1.2 DSP系统的特点

DSP课后习题答案总结第一章：概述1.2 简述DSP应用系统的典型结构和特点答：DSP系统的典型结构和工作过程：①对输入信号进行带限滤波和抽样；②进行A/D变换，将信号变换成数字比特流；③根据系统要求，DSP芯片对输入信号按照特定算法进行处理；④D/A转换，将处理后的数字样值转换为模拟信号；⑤平滑滤波，得到连续的模拟信号波形。

DSP系统的特点：接口方便、编程方便、稳定性好、精度高、可重复性好、集成方便等。

1.3 简述DSP应用系统的一般设计过程。

答：1.定义系统性能指标2.采用高级语言进行性能模拟3.设计实时DSP应用系统4.借助开发工具进行软硬件调试5.系统集成与独立系统运行1.8 设计DSP应用系统时，如何选择合适的DSP芯片。

答：根据实际应用系统的需要选择，以达到系统的最优化设计。

一般来说，需要考虑：DSP芯片的运算速度：DSP芯片的运算速度衡量指标：①指令周期；②MAC时间；③FFT执行时间；④MIPS；⑤MOPS；⑥MFLOPS；⑦BOPSDSP芯片的价格：DSP芯片的硬件资源DSP芯片的运算精度：一般字长为16bits，浮点芯片一般为32bitsDSP芯片的开发工具DSP芯片的功耗其他因素：例如，DSP芯片的封装形式、质量标准、供货情况、生命周期等。

1.11 中英文全称对照：DSP:Digital Signal ProcessingTI:Texa InstrumentsMAC:Multillier and AccumulatorMIPS:Million Istructions Per SecondMOPS: Million Operations Per SecondMFLOPS: Million Floating-point Operations Per SecondBOPS:Billion Operations Per secondDIP:Dual In-line PackagePGA:Pin Grid ArryPLCC:Plastic Leaded Chip CarrierPQFP:Plastic Quad Flat PackPWM:Pulse Width Modulation第二章：DSP芯片的基本结构和特性2.2 ALU和累加器的区别。

• MCU顺序执行上述4个步骤,所以一个指令周期 要由多个机器周期组成.
• 而DSP并行执行上述4个步骤,所以指令周期等于 机器周期.也就是说,上述4步DSP以流水线方式 运行,提高了CPU执行速度.
• 流水线有一个建立的过程,只有在完整的流水线 时,才会发挥DSP最高效率,所以在程序中应尽量 避免破坏流水线.
DSP芯片的厂家
目前世界上生产DSP芯片的公司主要 有TI德州仪器公司,AD美国模拟器件公司 ,Technologics朗讯技术公司和Motorola摩 托罗拉公司四大公司,而TI公司则是世界上 最大的DSP芯片供应商.TMS320系列产品 就是该公司的DSP产品.
德州仪器公司的DSP产品
• DSP器件的应用对象可以分为三类 – 工业控制领域 – 低成本嵌入式应用系统 – 需要用复杂算法对大量数据进行处理 的应用
多总线结构
• 数据、地址和控制总线是微处理器访问各种部 件的基础,我们称之为3总线.
• MCU无论片内还是片外均为三总线结构,而DSP 片内为多总线结构多条数据、地址和控制总线 片外为三总线结构,有的DSP甚至片外也有多条 总线.
多总线结构：片内多条数据、地址和控制总线.
外部地址 总线
外部数 据总线
数字信号处理器的流水线
流水线结构将指令的执行分解为取指、译 码、取操作数和执行等几个阶段
– TMS320C54xx DSP 采用6级流水线 – TMS320C6xxx DSP 采用8级流水线 – TMS320C55xx DSP的流水线分为
• 指令流水线 • 执行流水线
数字信号处理器的其他特点
• 硬件乘法累加单元
• 存储器
– Flash存储器、RAM存储器
• 功耗 – 低工作电压 、休眠或空闲模式 、可编程时钟分 频器 、外围控制

DSP的特点与应用通信（081）班李亭0811002200DSP与单片机，ARM等嵌入式处理器的区别。

DSP事实上也是一种嵌入式处理器，它完全可以完成单片机的功能，唯一重要的区别在于几乎所有的DSP 都支持单时钟周期的“乘—加”运算。

几乎所有的DSP处理器的指令都会有一条MAC指令，这条指令可以把两个操作数从RAM中取出相乘，然后加到一个累加器中，所以这些操作都在一个时钟周期内完成，拥有这样一条指令的处理器就具备了DSP功能。

