數字信號處理器(dsp)原理與應用 全套完整課件

數字信號處理器〔DSP〕

原理與應用傅星17-31327406941參考書與相關網址數字信號微處理器的原理與開發(fā)，天津大學出版社，2004DSP芯片的原理與開發(fā)應用〔第2版〕，張雄偉，曹鐵勇編著，電子工業(yè)出版社，2000DSP根底與應用系統(tǒng)設計，王念旭編著，北京航空航天大學出版社，2001主要內容一、DSP的一般概念二、DSP系統(tǒng)構成及設計方法三、DSP芯片的根本結構和特征四、定點DSP及定點運算五、浮點DSP及浮點運算六、TMS320系列DSP芯片的工作原理七、DSP系統(tǒng)軟硬件設計八、DSP應用實例一、DSP的一般概念數字信號處理〔DigitalSignalProcessing〕以數字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理數字信號處理器〔DigitalSignalProcessor〕DSP芯片是一種特別適合于進行數字信號處理運算的微處理器，其主要應用是實時快速地實現各種數字信號處理算法1、一般概念數字信號處理的實現方法在通用的計算機〔如PC機〕上用軟件〔如Fortran、C語言〕實現；速度慢在通用計算機系統(tǒng)中加上專用的加速處理機實現；應用受限制用通用的單片機〔如MCS-51、96系列等〕實現；僅限于簡單算法用通用的可編程DSP芯片實現；廣泛應用用專用的DSP芯片實現；應用受限制數字信號處理的實現方法復雜算法復雜算法簡單算法復雜算法復雜算法適應性好嵌入式較快專用指令通用DSP中等嵌入式快硬件＋專用指令專用DSP較好嵌入式慢匯編語言編程單片機中等非嵌入式快硬件＋專用指令PC機＋高速處理較好非嵌入式中等高級語言編程PC機性價比應用場合速度實現方法DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電數字濾波卷積相關希爾伯特變換FFT自適應濾波加窗波形產生DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電三維旋轉機器人視覺圖像傳輸/壓縮同態(tài)處理模式識別工作站動畫/數字地圖DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電頻譜分析函數發(fā)生器模式匹配地震信號處理數字濾波鎖相環(huán)DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電聲碼器語音識別語音增強語音合成DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電磁盤控制數值控制聲控伺服控制機器人控制激光打印機控制發(fā)動機控制自適應駕駛DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電雷達處理聲納處理圖像處理導航導彈制導高頻調制解調器保密通訊DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電回聲對消ADPCM代碼轉換器數字交換機線路轉發(fā)器解調器通道多路復用1200至19200bps調制自適應均衡

擴頻通訊DSP芯片的主要應用領域〔1〕信號處理〔2〕圖像處理〔3〕儀器〔4〕聲音/語言〔5〕控制〔6〕軍事應用〔7〕電信〔8〕無線電全球定位導航數字無線電/TV血壓計DSP系統(tǒng)根本構成抗混疊濾波A/DD/ADSP平滑濾波輸入輸出存儲器視頻會議系統(tǒng)數字式家庭影院電機控制器POS機雷達醫(yī)學圖像監(jiān)視系統(tǒng)數碼相機MPEG-4壓縮系統(tǒng)設計的一般方法需求分析系統(tǒng)結構選擇系統(tǒng)總體構成軟硬件設計系統(tǒng)調試試運行交付使用2、DSP芯片主要特點在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法程序和數據空間分開，可以同時訪問指令和數據片內具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數據總線在兩塊中同時訪問具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉的硬件支持快速的中斷處理和硬件I/O支持具有在單周期內操作的多個硬件地址產生器可以并行執(zhí)行多個操作支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行操作可以重疊執(zhí)行DSP的優(yōu)缺點優(yōu)點：大規(guī)模集成性、穩(wěn)定性好精度高 可編程性 高速性能 可嵌入性 接口和集成方便缺點：本錢較高高頻時鐘的高頻干擾功率消耗較大等DSP技術更新速度快，開發(fā)和調試工具不盡完善3、DSP芯片的開展歷史世界上第一個單片DSP芯片應當是1978年AMI公司發(fā)布的S28111980年，日本NEC公司推出的μPD7720是第一個具有乘法器的商用DSP芯片美國德州儀器〔TexasInstruments〕公司為世界上最大的DSP芯片供給商，其DSP市場份額占全世界份額近50％，AD公司的ADSP2101，ADSP2111,ADSP2171,ADSP21000等系列；Motolora公司的MC56001，MC96002等DSP芯片的開展〔續(xù)〕完成乘加操作的時間下降到10ns以下乘法部件占模片區(qū)從40％下降到5％引腳數從64增加到200以上重量和體積大大下降采用低電壓，功耗大大下降TIDSP芯片開展比較表500K50K集成晶體管數0.45mW/MIPS12.5mW/MIPS250mW/MIPS功耗$5.00~$25.00$15.00$150.00價格16K字4K字1.5K字內部ROM32K字1K字144字內部RAM100MHz80MHz20MHzMHz100MIPS40MIPS5MIPSMIPS0.3μmCMOS0.8μmCMOS4μmNMOS制造工藝1999年1992年1982年年份TMS320系列主要芯片開展4、DSP分類通用專用定點〔Fixed〕浮點〔Floating〕按根底特性：按數據格式：按用途：靜態(tài)一致性〔兼容性〕運算速度DSP芯片的價格DSP芯片的硬件資源DSP芯片的運算精度DSP芯片的開發(fā)工具DSP芯片的功耗其它：5、DSP的性能指標

