輕松學(xué)會(huì)dsp——第12章-工程設(shè)計(jì)講座電子教案

1、輕松學(xué)會(huì)DSP第12章-工程設(shè)計(jì)講座TMS320C542A/D A/DFILTERD/ACONTROLLEREPROMRAMFILTER/MUX一個(gè)典型DSP SOLUTION設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 算法分析和優(yōu)化；算法分析和優(yōu)化； DSPDSP的選擇；的選擇； DSPDSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 模擬電路接口；模擬電路接口； 系統(tǒng)控制電路；系統(tǒng)控制電路； 軟件編寫和調(diào)試軟件編寫和調(diào)試 系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證設(shè)計(jì)要素： 數(shù)字化要求 模擬混合電路（ADC/DAC）設(shè)計(jì) 處理需求（DSP運(yùn)算量） 吞吐量需求 存儲(chǔ)器需求（SRAM、ROOM、FLASH等） 通信口需求 其它控制（電源設(shè)計(jì)、

2、狀態(tài)控制、時(shí)鐘控制、多DSP控制、.)1 基帶信號(hào)采樣定理基帶信號(hào)采樣定理 要想連續(xù)信號(hào)抽取后能夠不失真地還原出原信號(hào)，則抽取頻率必須大于或等于兩倍原信號(hào)頻譜的最高頻率。（Nyquist定理） 2 帶通采樣定理帶通采樣定理 帶通采樣時(shí)采樣頻率不一定要滿足帶通采樣時(shí)采樣頻率不一定要滿足Nyquist準(zhǔn)則，帶準(zhǔn)則，帶通采樣的采樣頻率選擇方法為：通采樣的采樣頻率選擇方法為：（1） fs 2 f (BW)（2） fs = 4fc / (2NZ-1)其中，其中，NZ=1，2，3， 的最大整數(shù)。的最大整數(shù)。 連續(xù)信號(hào)經(jīng)量化處理要產(chǎn)生量化誤差，對(duì)于均勻量化，量化誤差的大小為：EundBSNRENEsenel

3、og20677. 4)()2*3/(3/12/222222 其中，E為FS電平，us為信號(hào)有效電平。對(duì)于FS正弦輸入，量化誤差為：ndBSNRe676. 1)(4 ADC/DAC的選擇的選擇（1） ADC的種類：的種類： 逐次比較ADC 雙線性ADC FLASH ADC - ADC（2） ADC選擇的標(biāo)準(zhǔn)：選擇的標(biāo)準(zhǔn)：分辨率、速度、 輸入動(dòng)態(tài)范圍、POWER等（3） DAC的選擇的選擇（4） 濾波器設(shè)計(jì)濾波器設(shè)計(jì)5、DSP與與ADC/DAC的接口的接口（1）對(duì)于串型ADC/DAC接口一般使用DSP的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 如C25與11通道的12位ADC TLC2543的接口設(shè)計(jì)如下：（2）對(duì)于并

4、型ADC/DAC接口一般使用DSP的I/O口進(jìn) 行數(shù)據(jù)通信。如DSP與12位ADC AD678的接口設(shè) 計(jì)如下：( (三三) ) 目標(biāo)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)目標(biāo)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1 DSP的選擇的選擇 運(yùn)算量運(yùn)算量 價(jià)格價(jià)格 外設(shè)需求外設(shè)需求 管腳分布管腳分布 其他因素其他因素2 DSP配置配置 DATA存儲(chǔ)器大小存儲(chǔ)器大小 PROGRAM存儲(chǔ)器大小存儲(chǔ)器大小 存儲(chǔ)器速度要求存儲(chǔ)器速度要求 I/O口配置口配置管腳注意事項(xiàng) 外部中斷不使用時(shí)拉高外部中斷不使用時(shí)拉高 復(fù)位管腳有效的要求復(fù)位管腳有效的要求 MP/MCMP/MC管腳在啟動(dòng)時(shí)起作用管腳在啟動(dòng)時(shí)起作用 HOLDHOLD和和HOLDAHOLDA的作用的作用