DSP中大量使用了内积，或称“点积”运算。

无论是是FIR滤波，FFT，信号相关，数字混频，下变频。

目前DSP技术已经、正在、并且还将在其中扮演一个不可或缺的角色。

DSP的核心是算法与实现。

DSP算法的共同特征：大部分处理时间花在执行包含在相对小循环内的少量指令上。

因此，大部分DSP处理器具有零消耗循环控制的专门硬件。

零消耗循环是指处理器不用花时间测试循环计数器的值就能执行一组指令的循环，硬件完成循环跳转和循环计数器的衰减。

有些DSP通过一条指令的超高速缓存实现高速的单指令循环。

DSP经常包含有专门的地址产生器，它能产生信号处理算法需要的特殊寻址，如循环寻址和位翻转寻址。

循环寻址对应于流水FIR滤波算法，位翻转寻址对应于FFT算法。

DSP指令集设计了一些特殊的DSP指令用于专门的数字信号处理操作，这些指令充分利用了DSP的结构特点，提高了指令执行的并行度，从而大大加快了完成这些操作的速度。

DSP与GPP的区别：传统的GPP使用冯．诺曼存储结构，在这种结构中，有一个存储空间通过两条总线（一条地址总线和一条数据总线）连接到处理器内核，这种结构不能满足MAC必须在一个指令周期中对存储器进行四次访门的要求。

DSP一般使用哈佛结构，在哈佛结构中，有两个存储空间：程序存储空间和数据存储空间。

处理器内核通过两套总线与这些存储空间相连，允许对存储器同时进行两访问，这种安排使处理器的带宽加倍。

4.2运行时环境
4.1 TMS320C6000 系列C/C++语言实
现
4.3运行时支持函 数
4.4
TMS320C6000 系列C/C++代码
优化
4.5 C/C++语 言和汇编的混 合编程
4.1 TMS320C6000系列C/C++语言实现
4.1.1 TMS320C6000系列C语言特点 4.1.2 TMS320C6000系列C++语言特点 4.1.3 TMS320C6000系列C/C++语言关键字 4.1.4 pragma伪指令 4.1.5初始化静态变量和全局变量
6.5指定段的运行地址
6.5.1指定加载地址和运行地址 6.5.2未初始化段 6.5.3使用.label伪指令引用加载地址
7.1应用软件开发流 程及工具
7.2集成开发环境 （CCS）
7.3开发应用程序
7.4开发DSP/BIOS程 序
7.2集成开发环境（CCS）
7.2.1 CCS概述 7.2.2 CCS开发环境的安装和配置 7.2.3文本编辑器 7.2.4调试工具 7.2.5自动化（项目管理） 7.2.6 DSP/BIOS插件
3.3使用C/C++编译 器
3.4优化代码
3.5使用汇编优 化器
3.2 C/C++编译器概述
3.2.1 ISO标准 3.2.2输出文件 3.2.3编译器接口 3.2.4编译器操作 3.2.5编译器工具
3.3使用C/C++编译器
3.3.1编译器 3.3.2调用C/C++编译器 3.3.3设置选项改变编译器的行为 3.3.4常用选项 3.3.5指定文件名 3.3.6设置目录 3.3.7设置默认的编译选项

1 DSP芯片的特点：（1）.哈佛结构（程序空间和数据空间分开）（2）.多总线结构.（3）流水线结构（取指、译码、译码、寻址、读数、执行）（4）多处理单元. （5）特殊的DSP指令（6）.指令周期短. （7）运算精度高.（8）硬件配置强.（9）DSP最重要的特点：特殊的内部结构、强大的信息处理能力及较高的运行速度。

2 三类TMS320：（1）TMS320C2000适用于控制领域（2）TMS320C5000应用于通信领域（3）TMS320C6000应用于图像处理3 DSP总线结构：C54x片内有8条16位主总线：4条程序/数据总线和4条对应的地址总线。

1条程序总线（PB)：传送自程序储存器的指令代码和立即操作数。

3条数据总线（CB、DB、EB）：CB和EB传送从数据存储器读出的操作数；EB传送写到存储器中的数据。

4条地址总线（PAB、CAB、DAB、EAB）传送相应指令所需要的代码4存储器的分类：64k字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的I/O空间（执行4次存储器操作、1次取指、2次读操作数和一次写操作数。