DSP芯片的運算速度指令周期：即執(zhí)行一條指令所需的時間MAC時間：即一次乘法加上一次加法的時間FFT執(zhí)行時間：即運行一個N點FFT程序所需的時間MIPS：即每秒執(zhí)行百萬條指令MOPS：即每秒執(zhí)行百萬次操作MFLOPS：即每秒執(zhí)行百萬次浮點操作BOPS：即每秒執(zhí)行十億次操作MIPS(MillionInstructionpersecond)是一種評估DSP速度的一個指標。DSP運行頻率也是評估DSP的一個指標，他們二者之間的聯系需要考慮到DSP體系結構〔是否多路并行結構、是執(zhí)行定點還是浮點運算〕。價格商業(yè)級：一般應用；適用于實驗室等環(huán)境較好場合；工業(yè)級：可靠性好；適用于工業(yè)現場等環(huán)境惡劣場合；軍品：可靠性高；適用于各種惡劣場合；航空級：可靠性很高；適用于特殊場合；商業(yè)級→工業(yè)級→軍品→航空級價格趨勢硬件資源內存：RAM、ROM、Flash等存放器：通用、特殊功能I/O數量：單向、雙向尋址能力：直接、間接定時器、計數器：通訊接口：內置功能單元：A/D、D/A等運算精度CALU：存放器：硬件乘法器：片內RAM：開發(fā)工具功耗其它封裝的形式：質量標準：供貨情況：生命周期：一般而言，定點DSP芯片的價格較廉價，功耗較低，但運算精度稍低。而浮點DSP芯片的優(yōu)點是運算精度高，且C語言編程調試方便，但價格稍貴，功耗也較大。運算量是DSP芯片處理能力的標志按樣點處理一個采用LMS〔LeastMeanSquare〕算法的256抽頭的自適應FIR〔FiniteImpulseResponse〕濾波器假定：3個MAC/抽頭那么：256×3＝768個MAC周期設：采樣頻率為8kHz，即樣點之間的間隔為125μs；采樣頻率為44.1kHz，即樣點之間的間隔為22.7μs應用領域采樣率(kHz)采樣周期(μs)運算量(MAC)MAC周期＝200ns指令數MAC周期＝50ns指令數MAC周期＝25ns指令數語音812576862525005000聲頻44.122.7768113453907用DSP芯片實現數字濾波應用領域采樣率(kHz)采樣周期(μs)運算量(MAC)MAC周期＝200ns指令數MAC周期＝50ns指令數MAC周期＝25ns指令數語音812576862525005000聲頻44.122.7768113453907用DSP芯片實現數字濾波中低速語音編碼算法：10ms或20ms為一幀，每隔10ms或20ms語音編碼算法循環(huán)一次。選擇DSP芯片時應該比較一幀內DSP芯片的處理能力和DSP算法的運算量。假設：DSP芯片的指令周期為p〔ns〕，一幀的時間為〔ns〕那么：在一幀內所能提供的最大運算量為/p條指令。如：TMS320LC549-80的指令周期為12.5ns，設幀長為20ms，那么一幀內所能提供的最大運算量為160萬條指令按幀處理二、DSP系統(tǒng)構成及設計方法輸入信號處理A/DD/ADSP輸出信號處理輸入輸出存儲器通訊及人機接口DSP系統(tǒng)設計方法功能及指標軟件結構用戶接口硬件結構外輸入接口自上而下自下而上從使用者看從設計者看DSP系統(tǒng)設計方法功能及指標軟件結構用戶接口硬件結構外輸入接口從中間開始軟硬件交界面從使用者看從設計者看DSP總體設計框圖系統(tǒng)需求說明書定義技術指標選擇DSP芯片及外圍芯片軟件設計說明書硬件設計說明書軟件編程與測試硬件電路與調試系統(tǒng)集成系統(tǒng)測試，樣機、中試與產品編寫C語言源程序優(yōu)化ANSIC編譯器匯編語言匯編器生成目標文件鏈接器生成TMS320匯編文件編寫TMS320匯編源程序宏匯編源文件文檔管理器宏匯編庫輸出執(zhí)行文件調試器TMS320目標系統(tǒng)寫EEPROM軟件仿真軟件開發(fā)系統(tǒng)評測模塊EVM系統(tǒng)仿真XDS軟件系統(tǒng)設計框圖確定硬件方案器件選型原理圖設計PCB板設計硬件調試硬件系統(tǒng)設計框圖A/D，D/A內存，邏輯控制通信，總線人機接口存儲器CPU數據傳輸接口網絡接口銀行鎖系統(tǒng)設計實例磁卡音頻鍵盤顯示打印機POS機顯示器CPU存儲器多路通用接口電源系統(tǒng)設計實例L/R音箱D/AD/A低音家庭影院家庭網絡視頻接口CPU時鐘網絡接口1394系統(tǒng)設計實例存儲器音頻接口電源專用接口PCI總線視頻會議系統(tǒng)功率因數校正I/V測量CPU穩(wěn)壓源電源系統(tǒng)設計實例存儲器功率轉換電機驅動器傳感器電機控制器存儲器主CPU內部測量數據轉換信號調理系統(tǒng)設計實例專用電路通訊接口控制器D/A電機雷達從CPU存儲專用電路系統(tǒng)設計實例醫(yī)學圖像監(jiān)視系統(tǒng)存儲器主CPU視頻存儲數據轉換信號調理專用電路從CPU從CPU顯示驅動顯示器從CPU控制通訊接口專用電路圖像處理輸入輸出三、DSP芯片的根本結構和特征DSP芯片的根本結構哈佛結構流水線操作專用的硬件乘法器特殊的DSP指令快速的指令周期馮·諾曼〔VanNeuman〕結構CPU程序存儲器數據存儲器控制命令地址線數據線哈佛結構CPU程序存儲器控制命令地址線程序總線數據存儲器控制命令地址線數據總線流水線流水線深度從2~6級不等多個指令重疊進行，理想情況下，K段流水能在K+N-1個周期內，處理N條指令專用的硬件乘法器在通用的微處理器中，乘法指令是由一系列加法來實現的，故需許多個指令周期來完成DSP具有專用的硬件乘法器，乘法可在一個指令周期內完成特殊的DSP指令DMOV——延遲操作LTD——LT、DMOV、APACMACD——LT、DMOV、MPY、APACRPTK——重復執(zhí)行TMS320系列主要芯片一覽表TMS320系列局部芯片介紹TMS320C2xxC20x系列處理能力強，指令周期為25ns，運算能力達40MIPS片內含有較大的內存〔4.5KB〕本錢低〔$7~18〕功耗低。3.3V工作時，每個MIPS消耗1.1mA資源配置靈活，現有10多種具有不同資源配置的芯片，為數字控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計TMS320C20X系列芯片的資源配置TMS320C20X指令周期（ns）片內ROM（字）片內RAM（字）片內FLM（字）同步串行口異步串行口LC2035054411LC2062532K4.5K11C20325/35/5054411C2062532K4.5K11F206504.5K32K11C209354K4.5KC24x系列TMS320系列局部芯片介紹TMS320C2xxC24x〔C240x〕系列處理能力強，指令周期為25ns，運算能力達40MIPS片內含有較大的內存〔2.5K〕和閃存〔64KB〕本錢低〔$8～9〕功耗低。3.3V工作時，每個MIPS消耗1.1mA內置A/D轉換器較多的并行口〔40〕及多種接口設計〔CAN、SCI、SPI等〕TMS320C240X系列芯片的資源配置TMS320C240X指令周期（ns）片內ROM（字）片內RAM（字）片內FLM（字）A/DA/D轉換時間LF2407255K64K16ch/10bit500nsLF2406255K64K16ch/10bit500nsLF2403252K32K8ch/10bit500nsLF2402252K16K8ch/10bit500nsLF2401252K16K5ch/10bit500nsLC24062564K5K16ch/10bit375nsC28x系列TMS320系列局部芯片介紹TMS320C2xxC28X系列處理能力強〔32bit〕，指令周期為6.67ns片內含有較大的內存〔20KB〕和閃存〔128KB〕本錢低〔$9～15〕功耗低。內核1.8V，外圍3.3V12bit/16ch的A/D轉換器較多的并行口〔56〕及多種接口設計〔CAN、SCI、SPI等〕TMS320C28X系列芯片的資源配置TMS320C28X指令周期（ns）片內RAM（字）片內FLM（字）12bitA/D串行口PWMR28126.6720K16ch216R28116.6720K16ch216F28126.6718K128K16ch216F28116.6718K128K16ch216F28106.6718K64K16ch216F28081018K64K16ch216TMS320系列局部芯片介紹TMS320C5xC54X系列處理能力強〔32bit〕，指令周期為6.25ns片內含有較大的內存〔640KB〕和ROM〔16KB〕存儲器空間到達8M功耗低。內核1.8V，外圍3.3V24ch的DMA較多的并行口〔56〕及多種接口設計〔CAN、SCI、SPI等〕TMS320C54X的資源配置TMS320C54X指令周期（ns）工作電壓（V）片內RAM（字）片內ROM（字）串行口BSPC5498.333.3/2.532K16K32C54417.53.3/1.6640K312C5421103.3/1.8256K4K36C5420103.3/1.8192K36C54166.253.3/1.6128K16K33C54106.253.3/1.564K168K33C54096.253.3/1.632K162K33C54078.333.3/1.540K1284K33TMS320系列局部芯片介紹TMS320C5x＋RISCC5471集成54xCPU和ARM7TDMI?RISCMCU16bitDSP，100MHz時鐘，72K16bit片內RAM2K16bit的共享RAM，做為DSP與MCU的接口47.5MHz的MCU，16KB片內RAM10/100Mb/sIEEE803.2以太網控制器及UART36個通用I/O接口、2個通用定時器、可編程鎖相環(huán)〔PLL〕時鐘產生器其它接口TMS320系列局部芯片介紹54xDSP共享RAMMCUTMS320VC5471結構示意圖DSP局部共享RAMMCU局部TMS320系列局部芯片介紹TMS320C6xC62xC64xC67xTMS320系列局部芯片介紹TMS320C6xC62X系列處理能力強〔8條32bit指令/周期〕，指令周期為6ns，1333MIPS，6個40bit運算單元，2個32bit乘法器RAM：4KB程序、4KB數據、64KB通用總存儲器空間到達512M功耗低。內核1.8/1.5V，外圍3.3V16ch的增強型DMA2個McBSP、2個32bit定時器及PLLTMS320系列局部芯片介紹TMS320C6xC64X系列時鐘頻率600MHz，指令周期為1.67ns，〔8條32bit指令/周期〕，4800MIPS，6個40bit運算單元，2個32bit乘法器RAM：16KB程序、16KB數據、256KB通用總存儲器空間到達1024M功耗低。內核1.2V，外圍3.3V64ch的增強型DMA2個視頻接口、1個McASP、1個McBSP、3個32bit定時器、16個通用I/O及PLLTMS320系列局部芯片介紹TMS320C6xC67X系列處理能力強〔8條/周期〕，指令周期為3.3ns，2400MIPS，1800MFLOPS，2個浮點運算單元，2個浮點/定點運算單元，4個浮點/定點乘法器RAM：4KB程序、4KB數據、256KB通用總存儲器空間到達512M功耗低。內核1.4V，外圍3.3V16ch的增強型DMA2個McASP、2個McBSP、2個32bit定時器及PLL多處理器DSPTMS320C8x多處理器DSP芯片，用于多媒體，視頻圖象，保密和雷達等。4個并行DSP芯片，可并行和單獨執(zhí)行，都由高速Cashe和專用數據RAM；通過傳輸控制器實現400M/s的數據傳輸；含有32位的RISC主控制器，用以實現高效C語言和作為操作系統(tǒng)的平臺存儲器Crossbar結構，將50K的SRAM分成小塊，通過Crossbar開關機構實現并行訪問，速度高達4.5GByte/s視頻控制器，用于任何捕獲和顯示的組合中