5、 JTAGJTAG接口接口 XFXF標(biāo)志標(biāo)志3、DSP基本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與模數(shù)電路接口 BOOTLOADER設(shè)計(jì) 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 時(shí)鐘設(shè)計(jì) 中斷設(shè)計(jì) 外設(shè)的使用 電源管理 其他 .1）系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)與控制）系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)與控制 CLKOUT VCC crystal oscillator GNDExternal Clock3.3V電路的兩種接法： 內(nèi)部振蕩器 外部晶振內(nèi)部振蕩器，實(shí)際是內(nèi)部一個(gè)放大器；外部晶振，實(shí)際是有源晶振。兩種時(shí)鐘控制方式 a、Hardware-programmable PLL（C541、C542、C543、C545 & C546）b、Software-programma

6、ble PLL(C541B/C545A/C546A /C548/C549/C5402/C5410/C5420) 由時(shí)鐘模式寄存器控制（由時(shí)鐘模式寄存器控制（CLKMD）：）：軟件編程控制時(shí)鐘舉例：軟件編程控制時(shí)鐘舉例： ( (設(shè)置設(shè)置 CLKOUT = CLKIN x 3)CLKOUT = CLKIN x 3) STM #0h, CLKMD ;switch to DIV mode TstStatu: LDM CLKMD, A AND #01b, A ;poll STATUS bit BC TstStatu, ANEQ STM #0214fh, CLKMD ;Set PLLON/OFF when

7、 ;STATUS is DIV mode ;PLLMUL=0010, PLLDIV=0 ;PLLCOUNT=00101000(41)4）、中斷處理）、中斷處理 a、外部中斷引腳連接、外部中斷引腳連接 b、修改中斷向量表、修改中斷向量表 c、中斷服務(wù)程序、中斷服務(wù)程序5）電源設(shè)計(jì)）電源設(shè)計(jì)交流變直流 在高頻電路中學(xué)過，其過程如下。在通常的數(shù)字電路中，使用12V、5V作為基本的直流電源，其他直流電一般都是通過這些電源加上DC-DC芯片產(chǎn)生。 市電變壓整流穩(wěn)壓濾波DSP的工作電壓 核心電源CVDD，根據(jù)型號(hào)不同，可以是2.5伏，也可以是1.8伏。供電對(duì)象是DSP內(nèi)部所有設(shè)備，包括CPU，時(shí)鐘和外設(shè)

8、I/O口電壓DVDD3.3伏。高級(jí)的芯片都是3.3伏，因?yàn)檫@樣可以減少芯片的功耗和體積。但是，5伏器件價(jià)格更便宜，購(gòu)買更方便。供電對(duì)象只是管腳。電路設(shè)計(jì) 通過通過5 5伏電壓的分壓，缺點(diǎn)是不夠穩(wěn)定伏電壓的分壓，缺點(diǎn)是不夠穩(wěn)定 使用專用電源芯片，實(shí)際就是使用專用電源芯片，實(shí)際就是DC-DCDC-DC芯片，芯片，如：如： 單電源輸出單電源輸出TPS7333TPS7333，TPS7133TPS7133 雙電源輸出雙電源輸出TPS73HD318TPS73HD318 凡是凡是DSPDSP的的DVCCDVCC和和CVCCCVCC管腳，都應(yīng)該加上管腳，都應(yīng)該加上旁路電容旁路電容10u,0.1u 10u,0.

9、1u 具體電路參考數(shù)據(jù)手冊(cè)具體電路參考數(shù)據(jù)手冊(cè)6 6）JTAGJTAG電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)JTAGJTAG的基本概念的基本概念 JTAGJTAG是是JOINT TEST ACTION GROUPJOINT TEST ACTION GROUP的縮寫。的縮寫。這個(gè)組織設(shè)計(jì)了一種基于邊界掃描的接口，用于這個(gè)組織設(shè)計(jì)了一種基于邊界掃描的接口，用于集成電路芯片的測(cè)試，協(xié)議為集成電路芯片的測(cè)試，協(xié)議為IEEE 1149.1IEEE 1149.1。 芯片執(zhí)照商設(shè)計(jì)芯片時(shí)，需要遵循這樣的協(xié)芯片執(zhí)照商設(shè)計(jì)芯片時(shí)，需要遵循這樣的協(xié)議，從而建立一個(gè)議，從而建立一個(gè)JTAGJTAG接口。通過這個(gè)接口，可接口。通過這個(gè)接口