5存储器空间分配片内存储器的形式有DARAM、SARAM、ROM 。

RAM安排到数据存储空间、ROM构成程序存储空间。

（1）程序空间：MP/MC=1 40000H~FFFFH 片外MP/MC=0 4000H~EDDDH 片外FF00H~FFFFH 片内OVL Y=1 0000H~007FH 保留0080H~007FH 片内OVL Y=0 0000H~3FFFH片外（2）数据空间：DROM=1 F000H~F3FFH 只读空间FF00H~FFFH保留DROM=0 F000H~FEFFH 片外6数据寻址方式（1）立即寻址（2）绝对寻址<两位>(3)累加器寻址（4）直接寻址@<包换数据存储器地址的低7位>优点：每条指令只需一个字（5）间接寻址*按照存放某个辅助寄存器中的16位地址寻址的AR0~AR7（7）储存器映像寄存器寻址（8）堆栈寻址7寻址缩写语Smem：16位单寻址操作数Xmem Ymem 16位双dmad pmad PA16位立即数（0-65535）scr源累加器dst目的累加器lk 16位长立即数8状态寄存器ST0 15~13ARP辅助寄存器指针12TC测试标志位11C进位位10累积起A 的一出标志位OV A 9OVB 8~0DP数据存储器页指针9状态寄存器ST1 CPL：直接寻址编辑方式INTM =0开放全部可屏蔽中断=1关闭C16 双16位算数运算方式10定点DSP 浮点DSP：定点DSP能直接进行浮点运算，一次完成是用硬件完成的，而浮点需要程序辅助。

第一章 DSP 相关知识及TMS320F2812性能介绍数字信号处理（DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

在通常的实时信号处理中，它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，这都是模拟系统所不及的。

1.1 DSP系统构成数字信号处理器是利用计算机或专用处理设备，在模拟信号变换成数字信号以后，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快10～50倍。

一个典型的DSP系统，输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。

DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作（MAC）。

最后，经过处理后的数字样值再经D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。

必须指出的是，上面给出的DSP系统模型是一个典型模型，但并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。

1.2 DSP系统的特点数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优点：（1）接口和编程方便。

DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口容易得多；另外，DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。

（2）稳定性和可重复性好。

DSP系统以数字处理为基础，受环境温度、湿度、噪声、电磁场的干扰和影响较小，可靠性高；数字系统的性能基本不受元器件参数性能变化的影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。

（3）精度高。

16位数字系统可以达到10-5的精度。

（4）特殊应用。

有些应用只有数字系统才能实现，例如信息无失真压缩、V 型滤波器、线性相位滤波器等等。

DSP 的发展
DSP 的发展历史大致可以分成四个阶段：萌芽阶段、成长阶段、成熟阶段、突破阶段。 萌芽阶段：1982 年以前 在这段时期里为解决 Von Neumann 结构在进行数字信号处理时总线和存储器之间的瓶颈效应，许多公司投入 大量人力和物力开展了很多探索性的工作，研制出了一些 DSP 的雏形，如 AMI 的 S2811、INTEL 的 2920、 AT＆T 的 DSP-1 和 NEC 的 uPD7720。但这些产品的运算速度都太慢，而且开发工具严重不足，无法进行大 规模的开发工作，还不能称作真正意义上的 DSP。第一片 DSP 是 1982 年 TI 公司出品的 TMS320C10，它是 —个 16 位的定点 DSP，采用了哈佛(Harvard)结构，有一个乘加器和一个累加器。TMS320C10 完成—次乘加 操作需要 390ns，即在一秒钟的时间内可以完成 250 万次左右的乘加运算。或许正是因为生产出了第一个 DSP， TI 公司在此后的三十几年中一直是 DSP 界的领军人物。 成长阶段：1982-1987 年 这段时间内各公司相继研制出了自己的 DDSP 并不断地改进。如 1985 年，TI 推出了 TMS320C20，它具备单 指令循环的硬件支持，寻址空间达到 64K 字，有专门的地址寄存器，一次乘加运算只需耗时 200ns。1987 年， MOTOROLA 公司推山了 DSP56001，采用 24 位的数据和指令，有专门的地址寄存器，可以循环寻址，累加 器有保护位，一坎乘加运算只需耗时 75ns。此外，在这段时期中还有一些代表产品，如 AT＆T 的 DSPl6A、 AD 的 ADSP-2100，TI 的 TMS320C50。 成熟阶段：1987-1997 年 在这个阶段里各公司不断借鉴相互的优点，并完善自身的设计，推出了特点分明的产品，如 TI 的 TMS320C54 系列、AD 的 ADSP2100 系列、Lucent(前身为 AT＆T)的 DSPl600 系列和 MOTOROLA 的 DSP56000 系列。 它们在供电上都支持 3.3v，片上的存储器也较大，都有 JTAG 模块支持用户在线调试。另外，TI 等公司还专门 提供 DSP 的内核，为一些专用集成电路(ASIC)的开发提供了空间。此外，在成熟阶段还首次出现了多处理核 的 DSP，如 TI 的 TMS320C80 和 MOTOROLA 的 MC68356 等，虽然它们的推出在商业上并不算成功，但却 指明了一个有潜力的发展方向。 突破阶段：1997 年直至现在 这段时间里 DSP 的发展非常迅速，各公司相继建立了自己从定点到浮点，从低端到高端，从通用到专用完整 的产品系列，并且在 DSP 设计上有了大的飞跃，推出了一些性能突出的产品。很多公司相继采用先进技术研 制了计算性能很高的 DSP，如 AD 的 SHARC 系列、TI 的 TMS320C6000 系列、MOTOROLA 和 Agere(前身 为 Lucent 微电子)的 StarPro 等，每秒钟可以完成 1G 条以上的指令，计算速度惊人。TI 公司还研制出功耗最 小的 DSP TMS320C55 系列，为便携式设备提供了一个明智的选择。 回顾 DSP 发展的二十几年，也正是电子、信息和微电于技术快速发展的二十年，正是后者为 DSP 提供了必要 的技术支持和应用的广阔空间，使得 DSP 及其相关的技术日益受到人们的重视。