TI公司目前比較流行的定點DSP芯片是TMS320C2XX、TMS320C54X、TMS320C62X、TMS320C64X等流行的浮點DSP芯片是TMS320C3X、TMS320C4X、TMS320C67X等即使是同一系列的DSP芯片，某些芯片也已過時，因而建議不要使用3.16、DSP芯片的根本結構和特征四、定點運算及定點DSP1、數據格式2、運算方法3、定點DSP芯片1、數據格式

在定點DSP芯片中，采用定點數進行數值運算，其操作數一般采用整型數來表示DSP芯片的數以2的補碼形式表示數的定標：Q表示法和S表示法對定點數而言，數值范圍與精度是一對矛盾，一個變量要想能夠表示比較大的數值范圍，必須以犧牲精度為代價0000000000000100Q0表示為8192Q15表示為0.25Q表示法16進制數2000H小數點的位置0000000000000100小數點的位置符號位浮點數與定點數的轉換關系浮點數轉換為定點數定點數轉換為浮點數浮點數x=0.5，定標Q＝15，那么定點數＝0.5*32768=16384Q表示S表示十進制數表示范圍Q15S0.15-1≤X≤0.9999695Q14S1.14-2≤X≤1.9999390..................Q1S14.1-16384≤X≤16383.5Q0S15.0-32768≤X≤32767加法/減法運算的C語言定點模擬floatx,y,z;z=x+y;兩個操作數的定標值一樣如果加法/減法的結果超出16位的表示范圍，那么必須保存32位結果，以保證運算的精度z＝x+y＝＝定點加法描述：intx,y,z;longtemp; /*臨時變量*/temp＝y(tǒng)<<(Qx－Qy);temp＝x＋temp;z＝(int)(temp>>(Qx－Qz)),假設Qx≥Qzz＝(int)(temp<<(Qz－Qx)),假設Qx≤Qz例子：設x＝0.5，y＝3.1，那么浮點運算結果為z＝x+y＝0.5+3.1＝3.6;Qx＝15，Qy＝13，Qz＝13，那么定點加法為：x＝16384；y＝25395;temp＝25395<<2＝101580;temp＝x+temp＝16384+101580＝117964;z＝(int)(117964L>>2)＝29491;驗算：z＝29491/8192＝3.6定點加法定點減法設x＝3.0，y＝3.1，那么浮點運算結果為z＝x-y＝＝-0.1;Qx＝13，Qy＝13，Qz＝15，那么定點減法為：x＝24576；y＝25395；temp＝25395;temp＝x-temp＝24576-25395＝-819;因為Qx<Qz，故z＝(int)(-819<<2)＝-3276。驗算：由于z的Q值為15，所以定點值z＝-3276即為浮點值z＝-3276/32768-0.1結果超過16位表示范圍設x的Q值為Qx，y的Q值為Qy，且Qx>Qy，加法結果z的定標值為Qz,那么定點加法為：intx，y；longtemp，z；temp＝y(tǒng)<<(Qx-Qy)；temp＝x＋temp;z＝temp>>(Qx-Qz)，假設Qx≥Qzz＝temp<<(Qz-Qx)，假設Qx≤Qz例子：設x＝15000，y＝20000，那么浮點運算結果為z＝x+y＝15000+20000＝35000，顯然z>32767;Qx＝1，Qy＝0，Qz＝0，那么定點加法為：x＝30000；y＝20000;temp＝20000<<1＝40000;temp＝temp+x＝40000+30000＝70000;z＝70000L>>1＝35000;結果超過16位的定點加法乘法運算的C語言定點模擬floatx,y,z;z=xy;intx,y,z;longtemp;temp=(long)x;z=(temp×y)>>(Qx+Qy-Qz);z=xy=