10、，可向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)試。向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)試。 邊界掃描結(jié)構(gòu)邊界掃描結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)上，他包括三個(gè)部分，軟件結(jié)構(gòu)上，他包括三個(gè)部分，軟件部分，硬件部分，目標(biāo)設(shè)備。結(jié)合部分，硬件部分，目標(biāo)設(shè)備。結(jié)合DSPDSP，軟件是，軟件是CCSCCS，硬件是仿真器，目，硬件是仿真器，目標(biāo)設(shè)備是標(biāo)設(shè)備是PCBPCB。JTAGJTAG管腳管腳EMU0 Emulation pin 0 EMU1 Emulation pin 1 GND GroundPD(VCC) Presence detect. Indicates that the emulation cable is connected and that t

11、he target is powered up. PD should be tied to VCC in the target system.TCK Test clock. TCK is a 10.368-MHz clock source from the emulation cable pod. This signal can be used to drive the system test clock.TCK_RET Test clock return. Test clock input to the emulator.May be a buffered or unbuffered ver

12、sion of TCK.TDI Test data input TDO Test data output TMS Test mode select TRST Test reset 仿真頭排列硬件設(shè)計(jì) JTAGJTAG接頭在接頭在PCBPCB板上是板上是DIP14DIP14的雙排的雙排插頭。插頭。 6 6腳為空腳為空 5 5腳（腳（VCCVCC）在使用并口在使用并口仿真器時(shí)最仿真器時(shí)最好接好接5V5V。7）外設(shè)的使用）外設(shè)的使用 計(jì)數(shù)器的使用 標(biāo)準(zhǔn)SP的使用 緩沖SP的使用 McBSP的使用 TDM的使用 HPI的使用與設(shè)計(jì) DMA的使用與設(shè)計(jì) 其它I/O接口信號(hào)線(如XF、BIO等）的使用（四

13、）、目標(biāo)板系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（四）、目標(biāo)板系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1、源程序的編寫、源程序的編寫在編寫匯編語句時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)則：在編寫匯編語句時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)則： 語句的開頭只能是標(biāo)號(hào)、空格、星號(hào)或分號(hào)。語句的開頭只能是標(biāo)號(hào)、空格、星號(hào)或分號(hào)。 標(biāo)號(hào)是可選項(xiàng)；如果使用，必須從第一列開始。標(biāo)號(hào)是可選項(xiàng)；如果使用，必須從第一列開始。 每個(gè)域必須由一個(gè)或多個(gè)空棵空格來分開。制表符等每個(gè)域必須由一個(gè)或多個(gè)空棵空格來分開。制表符等同于空格。同于空格。 注釋是可選項(xiàng)。開始于第一列的注釋用星號(hào)或分號(hào)（注釋是可選項(xiàng)。開始于第一列的注釋用星號(hào)或分號(hào)（* 或或 ；）來標(biāo)明，開始于其它列的注釋必須由分號(hào)開頭。）來標(biāo)明，開始于其它列

14、的注釋必須由分號(hào)開頭。一個(gè)源語句可以包含四個(gè)域，一般格式如下：一個(gè)源語句可以包含四個(gè)域，一般格式如下： label : instruction ; comment2、匯編編譯指令的使用、匯編編譯指令的使用匯編編譯指令用來完成以下任務(wù)：匯編編譯指令用來完成以下任務(wù)： 將代碼和數(shù)據(jù)匯編進(jìn)特定的段將代碼和數(shù)據(jù)匯編進(jìn)特定的段 為未初始化的變量保留存儲(chǔ)器空間為未初始化的變量保留存儲(chǔ)器空間 控制展開列表的形式控制展開列表的形式 存儲(chǔ)器初始化存儲(chǔ)器初始化 匯編條件塊匯編條件塊 定義全局變量定義全局變量 指定匯編器可以獲得宏的特定庫(kù)指定匯編器可以獲得宏的特定庫(kù) 檢查符號(hào)調(diào)試信息檢查符號(hào)調(diào)試信息1）、程序段定義

15、的匯編指令）、程序段定義的匯編指令段定義匯編指令使部分源程序放入適當(dāng)?shù)亩沃?。段定義匯編指令使部分源程序放入適當(dāng)?shù)亩沃小? .bss 在.bss段中為未初始化的變量保留空間. .data 確認(rèn).data段中的代碼段。.data段中通常包含 了初始化的數(shù)據(jù)（用.int/.word等定義）。. .sect 定義初始化了的帶命名的段，并將緊接著的代 碼或數(shù)據(jù)并入該段。. .text 該段中包含了可執(zhí)行的代碼。. .usect 在一個(gè)未初始化的有命名的段中保留空間使用格式和舉例使用格式和舉例. mmregs. bss x, 20, 1. usect “sin-table”, 100. textLD #0