13.6.1ADC校正的原理 13.6.2ADC校正的措施 13.6.3手把手教你写ADC校正的软件算法
第14章串行通信接口SCI
14.1SCI模块的概述 14.2SCI模块的工作原理 14.3SCI多处理器通信模式 14.4SCI模块的寄存器 14.5手把手教你写SCI发送
和接收程序
14.1.1SCI模块的特点 14.1.2SCI模块信号总结
被广泛应用于通信（手机）、家电（变 频空调）、航空航天、工业测量、控制、 生物医学工程以及军事等许许多多需要 实时实现的领域。
1.1.1 什么是DSP？
DSP=Digital Signal Processing处理技术 DSP=Digital Signal Processor处理器
1.1.2 DSP的特点
特别适合于数字信号处理运算 单片机，ARM，FPGA 哈佛结构，程序空间和数据空间分开，CPU可以同时访问指令和
数据； 在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法运算； 片内具有快速RAM，通常可以通过独立的数据总线在程序空间和
数据空间同时访问； 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； 具有快速的中断处理和硬件I/O支持； 可以并行执行多个操作； 支持流水线操作，使得取址、译码和执行等操作可以重叠执行。
第16章增强型控制器局域网通信接口eCAN
16.1CAN总线的概述 16.2CAN2.0B协议 16.3X281xeCAN模块的概述 16.4X281xeCAN模块的寄存器 16.5X281xeCAN模块的配置 16.6eCAN模块的中断 16.7手把手教你实现CAN通信
16.1.1什么是CAN 16.1.2CAN是怎样发展起来的 16.1.3CAN是怎样工作的 16.1.4CAN有哪些特点 16.1.5什么是标准格式CAN和扩展格 式CAN

第一章 DSP 相关知识及TMS320F2812性能介绍数字信号处理（DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

在通常的实时信号处理中，它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，这都是模拟系统所不及的。

1.1 DSP系统构成数字信号处理器是利用计算机或专用处理设备，在模拟信号变换成数字信号以后，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快10～50倍。

一个典型的DSP系统，输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。

DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作（MAC）。

最后，经过处理后的数字样值再经D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。

必须指出的是，上面给出的DSP系统模型是一个典型模型，但并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。

1.2 DSP系统的特点数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优点：（1）接口和编程方便。

DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口容易得多；另外，DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。

（2）稳定性和可重复性好。

DSP系统以数字处理为基础，受环境温度、湿度、噪声、电磁场的干扰和影响较小，可靠性高；数字系统的性能基本不受元器件参数性能变化的影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。

（3）精度高。

16位数字系统可以达到10-5的精度。

（4）特殊应用。

有些应用只有数字系统才能实现，例如信息无失真压缩、V 型滤波器、线性相位滤波器等等。

DSP 的特点、发展趋势与应用摘要：本文通过介绍DSP，展示了其特点，及相关企业的DSP产品分析，揭示了其的发展与方向，最后介绍了其在现实生活中的应用。

关键词: 数字信号、数字信号处理器、特点、发展、应用。

一）DSP的介绍数字信号处理(Digital Signal Processing)和数字信号处理器(Digital Signal Processor)它们的简称都是DSP，然而其内涵却是不同的。