=定點乘法設x=18.4，y=36.8，那么浮點運算值為z=18.4×36.8=677.12;Qx=10，Qy=9，Qz=5，所以x=18841；y=18841；temp=18841L;z=(18841L*18841)>>(10+9-5)=354983281L>>14=21666;因為z的定標值為5，故定點z=21666即為浮點的z=21666/32=677.08除法運算的C語言定點模擬floatx,y,z;z=x/y;intx,y,z;longtemp;temp=(long)x;z=(temp<<(Qz-Qx+Qy))/y;z=x/y=

定點除法設x=18.4，y=36.8，浮點運算值為z=x/y=18.4/36.8=0.5;Qx=10，Qy=9，Qz=15；所以有x=18841,y=18841;temp=(long)18841;z=(18841L<<(15-10+9))/18841=308690944L/18841=16384;因為商z的定標值為15，所以定點z=16384即為浮點z=16384/32768=0.5程序變量的Q值確定

確定變量的Q值實際上就是確定變量的動態(tài)范圍。設變量的絕對值的最大值為|max|，取整數n，使其滿足如果某變量的值在-1至＋1之間，即<1，因此n=0，Q＝15-n=15

確定變量的絕對值的最大值理論分析法〔三角函數、漢明窗、FIR卷積、自相關線性預測編碼等〕統(tǒng)計分析法〔依據足夠多的采樣值〕2、運算方法通常的是全部以Q15格式表示的小數或以Q0格式表示的整數來工作定點乘法定點加法定點除法定點乘法小數乘小數Q15×Q15＝Q300.5*0.5=0.25；Q15；Q15 ；Q30LT OP1 ；OP1=4000H(0.5/Q15)MPY OP2 ；OP2=4000H(0.5/Q15)PACSACH ANS,1 ；〔ANS〕=2000H(0.25/Q15)定點乘法〔續(xù)〕整數乘整數Q0×Q0=Q017×(-5)=-850000000000010001=17定點乘法〔續(xù)〕混合表示法1.5×0.75=1.125；Q14；Q14 =1.125;Q2832位×32位：X1X0Y1Y0X0Y0X1Y0X0Y1X1Y1W3W2W1W0×＋乘乘、移位、加乘、加乘、移位、加32位×32位：X1X0Y1Y0X0Y0X1Y0X0Y1X1Y1W3W2W1W0×＋乘、移位乘、加乘、加、移位乘、加定點加法保存32位結果——雙字調整小數點保存16位結果加法運算必須用相同的Q點表示通過移位操作解決溢出問題溢出檢測溢出保護完全防止XXXXXXXXXXXXXX00XXXXXXXXXXXXXX00XXXXXXXXXXXXXX10XXXXXXXXXXXXXX10定點加法無溢出有溢出被加數加數被加數加數定點加法XXXXXXXXXXXXXX10XXXXXXXXXXXXXX00XXXXXXXXXXXXXX00XXXXXXXXXXXXXX10可能溢出可能溢出被加數加數被加數加數定點除法在通用DSP芯片中，一般不提供單周期的除法指令，為此必須采用除法子程序來實現二進制除法是乘法的逆運算。乘法包括一系列的移位和加法，而除法可分解為一系列的減法和移位。定點除法00001010－00011000

