模式；快速中斷響應(yīng)和中斷處理水平；統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)模式；4MB的程序/數(shù)據(jù)尋址空間；高效的代碼轉(zhuǎn)換功能(支持C/C+和匯編)；與TMS320F24x/F240爍列數(shù)字信號(hào)處理器代碼兼容.(4)片內(nèi)存儲(chǔ)空間片內(nèi)Flash空間大小為128Kx 16b,分為4個(gè)8Kx 16b和6個(gè)16Kx 16b 存儲(chǔ)段；ROM空間：片內(nèi)含12

11、8Kx 16位大小的ROMOTP ROMS 間大?。?KX 16b;L0和L1:兩塊4Kx 16位的單周期訪問(wèn)RAM(SARAMH0 : 一塊8Kx 16位的單周期訪問(wèn) RAIM(SARAMM0和M1:兩塊1X16位的單周期訪問(wèn)RAM(SARAM(5)根只讀存儲(chǔ)器(Boot ROM 4Kx 16位帶有軟件啟動(dòng)的Boot模式；標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù).(6)外部存儲(chǔ)器接口有高達(dá)1MX 16b的總存儲(chǔ)空間；可編程的等待時(shí)間；可編程讀寫選通計(jì)數(shù)器(Strobe Timing )；三個(gè)獨(dú)立的片選信號(hào).(7)時(shí)鐘與系統(tǒng)限制支持動(dòng)態(tài)鎖相環(huán)倍頻；片內(nèi)振蕩器；看門狗定時(shí)器模塊.(8)三個(gè)外部中斷.(9)外部中斷擴(kuò)展(P

12、E)模塊可支持96個(gè)外部中斷,當(dāng)前僅使用了 45個(gè)外部中斷.(10) 128 位的密鑰(Secuhty Key/Lock )保護(hù) Flash/OTP 和 L0/L1 SARAM預(yù)防ROW的程序被盜.(11) 3個(gè)32位的CPUS時(shí)器.(12)用于限制電機(jī)的外圍設(shè)備兩個(gè)事件治理器(EVA EVB ;與C240兼容的器件.(13)用口外圍設(shè)備串行外圍接口( SPI);兩路串行通信接口( SCI),標(biāo)準(zhǔn)的SCI 口；增強(qiáng)型CAN®塊(eCAN;多通道緩沖串行接口( McBSP和串行外圍接口模式.(14) 12位的ADC專換模塊2X8通道的輸入通道；單一或級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)換模式；最高轉(zhuǎn)換速率為80ns

13、/12.5Msps.(15)最多有56個(gè)獨(dú)立的可編程、多用途通用輸入/輸出(GPIQ引腳(16)先進(jìn)的仿真模式具有實(shí)時(shí)分析以及設(shè)置斷點(diǎn)的功能；支持硬件仿真.(17)開(kāi)發(fā)工具DSP 集成系統(tǒng)(Code Composer Studio , CCS;JTAG仿真器.(18)低功耗模式和節(jié)能模式支持空閑模式(IDLE)、等待模式(STANDEBY掛起本g式(HALT； 靜止/使能獨(dú)立外設(shè)時(shí)鐘.(19)封裝方式帶外部存儲(chǔ)器接口的179球形觸點(diǎn)BGAM裝；帶外部存儲(chǔ)器接口的176引腳低剖面四芯線扁平LQFPM裝；沒(méi)有外部存儲(chǔ)器接口的128引腳奧貼片正方扁平PB寸裝.(20)工作溫度A : -4085 c

14、(GHH ZHH PGF PBK;S : -40125 c (GHH ZHH PGF PBK ;Q : -40125c (PGF PBK.3*0 WAI,總 3a Umm?:一3 Jw*ba-3=w x51t7!-手爭(zhēng)0vl弋Zp MemoryEk3 eI Mwwy XIN IF0r00 20041MM»4O0QOjlOBOOOO0x10 00000x1 B 00000x 3 F COO OOx3F F FC®Uhocfc Start0x00 00000x00 0040040 044笫0x00 08000*00 旗 rw0xOOOE<N>OkOO 20000x0

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