数字信号处理是指将模拟信号通过采样进行数字化后的信号进行分析、处理，它侧重于理论、算法及软件实现。

数字信号处理有一些典型算法，如大家熟知的快速傅立叶变换(FFT)，这一算法已经成为衡量DSP处理器运算速度的一个指标。

要实现这些算法，特别是要实时的完成某些算法就需要有特殊的硬件支持，这就是数字信号处理器。

数字信号处理技术能够得到广泛的普及和应用在很大程度上得益于数字信号处理器性能的提高和价格的下降，因此，现在说到DSP一般都指DSP器件。

自然界的信号，包括声音和图象，都是模拟的，需要把它进行数字化处理。

信号的处理过程就是对信号的过滤和重构，以得到我们需要的特征，为实现这一目的，实际上就是要构造信号到信号之间的传递函数，其实现方法分为两类:模拟方式和数字方式，模拟方式是用电阻、电容、运算放大器等模拟器件实现滤波，乘、加和控制等功能，而数字的方式是先将模拟信号数字化，再进行数字处理，然后还原成模拟信号采用数字方式对信号进行处理，尽管多了一些环节，但其优点是很明显的，首先，克服了模拟电路为追求高精度而导致的一系列麻烦，如阻容器件的参数不一致造成在生产过程中需要对每个电路仔细调整，费时费工，不利于大规模的工业化生产等;其次模拟电路的设计一般比较固定，要实现一个新的设计必须全部修改，而数字电路只需改动DSP的软件就完成了。

二）DSP的特点世界上第一颗DSP芯片是美国德州仪器公司于1982年推出的第一代产品:TMS 32010。

第一章1、数字信号处理实现方法一般有几种？答：课本P2（2.数字信号处理实现）2、简要地叙述DSP芯片的发展概况。

答：课本P2（1.2.1 DSP芯片的发展概况）3、可编程DSP芯片有哪些特点？答：课本P3（1.2.2 DSP芯片的特点）4、什么是哈佛结构和冯诺依曼结构？他们有什么区别？答：课本P3-P4(1.采用哈佛结构）5、什么是流水线技术？答：课本P5（3.采用流水线技术）6、什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片？它们各有什么优缺点？答：定点DSP芯片按照定点的数据格式进行工作，其数据长度通常为16位、24位、32位。

定点DSP的特点：体积小、成本低、功耗小、对存储器的要求不高；但数值表示范围较窄，必须使用定点定标的方法，并要防止结果的溢出。

浮点DSP芯片按照浮点的数据格式进行工作，其数据长度通常为32位、40位。

由于浮点数的数据表示动态范围宽，运算中不必顾及小数点的位置，因此开发较容易。

但它的硬件结构相对复杂、功耗较大，且比定点DSP芯片的价格高。

通常，浮点DSP芯片使用在对数据动态范围和精度要求较高的系统中。

7、DSP技术发展趋势主要体现在哪些方面？答：课本P9（3.DSP发展技术趋势）8、简述DSP系统的构成和工作过程。

答：课本P10（1.3.1DSP系统的构成）9、简述DSP系统的设计步骤。

答：课本P12（1.3.3DSP系统的设计过程）10、DSP系统有哪些特点？答：课本P11（1.3.2DSP系统的特点）11、在进行DSP系统设计时，应如何选择合理的DSP芯片？答：课本P13（1.3.4DSP芯片的选择）12、TMS320VC5416-160的指令周期是多少毫秒？它的运算速度是多少MIPS？解：f=160MHz，所以T=1/160M=6.25ns=0.00000625ms；运算速度=160MIPS第二章1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分？答：课本P17（各个部分功能如下）2、TMS320C54x芯片的CPU主要由几部分组成？答：课本P18（1.CPU)3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM3个状态位对’C54x 的存储空间结构有何影响？答：课本P34（PMST寄存器各状态位的功能表）4、TMS320C54x芯片的内外设主要包括哪些电路？答：课本P40（’C54x的片内外设电路）5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段？每个操作阶段执行什么任务？完成一条指令都需要哪些操作周期？答：课本P45（1.流水线操作的概念）6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的？有哪些方法可以避免流水线冲突？答：由于CPU的资源有限，当多于一个流水线上的指令同时访问同一资源时，可能产生时序冲突。