11110010例如：10÷3＝3余1000010100000001100001010＋11101000

11110010得數為負，舍去第一次運算定點除法00010100－00011000

1111110000010100＋11101000

11111100被除數左移一次得數為負，舍去第二次運算定點除法00101000＋11101000

00010000被除數左移一次得數為正，左移加一00101000－00011000

0001000000100001第三次運算定點除法00100001－00011000

00001001余數商00100001＋11101000

0000100100010011得數為正左移加一第四次運算定點除法00001010－00011000

1111001000010100－00011000

1111110000101000－00011000

0001000000100001－00011000

00001001舍去舍去左移加一左移加一00010011余數商非線性運算的定點快速實現調用DSP編譯系統(tǒng)的庫函數查表法

在實時DSP應用中實現非線性運算，一般都采取適當降低運算精度來提高程序的運算速度。查表法是快速實現非線性運算最常用的方法。混合法提高查表法的精度擴大自變量范圍

提高查表法的精度擴大查表法的范圍3、定點DSP芯片TMS320C54x為實現低功耗、高性能而專門設計的定點DSP芯片為無線通訊用的高性能價格比的芯片。運算速度快，指令周期為10ns優(yōu)化的CPU結構。1個40位的算術邏輯單元、2個40位的累加器、2個40位的加法器、1個17×17乘法器和40位的桶型移位器，有4條內部總線和2個地址產生器低功耗，可在3.3V或2.7V電壓下工作，三個低功耗方式智能外設，除標準的串行口和時分復用串行口外，還含有自動緩存串行口〔2kbuffer)和外部處理器并行口HPI從TMS32021、經歷了TMS320C1X、C2X、C5X、C54X、C62X等幾代產品定點DSP芯片TMS320C62xTI公司1997年開發(fā)的新型定點DSP芯片，用于無線基站，無線PDA，Modem,GPS等。速度快，指令周期為3.3ns，運算能力為2400MIPS內部結構不同，同時集成有2個16bit乘法器和6個算術運算單元，一個周期內可執(zhí)行8條32bit指令使用超長指令集，在一個周期內可并行執(zhí)行幾個指令大容量片內存儲器〔片內有96K程序和512K數據存儲器〕和52MB尋址空間多種外設，4個DMA，3個多通道緩存串口，2個計時器高級語言：從浮點到定點為了DSP程序調試的方便及模擬定點DSP實現時的算法性能，在編寫DSP匯編程序之前一般需將高級語言浮點算法改寫為高級語言定點算法取整操作：i=int(f1);i=int(f1+0.5);先放后縮：f1=(y1+y2)*x;f1=f1/x;五、浮點運算及浮點DSP芯片1、數據格式2、運算方法3、浮點DSP芯片1、數據格式指數和尾數的形式x=m×2eIEEE單精度浮點數格式fes30-2322-031符號位階碼尾數IEEE單精度浮點數格式TMS320浮點數格式fse符號位階碼尾數或：TMS320浮點數格式短浮點格式：4位指數，1位符號，11位分數〔16位〕單精度浮點格式：8位指數，1位符號，23位分數〔32位〕擴展精度格式：8位指數，1位符號，31位分數〔40位〕TMS320浮點數格式短浮點格式：4位指數，1位符號，11位分數〔16位〕fse010111215TMS320浮點數格式短浮點格式：4位指數，1位符號，11位分數〔16位〕fse0101112151001000000000000TMS320浮點數格式短浮點格式：4位指數，1位符號，11位分數〔16位〕fse010111215TMS320浮點數格式短浮點格式：4位指數，1位符號，11位分數〔16位〕fse0101112150111100000000000TMS320浮點數格式短浮點格式：4位指數，1位符號，11位分數〔16位〕fse0101112151000000000000000TMS320浮點數格式單精度浮點格式：8位指數，1位符號，23位分數〔32位〕fse022232431TMS320浮點數格式單精度浮點格式：8位指數，1位符號，23位分數〔32位〕fse02223243110000001000000000000000000000000TMS320浮點數格式單精度浮點格式：8位指數，1位符號，23位分數〔32位〕fse022232431TMS320浮點數格式單精度浮點格式：8位指數，1位符號，23位分數〔32位〕fse02223243101111111100000000000000000000000TMS320浮點數格式單精度浮點格式：8位指數，1位符號，23位分數〔32位〕fse02223243110000000000000000000000000000000TMS320浮點數格式擴展精度格式：8位指數，1位符號，31位分數〔40位〕fse030313239兩種浮點數格式的轉換IEEE浮點格式與TMS320浮點格式的轉換硬件方法：專用芯片軟件方法2、運算方法浮點加減法2、運算方法浮點乘法尾數相乘：m1×m2指數相加：e1+e2乘積處理:2、運算方法浮點除法除法指令：直接應用無除法指令：假設求z=x/y，先用迭代法求1/y，再乘x迭代公式可選用：e[i]=e[i-1]×(2.0-y×e[i-1])需選初始估值！非線性浮點運算的實現豐富的庫函數，C語言程序可直接調用匯編語言必須遵循調用規(guī)約快速實現的方法，查表法浮點和定點運算的比較浮點精度較高，動態(tài)范圍更大定點運算效率高3、浮點DSP芯片TMS320C4x并行浮點處理器。275MOPS,320Mbyte/s數據吞吐量6個高速通訊接口，每個口的最大數據吞吐量可達20Mbyte/s的異步傳輸速率

6個DMA通道實現了I/O操作與CPU操作的并行化

分開的數據和地址總線，16G連續(xù)的程序和數據存儲空間片內分析模塊支持高效的并行處理調試片內程序高速緩沖存儲器從TMS320C30、經歷了TMS320C3X、C4X、C67X等幾代產品浮點DSP芯片TMS320C67X

可同時執(zhí)行8條指令，其運算能力可達1GFLOPS運行速度快。指令周期為6ns，峰值運算能力為1336MIPS，對于單精度運算可達1GFLOPS，對于雙精度運算可達250MFLOPS集成了32×32bit的乘法器，其結果可為32或64bit