16、, AADD x, A, B.sect “cal-sin”LD # lk, ASTL A, sin-tableRET. data. word 1, 2, 3, 4. int 043h, ff08h除.int和.word外還有很多用于常量說明的匯編指令，如.byte/.field/.space/.bes/.fload/.long/.string/.xfload等，請(qǐng)看教程。2 2）、引用其它文件的匯編指令）、引用其它文件的匯編指令. .copy/. .include 告訴匯編器開始從其它文件中讀源語句。. .def 確認(rèn)一個(gè)在當(dāng)前模塊中定義的且能被其它模塊使用的符號(hào)。. .global 聲明一個(gè)

17、外部符號(hào)，使其它模塊在連接的時(shí)候可以使用它。如果在當(dāng)前段定義了該符號(hào)，那么該符號(hào)就可以被其它模塊使用；如果在當(dāng)前段中沒有定義該符號(hào)，則是使用了其它模塊定義的符號(hào)。前一種功能與.def相同，后一種功能與.ref相同。. .mlib 向匯編器提供一個(gè)包含了宏定義的文擋庫(kù)的名稱。當(dāng)匯編器碰見了一個(gè)在當(dāng)前庫(kù)中沒有定義的宏，就在.mlib確認(rèn)的宏庫(kù)中查找。. .ref 確認(rèn)一個(gè)在當(dāng)前段中使用但在其它段中定義的符號(hào)。3 3）、條件匯編指令）、條件匯編指令. .if /. .elseif/. .else/. .endif 這些指令告訴匯編器根據(jù)表達(dá)式的值條件匯編一塊代碼。.if.if表示一個(gè)條件塊的開始，如

18、果條件為真就匯編緊接著的代碼。.elseif.elseif是表示如果.if的條件為假，而.elseif.elseif的條件為真，就匯編緊接著的代碼。.endif.endif結(jié)束該條件塊。. .loop/. .break/. .endloop 這組指令告訴匯編器按照表達(dá)式的值循環(huán)匯編一塊代碼。. .loop expression 標(biāo)注一塊循環(huán)代碼的開始。.break expression.break expression告訴匯編器當(dāng)表達(dá)式為假時(shí)，繼續(xù)循環(huán)匯編；當(dāng)表達(dá)式為真時(shí)，立刻轉(zhuǎn)到.endloop.endloop后的代碼去。.endloop.endloop標(biāo)注一個(gè)可循環(huán)塊的末尾。4 4）、匯編

19、時(shí)的符號(hào)指令）、匯編時(shí)的符號(hào)指令符號(hào)指令是使有意義的符號(hào)名與常數(shù)值或字符串相等同符號(hào)指令是使有意義的符號(hào)名與常數(shù)值或字符串相等同. .asg 該指令規(guī)定一個(gè)字符串與一個(gè)替代符號(hào)相等.asg “10, 20, 30, 40”, coefficients.byte coefficients. .eval 計(jì)算一個(gè)表達(dá)式的值并把結(jié)果傳送到與一個(gè)替代符號(hào)等同的字符串中.eval x+1, x. .set/. .equ 這兩條指令把一個(gè)常數(shù)值等效成一個(gè)符號(hào)，存放在符號(hào)表中且不能被清除。Cont1 .set 0190h .int cont1, cont1*2, cont1*4其他符號(hào)指令: .label/.struct/.endstruct/.tag5）其他匯編指令）其他匯編指令. .align 使SPC對(duì)準(zhǔn)1-word到128-word的邊界。. .algebraic 告訴編譯器文件包含了算術(shù)匯編源代碼。. .end 結(jié)束編譯。. .mmregs 定義存儲(chǔ)器映射寄存器的符號(hào)名稱。. .emsg/. .mmsg/. .wmsg 用來定義自己的錯(cuò)誤和警告提示信息。. .newblock 對(duì)局部標(biāo)號(hào)進(jìn)行復(fù)位。. .sblock 指定幾段為一模塊。. .version 決定為之建立指令的處理器。輸出列表格式指令：. .drlist/