DSP技术绪论：P1-P21.DSP与DSP技术。

2.CPU、MCU、DSP区别与联系。

3.DSP技术发展的两个领域。

4.DSP的理论基础。

P15.DSP的实现方法。

P2第一章数字信号处理和DSP系统P2-P6 1.1实时出资信号处理技术的发展。

数字信号处理器的应用领域。

1.2数字信号处理器的特点P21.2.2流水线1.2.3 硬件乘法累加单元1.2.4零开销循环1.2.5特殊的寻址方式1.2.6高效的特殊指令1.2.7丰富的片内外设DSP最重要的特点DSP芯片是高性能系统的核心P31.3德州仪器公司的DSP产品P3-P41.C2000系列简介2.C5000系列简介3.C6000系列简介1.4DSP芯片的选择P5-P61.4.1运算速度1.4.2算法格式和数据宽度1.4.3存储器1.4.4功耗P51.4.5开发工具1.5DSP应用系统设计流程P6第二章TMS320C55x的硬件结构P7-P16 2.1TMS320C55x DSP的基本结构2.1.1C55x的CPU体系结构P72.1.2指令缓冲单元2.1.3程序流程单元2.1.4地址流程单元P82.1.5数据计算单元2.1.6指令流水线P92.2TMS320VC55A的主要特性P102.2.1VC5509A的主要特性1.CPU部分2.存储器系统3.片上外设2.2.2VC5509A的引脚功能2.3TMS320C55x存储空间结构P11 2.3.1存储器映射P112.3.2程序空间2.3.2数据空间P122.3.4I/O空间P132.4中断系统P132.4.1中断系统概述1.中断分类2.中断处理一般过程2.4.2中断标志寄存器和中断屏蔽寄存器P142.4.3接收应答及处理中断2.4.5中断向量（地址）P15第三章DSP的数据运算基础P17-19第四章TMS320C55x的指令系统P21-P29 4.1寻址方式4.1.1绝对寻址模式4.1.2直接寻址模式P221.DP直接寻址2.SP直接寻址3.寄存器位寻址P234.PDP直接寻址3.1.3间接寻址模式P231.AR间接寻址模式2.双AR简介寻址模式P244.系数间接寻址模式P254.2TMS320C55x的指令系统4.2.1C55x指令的并行执行1.指令并行的特征2.指令并行的规则P264.2.2TMS320C55x DSP的汇编指令P26第四章C55x处理器的软件设计P31-P42 4.1C55x处理器程序基本结构4.1.1自我调度程序的基本结构4.1.2应用嵌入式操作系统P321.不可剥夺型内核2.可剥夺型内核4.2C语言程序开发及优化4.2.1c语言中的数据类型4.2.2对I/O空间进行寻址P334.2.3interrupt关键字4.2.4onchip关键字4.2.5C语言的优化4.3C语言与汇编语言的混合编程P344.3.1在C语言中直接嵌套汇编语句4.3.2C语言调用汇编模块的接口1.C/C++中的寄存器规则2.函数调用规则P353.被调用函数的响应4.C/C++与汇编语言的接口P364.4公共目标文件格式——COFF4.4.1COFF文件中的段P374.4通用目标文件格式P374.4.1C/C++和汇编语言中段的分配4.4.2寄存器模式设置P381.小存储器模式2.大存储器模式3.C/C++系统堆栈4.动态内存分配P395.结构的对齐4.4.3 链接命令文件4.5汇编源程序的编辑、汇编和链接过程P39 4.5.1编辑4.5.2汇编器1.汇编器的功能2.汇编器的调用3.列表文件P404.5.3连接器1.连接器的功能2.连接器的调用3.多个文件的链接P40-P414.6C55x处理器的数字信号处理库和图像、视频处理库P414.6.1C55x的数字信号处理库4.6.2C55x的图像、视频处理库P42第五章TMS32C55Xde 片内集成外设开发及测试P43-P735.1C55x片内外设与芯片支持库简介1.时钟与定时器2.外部设备链接接口3.信号采集4.通信接口5.其他外设5.2时钟发生器P445.2.1时钟模式寄存器5.2.2工作模式P451.旁路模式2.锁定模式5.2.3CLKOUT输出5.2.4使用方法1.省点2.DSP复位3.失锁5.2.5使用方法及实例5.2.6时钟发生器的调试5.3通用定时器P465.3.1结构框图5.3.2工作原理5.3.3使用方法P471.初始化定时器2.停止/启动定时器3.DSP复位5.3.4通用定时器的应用5.3.4通用定时器的调试P485.4外部存储器接口5.4.1功能与作用5.4.2外部寄存器接口硬件连接与配置P491.异步存储器接口2.同步突发静态存储器P513.同步突发动态存储器P525.4.3外部寄存器接口的软件设置P545.5主机接口（EHPI）P555.5.1EHPI接口的非复用连接方式5.5.2EHPI接口的复用连接方式P565.5.3EHPI口的寄存器5.6多通道缓冲串口McBSP P575.6.1概述5.6.2组成框图5.6.3采样率发生器1.采样率发生器的输出时钟和桢同步信号P582.