六、TMS320系列的工作原理硬件組成根本結構主要技術性能指標軟件資源指令系統(tǒng)程序控制流水線操作尋址方式C24框圖C28框圖TMS320C5000C62/67框圖TMS320C54X系列結構與工作原理C54框圖C54框圖總線結構增強型的哈佛結構：包括8條16bit寬度的總線，其中：一條程序總線〔PB〕三條數據總線〔CB、DB、EB〕四條地址總線〔PAB、CAB、DAB、EAB〕C54框圖核心CPU的特點40bit的ALU，其輸入來自16bit立即數、16bit來自數據存儲器的數據、暫時存儲器、T中的16bit數、數據存儲器中兩個16bit字、數據存儲器中32bit字、累加器中40bit字2個40bit的累加器，分為三個局部，保護位〔39～32bit〕、高位字〔31～16bit〕、低位字〔15～0bit〕；1個指數譯碼器，占用1個周期桶型移位器，可產生0到31bit的左移或0到16bit的右移17×17bit的乘法器40bit的加法器比較、選擇和存儲單元CSSU、2個地址產生器DAGEN、程序地址產生器PAGEN存儲器C54x的存儲空間可達192K16bit字，64K程序空間，64K數據空間，64KI/O空間在一個機器周期內，C54x可以執(zhí)行4條并行存儲器操作：取指令，兩操作數讀，一操作數寫使用片內存儲器有三個優(yōu)點：高速執(zhí)行〔不需要等待〕，低開銷，低功耗復位后，中斷矢量表位于程序區(qū)FF80H位置，可重新定位于程序空間任何一個128字的頁面片內ROM片內ROM〔4K，16K，24K，28K或48K字〕可能包括的內容有引導程序，可以從串口、外部存儲器、I/O口或HPI口引導256字的μ率擴展表256字的A率擴展表256字的正弦表中斷矢量表擴展程序存儲器548、549、5410、5420采用分頁擴展的方式使可尋址程序空間到達8192K字23條地址線擴展程序計數器XPC6條訪問外部程序空間的指令當程序空間可以使用片內RAM時，程序空間的每一頁分為以下兩局部：最大32K字的通用塊和32K字的專有塊XPC存放器指示選定頁，復位后，初始化為0內存映象存放器0IMR中斷屏蔽寄存器1IFR中斷標志寄存器2-5-測試保留6ST0狀態(tài)寄存器07ST1狀態(tài)寄存器18AL累加器A低字（15－0比特）9AH累加器A高字（31－16比特）AAG累加器A保護位（39－32比特）BBL累加器B低字（15－0比特）CBH累加器B高字（31－16比特）DBG累加器B保護位（39－32比特）ET乘法寄存器FTRN傳送寄存器10-17AR0-AR7輔助寄存器ARnn＝0～718SP堆棧指針19BK循環(huán)緩存區(qū)大小寄存器內存映象存放器〔續(xù)〕1ABRC塊重復計數器1BRSA塊重復開始地址1CREA塊重復結束地址1DPMST狀態(tài)寄存器1EXPCPC擴展寄存器1E－1F－保留20BDRR0帶緩存串口0數據接收寄存器21BDXR0帶緩存串口0數據發(fā)送寄存器22BSPC0帶緩存串口0控制寄存器23BSPCE0帶緩存串口0控制擴展寄存器24TIM定時器計數器25PRD定時器周期寄存器26TCR定時器控制寄存器27－保留28SWWSR等待狀態(tài)產生寄存器29BSCRBank-switching控制寄存器內存映象存放器〔續(xù)〕2A－保留2BXSWR擴展等待狀態(tài)寄存器2CHPIC主機接口控制寄存器2D－2F－保留30TRCNTDM串口數據接收寄存器31TDXRTDM串口數據發(fā)送寄存器32TSPCTDM串口控制寄存器33TCSRTDM串口通道選擇寄存器34TRTATDM串口接收發(fā)送寄存器35TRADTDM串口接收地址寄存器36－37－保留38AXR0ABU0發(fā)送地址寄存器39BKX0ABU0發(fā)送緩沖大小寄存器3AARR0ABU0接收地址寄存器3BBKR0ABU0接收緩沖大小寄存器內存映象存放器〔續(xù)〕3CAXR1ABU1發(fā)送地址寄存器3DBKX1ABU1發(fā)送緩沖大小寄存器3EARR1ABU1接收地址寄存器3FBKR1ABU1接收緩沖大小寄存器40BDRR1帶緩存串口1數據接收寄存器41BDXR1帶緩存串口1數據發(fā)送寄存器42BSPC1帶緩存串口1控制寄存器43BSPCE1帶緩存串口1控制擴展寄存器44－57－保留58CLKMD時鐘方式寄存器59－5F－保留ST0存放器ARP－輔助存放器指針TC－測試/控制位，存儲了ALU測試位操作的結果，受BIT，BITF，CMPM，CMPR，CMPS，SFTC指令的影響C－如果加法產生進位C為1，減法產生借位C為0。ADD指令只能置位C，而SUB指令只能清COVA－累加器A溢出標志OVB－累加器B溢出標志DP－數據存儲空間頁標志15－1312111098－0ARPTCCOVAOVBDPST1存放器BRAF－塊重復指示CPL－編譯器模式，指示相關直接尋址選用指針。CPL＝0，使用DP指針；CPL＝1，使用SP指針XF－指示外部引腳XF狀態(tài)HM－掛起方式。指示CPU響應信號的方式。HM＝0，外部接口呈高阻；HM＝1，CPU停機INTM－全局中斷控制位。INTM＝0，開中斷；INTM＝1，屏蔽可屏蔽中斷OVM－溢出處理方式。指示發(fā)生溢出時，對累加器中數值的處理。OVM＝0，溢出值不變；OVM＝1，載入正向最大值007FFFFFFFH或負向最大值0080000000H151413121110987654-0BRAFCPLXFHMINTM0OVMSXMC16FRCTCMPTASMST1存放器〔續(xù)〕SXM－符號擴展方式。SXM＝0，符號不擴展；SXM＝1，數據被ALU使用前先行符號擴展C16－C16＝0，ALU操作采用雙精度方式〔全32位方式〕，C16＝1，ALU操作采用雙16位方式FRCT－小數模式。FRCT＝1，乘法器輸出左移一位補償多余的符號位CMPT－兼容模式。CMPT＝0，ARP在只有單數據存儲器操作數的間接尋址方式中不更新，在這種方式下，ARP必須總置0；CMPT＝1，ARP在上述條件下更新，除非使用AR0ASM－累加器移位數。規(guī)定了移位范圍-16－15，用于并行存儲指令STH、STL、ADD、SUB和LD中斷系統(tǒng)軟件中斷是指由程序指令引起的中斷，這類指令有：INTR，TRAP，RESET硬件中斷可由外部硬件引發(fā)，或由片內外設內部引發(fā)可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷處理中斷三個步驟接收中斷請求響應中斷執(zhí)行中斷效勞程序中斷標志存放器IFR15-1413121110987保留BMINT1BMINT0BXINT1BRINT1HPINTINT3TXINT6543210TRINTBXINT0BRINT0TINTINT2INT1INT0IFR中某位為1說明有相應中斷，再次寫1去除中斷中斷屏蔽存放器IMR15-141312111098保留BMINT1BMINT0BXINT1BRINT1HPINTINT376543210TXINTTRINTBXINT0BRINT0TINTINT2INT1INT0要翻開某個中斷，只需向IMR中相應某位寫1。而ST1中INTM位為中斷總開關中斷位置與優(yōu)先級中斷號優(yōu)先級名稱位置功能01RS/SINTR0復位（軟硬件）12NMI/SINT164非屏蔽中斷2－SINT178軟件中斷173－SINT18C軟件中斷184－SINT1910軟件中斷195－SINT2014軟件中斷206－SINT2118軟件中斷217－SINT221C軟件中斷228－SINT2320軟件中斷239－SINT2424軟件中斷2410－SINT2528軟件中斷2511-SINT262C軟件中斷2612-SINT2730軟件中斷2713-SINT2834軟件中斷2814-SINT2938軟件中斷2915-SINT303C軟件中斷30中斷位置與優(yōu)先級〔續(xù)〕163INT0/SINT040外部中斷0174INT1/SINT144外部中斷1185INT2/SINT248外部中斷2196TINT/SINT34C定時器中斷207BRINT0/SINT450帶緩存串口0接收中斷218BXINT0/SINT554帶緩存串口0發(fā)送中斷229TRINT/SINT658TDM串口接收中斷2310TXINT/SINT75CTDM串口發(fā)送中斷2411INT3/SINT860外部中斷32512HINT/SINT964HPI口中斷2613BRINT1/SINT1068帶緩存串口1接收中斷2714BXINT1/SINT116C帶緩存串口1發(fā)送中斷2815BMINT0/SINT1470BSP0失步檢測中斷2916BMINT1/SINT1374BSP1失步檢測中斷30-31-78-7F保留片內的外圍設備通用I/O引腳定時器PLL時鐘產生器HPI口，8比特或16比特同步串口帶緩存串口，BSP多路帶緩存串口，McBSP時分復用串口，TDM可編程等待狀態(tài)產生器可編程bank－switching模塊外部總線接口IEEE1149.1標準JTAG口片內外設外設存儲器映像存放器通用I/O口跳轉控制輸入引腳BIO，用于監(jiān)視外部接口器件的狀態(tài)，程序可根據該狀態(tài)進行有條件跳轉外部標志輸出引腳XF，用于與外部接口器件的握手信號定時器軟件可編程，動態(tài)范圍20位3個存放器定時器中斷片內外設〔續(xù)〕時鐘發(fā)生器晶體振蕩器外部時鐘鎖相環(huán)〔PLL〕電路硬件設置軟件可編程允許使用比CPU時鐘低的外部時鐘信號主機接口〔HPI〕通過HPI訪問C54x的片內存儲器分享模式和主機模式串行接口：用于與其他C54x器件、編碼解碼器、串行A/D及其他串行器件的接口標準同步串行接口存儲映象存放器最高工作頻率為CLKOUT的1/4緩沖串行接口〔BSP〕增強型標準串行接口降低處理串行數據傳輸所需CPU干預的時間最高工作頻率為CLKOUT時分多路串行接口(TDM)將時間間隔分為假設干個子間隔，按照事先規(guī)定，每個子間隔表示一個通信信息適合多微處理器系統(tǒng)中的相互通信片內外設〔續(xù)〕標準串行接口串口存放器DRR數據接收存放器DXR數據發(fā)送存放器SPC串口控制存放器RSR數據接收移位存放器XSR數據發(fā)送移位存放器串行口引腳定義CLKR接收時鐘信號CLKX發(fā)送時鐘信號DR串行接收數據DX串行發(fā)送數據FSR接收時的幀同步信號FSX發(fā)送時的幀同步信號DXDRFSXFSRCLKXCLKR54xDevice054xDevice1緩沖串行接口BSP自動緩沖單元ABU傳送和接收緩沖區(qū)是駐留在C54x內特定的2k字區(qū)域，起始地址和長度是可編程的可編程速率的串行口時鐘可選擇時鐘和幀同步信號的極性時分多路〔TDM〕串行接口器件0器件1器件2器件3TFRMTADDTCLKTDATTDXTDRTFSXTFSRTCLKXTCLKR54xTDATTCLKTFRMTADD外部總線外部總線接口數據總線、地址總線及訪問片外存儲器和I/O口的控制信號外部數據準備輸入信號〔READY〕與片內軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器結合，可處理與各種速度的存儲器和I/O設備接口外部總線操作的優(yōu)先級別數據操作比程序存儲器取指的優(yōu)先級要高流水線沖突等待狀態(tài)發(fā)生器〔等待周期存放器SWWSR〕可將總線周期延長多達7個機器周期如果要求>7，可利用硬件READY接口分區(qū)轉換邏輯〔分區(qū)轉換控制存放器BSCR〕允許在外部存儲器分區(qū)之間切換時不需要外部為存儲器插等待周期跨越分區(qū)界線尋址時自動插入一個周期外部總線接口時序存儲器尋址時序I/O尋址時序復位和IDLE3省電工作模式IDLE1和IDLE2模式下，CPU和外圍電路的時鐘仍工作保持方式允許外部設備控制片外的程序、數據和I/O空間，以便進行DMA操作HOLD〔保持請求信號〕和HOLDA〔保持響應信號〕兩種工作方式正常保持方式DMA操作方式TMS320C54X的資源配置TMS320C54X指令周期（ns）工作電壓（V）片內RAM（字）片內ROM（字）串行口BSPHPIC54120/255/3.3/3.05K28K2個標準口C54220/255/3.3/3.010K2K1個TDM口11C54320/253.3/3.010K2K1個TDM口1C54520/253.3/3.06K48K1個標準口11C54620/253.3/3.06K48K1個標準口1C54815/20/253.3/3.032K2K1個TDM口21LC/VC54910/12.5/153.3/2.532K16K1個TDM口21VC5402103.3/1.816K4K21指令系統(tǒng)算術運算指令邏輯運算指令程序控制指令加載和存儲指令指令的表示方法由操作碼和操作數兩局部組成[標號][：]助記符[操作數][；注釋]ADDXmem,Ymem,dst指令系統(tǒng)中的符號和記號數據形式二進制111000b或111000B八進制456q或456Q十進制789十六進制A4h或A4H或0xA4字符‘F’字符串“string〞常用的匯編命令.title一段程序代碼的標題.end程序結尾.text文本段指示.data原代碼的數據段起始指示.int16bit整型量.word16bit整型量.bss為變量保存空間.sect命名一個段.usect為未初始化的變量保存段例子.datacoeff.word011h,022,033.bssvar,1.bssbuffer,10ptr.word0123h.textadd:LD10,AR1LD0,R1aloop:ADD*AR0++,R1DBNZAR1,aloopSTR1,@var1.dataivals.word0AAh,0BBh,0CChvar2.usectnewvars?1inbuf.usectnewvars?7.textmyp:LD10,AR1LD0,R1mloop:MPY*AR0++,R1DBNZAR!,mloopSTR1,@VAR2.sect〞vectors〞.wordaddmpy匯編語言的優(yōu)勢與硬件緊密結合執(zhí)行效率高指令代碼短應用場合對空間敏感對運算速度要求很高的場合定時器的應用中斷處理程序串口的應用指令集的特點單指令重復或塊重復塊存儲器移動操作數可達32位長2或3個操作數同時讀取〔DARAM/SARAM〕算法與存取并行條件存儲快速的中斷返回單指令重復塊重復存儲塊移動MOVE_DD:STM#4000h，AR2；源地址STM#100h，AR3；目的地址RPT#〔1024－1〕；移動數量MVDD*AR2+1，*AR3+1；移動存儲塊移動程序尋址程序計數器跳轉調用返回條件操作單一指令重復塊重復指令復位中斷數據尋址七類尋址方式立即數尋址絕對地址尋址累加器尋址直接尋址間接尋址內存映象存放器尋址堆棧尋址絕對地址尋址數據存儲器dmad尋址用一標號標記數據空間地址MVKDSAMPLE,*AR5程序存儲器pmad尋址用一標號標記程序空間地址MVPDTABLE,*AR7-口地址PA尋址用一標號標記外部I/O口地址PORTRFIFO,*AR5*(lk)尋址用標號標記數據空間地址LD*(BUFFER),A直接尋址指令中的地址標號構成dmad的低7位〔DP方式〕或作為正向偏移量〔SP方式〕。所以指令中地址標號不得超過7位，采用DP或SP方式，由ST1中CPL位決定。CPL＝0，采用DP方式；CPL＝1，采用SP方式DP方式DP中內容作為dmad地址高9位，指令中地址標號作為低7位構成dmad地址SP方式以SP中內容作為dmad基地址，指令中地址標號作為正向偏移量，二者相加構成dmad地址DP方式DP方式〔續(xù)〕間接尋址指dmad由輔助存放器AR0－AR7內容構成不僅在于一條指令完成讀或寫數據存儲區(qū)〔單操作數〕，還在于一條指令可以完成兩個不同存儲區(qū)的讀操作，或兩個不同存儲區(qū)的寫操作，或對兩個不同位置的一讀一寫操作對SARAM的訪問對SARAM訪問使用存放器AR0－AR7，其中AR0為變址存放器對DARAM的訪問對DARAM訪問使用輔助存放器AR2－AR5局部變址存放器用法語法功能描述*ARxdmad=ARxARx包含dmad*ARx-dmad=ARxARx=ARx-1訪問后，ARx中地址內容減1*ARx+dmad=ARxARx=ARx+1訪問后，ARx中地址內容加1*+ARxdmad=ARx+1ARx=ARx+1訪問前，ARx中地址內容加1*ARx-0Bdmad=ARxARx=B(ARx-AR0)訪問后，ARx中內容減去AR0中內容，并產生反向借位翻轉（用于FFT算法）*ARx-0dmad=ARxARx=ARx-AR0訪問后，ARx中內容減去AR0中內容*ARx+0dmad=ARxARx=ARx+AR0訪問后，ARx中內容加上AR0中內容間接尋址〔續(xù)〕間接尋址〔續(xù)〕堆棧后進先出c_int00:STM＃_STACK，SP；設置起始地址ADDM#〔_STACK_SIZE–1)，*〔SP)；棧長度ANDM#0FFFEh，*〔SP〕；確定偶數地址指令執(zhí)行實例fix浮點到定點的轉換float定點到浮點的轉換Boot選擇流程正弦的計算余弦的計算平方根的計算七、DSP系統(tǒng)軟硬件設計與開發(fā)1、典型系統(tǒng)的設計〔1〕典型硬件設計復位電路、時鐘電路、存儲器接口、模數接口、通訊接口〔2〕主從式系統(tǒng)設計MPU接口設計、雙機通訊〔3〕引導方式及硬件設計根本概念、硬件設計〔4〕軟件設計2、軟硬件綜合設計設計實例〔1〕典型硬件設計復位電路時鐘電路存儲器接口模數接口通訊接口1、典型系統(tǒng)設計需求：Reset引腳上10個機器周期以上的低電平來實現設計：上電復位一般在Reset引腳上置100～