同步5.6.4多通道选择1.接收多通道选择P592.发送多通道选择5.6.5异常处理1.接收数据溢出2.同步桢同步信号错误3.发送数据重写4.发送寄存器空P605.发送帧同步脉冲错误5.6.6MCBSP寄存器1.收发通道寄存器2.时钟和帧同步寄存器（1）串口控制寄存器（2）收发控制寄存器P61（3）采样率发生寄存器（4）引脚控制寄存器3.多通道选择寄存器P62（1）通道控制寄存器（2）收发通道使能寄存器5.6.7多通道缓冲串口的应用5.6.8MCBSP串口的测试P641.DSP内部链接测试2.外部设备连接测试5.7通道输入/输出端口GPIO P655.7.1GPIO概述5.7.2上电模式设定5.7.3驱动程序开发P665.7.4通用输入/输出GPIO的测试1.输入口测试2.输出口测试5.8DMA控制器5.8.1概述5.8.2通道和端口P675.8.3HPI的配置5.8.4DMA传输配置P681.数据传输单位2.数据打包3.端口4.数据源和目的地址5.8.5DMA控制器的寄存器1.DMA全局控制寄存器P692.DMA通道控制寄存器3.源和目的参数寄存器4.起始地址寄存器P50【我标错了实际应该是P70】5.单元索引寄存器和桢索引寄存器5.8.6使用方法及实例5.9I²C总线P515.9.1I²C总线简介1. I²C总线数据传输P522.仲裁3.时钟产生和同步P534. I²C模块的终端和DMA同步事件5. I²C模块的禁止与使能5.9.2I²C寄存器5.9.3 I²C模块的使用5.10通用串行总线（USB）P545.10.1通用串行总线简介5.11．2USB的DMA控制器P551.主机-DMA模式P56B模块的中断5.10.3USB模块的寄存器1.DMA内容寄存器P572.通用端点描述寄存器3.控制端点描述寄存器P584.中断寄存器P595.11.4USB模块的应用5.11模块转换器(ADC)P605.11.1模数转换器结构和时序5.11.2模数转换器的寄存器P615.11.3使用方法及实例P625.12实时时钟（RTC）5.12.1基本结构P635.12.2内部寄存器5.12.3应用P645.13看门狗定时器（Watchdog）P655.13.1工作方式5.13.2寄存器说明5.13.3应用P665.14一步串口（UART）P665.14.1基本结构1.异步串口发送部分P672.异步串口接收部分3.波特率产生器4.异步串口的中断申请与DMA事件的产生P685.FIFO工作模式6.供电和仿真P695.14.2异步串口寄存器1.接收缓冲寄存器（URRBR）P702.发送保持寄存器（URTHR）3.分频数锁存寄存器（URDLL和URDLM）4.中断使能寄存器（URIER）5.中断标志寄存器（URIIR）6.FIFO控制寄存器（URFCR）P717．线路控制寄存器（URLCR）8.循环模式控制寄存器（URMCR）P729.线路状态寄存器（URLSR）10.供电和仿真控制寄存器（URPECR）P735.14.3异步串口的应用P73第七章TMS320C55X硬件设计实例p75-P93 7.1DSP最小系统设计7.1.1C55x的电源设计7.1.2复位电路设计P767.1.3时钟电路设计P777.1.4JTAG接口电路设计7.1.5程序加载部分1.并行外部存储器（EMIF）加载P782.标准串口加载p793.串行外设接口（SPI）加载p804.EHPI口加载程序P817.2A/D与D/A设计P827.2.1串行多路A/D设计P837.2.2高速并行A/D设计P857.2.3并行D/A设计P867.3C55X在语音系统中的应用P877.4C55x在软件无线电中的应用P89第八章TMS320C55X软件设计实例P95-P1138.1卷积算法8.1.1卷积算法8.1.2卷积算法的MATLAB实现8.1.3卷积算法的DSP实现8.2有限冲击响应滤波器的特点和结构P97 8.2.1有限冲击响应滤波器的特点和结构8.2.2MATLAB设计8.2.3DSP实现P988.3无线冲击响应滤波器(IIR)的实现8.3.1无线冲击响应滤波器的结构8.3.2无线冲击响应滤波器的MATLAB设计P998.3.3DSP实现8.4快速傅里叶变换（FFT）P1018.4.1快速傅里叶变换（FFT）算法8.4.2DSP实现8.5语音信号编码解码（G.711）P1038.5.1语音信号编码解码原理1.G.711语音编码标准2.PCM编码3.A律压扩标准8.5.语音信号编码解码的DSP实现P104 8.6数字图像的锐化8.7Viterbi译码P106 CCS集成开发环境p115-P123 S集成开发环境简介1.1CCS安装及设置（1）CCS2.0系统的安装（2）系统配置（3）系统启动1.2CCS的窗口、菜单和工具条1）CCS的窗口2）CCS的菜单P1163）CCS的工具栏1.3CCS的工程管理1）典型工程文件记录的信息2）创建和管理工程1.4调试1.5通用扩展语音GEL p117S应用举例S仿真P1204.DSP/BIOS简介P123。