200ms的低電平脈沖實現：簡單的RC電路專用復位電路帶有看門狗電路電壓門檻檢測器VCCKRESETTMS320復位電路初始斜率1/023412RC復位電路的計算外部時鐘直接輸入內部的振蕩電路內部鎖相環(huán)〔PLL〕電路功能是把外部提供的時鐘經倍頻或分頻后做為DSP工作的頻率X1X2/CLKIN時鐘電路時鐘輸出TMS320C54xD(15-0)A(15-0)PS\DS\IS\R/W\MSTRB\IOSTRB\READYIAQ\MSC\RS\X1X2\CLKINCLKOUTCLKMD(1-3)MP/MC\CNTHOLD\HOLDA\NM1\INT(0-3)\IACK\XFBIO\TOUT\CLKX0\DX0FSX0\CLKR0DR0FSR0\CLKX1\DX1FSX1\CLKR1DR1FSR1\數據/地址總線和控制信號系統(tǒng)控制時鐘復位信號外部DMA接口外部中斷接口外部標志定時器輸出串口0串口1等待狀態(tài)DSP內部內部讀寫操作都是單周期，可分為3段：地址建立時間、數據有效時間和存儲時間，一般要求外部存儲器的存儲時間小于60%的機器周期需求<10nsSDRAM幾十nsRAM幾十ns雙口RAM幾十ns快速ROM>100ns普通ROM速度范圍器件類型所有器件都不需要插入等待狀態(tài)，將READY引腳接高電平等待狀態(tài)數目確實定TMS32021:[200(N-1)+85]<T<[200N+85]nsTMS32C25-40:[100(N-1)+40]<T<[100N+40]nsTMS32C25-50:[80(N-1)+29]<T<[80N+29]ns軟件等待狀態(tài)等待周期存放器SWWSR〔C54x〕，最大等待狀態(tài)數為7LowProg,LowData:0000-7FFFhHiProg,Hidata:8000-FFFFhI/O:0000-FFFFh執(zhí)行到最后一個等待狀態(tài)時，MSC信號變?yōu)榈碗娖絃owProgHiProgLowDataHiDataI/OR2-05-38-611-914-1215硬件等待狀態(tài)要求插入7個以上的等待狀態(tài)在一個存儲區(qū)中有兩種以上的存取速度READY引腳的功能，假設=0，表示沒有準備好，處理器自動插入一個等待狀態(tài)，然后再檢查READY信號如果不需要插入硬件等待狀態(tài)，將READY和MSC引腳直接相連硬件等待狀態(tài)電路是由MSC和READY信號線及外部電路構成的READYTMS320MSC\READYTMS320MSC\PS\+PS\,DS\,IS\的組合中間可接D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器組成的電路等待電路的設計步驟READY信號產生機制片選CS\給各個外設適宜的等待時間對所有分開的就緒定時作邏輯或，并連接實際的就緒輸入，產生外部就緒信號ROM的類型ROM掩膜只讀存儲器〔PROM〕一次性編程的OTPROM紫外線可擦除EPROM電可擦除EEPROM可快速擦寫閃存flashmemory,256M,100萬次擦寫，60ns以下的訪問速度，工作電壓逐漸下降DDR266標準的DDRSDRAM能提供2.1GB/s的內存帶寬，而傳統(tǒng)的PC133SDRAM卻只能提供1.06GB/s的內存帶寬ROM與DSP芯片的接口一般存儲器的數據線為8位，需要采用兩片存儲器才能構成16位數據和程序的存取相當一局部ROM需要