DSP基本体系结构和特点⼀、数字信号处理的优越性 ⽬前，数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)已经成为信号处理技术的主流。

因为与早期的模拟信号相⽐，数字信号处理有着巨⼤的优势。

早期的模拟信号处理主要通过运算放⼤电路进⾏不同的电阻组配实现算术运算，通过电阻、电容的组配实现滤波处理等，其中有⼀个很明显的问题是不灵活、不稳定，参数修改困难，需要采⽤多种阻值、容值的电阻、电容，并通过电⼦开关选通才能修改处理参数；⽽且对周围环境变化的敏感性强，温度、电路噪声等都会造成处理结果的改变。

⽽数字信号处理可以通过软件修改处理参数，因此具有很⼤的灵活性。

由于数字电路采⽤⼚⼆值逻辑，只要环境温度、电路噪声的变化不造成电路逻辑的翻转，数字电路都可以不受影响地完成⼯作，因此具有很好的稳定性。

具体来说，DSP在以下⼀些⽅⾯表现出它的优越性： ⾸先，DSP芯⽚采⽤改进的哈佛结构（Havard structure）。

其主要特点是程序和数据具有独⽴的存储空间，有着各⾃独⽴的程序总线和数据总线，由于可以同时对数据和程序进⾏寻址，⼤⼤地提⾼了数据处理能⼒，⾮常适合于实时的数字信号处理。

TI公司的DSP芯⽚结构是基本哈佛结构的改进类型。

改进之处是在数据总线和程序总线之间进⾏局部的交叉连接。

这⼀改进允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令直接使⽤，增强了芯⽚的灵活性。

只要调度好两个独⽴的总线就可使处理能⼒达到最⾼，以实现全速运⾏。

改进的哈佛结构还可使指令存储在⾼速缓存器中(Cache)，省去了从存储器中读取指令的时间，⼤⼤提⾼了运⾏速度。

其次，DSP指令系统是流⽔线操作。

在流⽔线操作中，⼀个任务被分解为若⼲个⼦任务，各个任务可以在执⾏时相互重叠。

DSP指令系统的流⽔线操作是与哈佛结构相配合的，增加了处理器的处理能⼒，把指令周期减⼩到最⼩值，同时也就增加了信号处理器的吞吐量。

以TI 公司的TMS320系列产品为例，第⼀代TMS320处理器(例如TMS320C10)采⽤了⼆级流⽔线操作；第⼆代产品(例如TMS320C25)采⽤了三级流⽔线操作；第三代DSP芯⽚(例如TMS320C30)采⽤了四级流⽔线操作。

第一章 DSP 相关知识及TMS320F2812性能介绍数字信号处理（DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

在通常的实时信号处理中，它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，这都是模拟系统所不及的。

1.1 DSP系统构成数字信号处理器是利用计算机或专用处理设备，在模拟信号变换成数字信号以后，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快10～50倍。

一个典型的DSP系统，输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。

DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作（MAC）。

最后，经过处理后的数字样值再经D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。

必须指出的是，上面给出的DSP系统模型是一个典型模型，但并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。

1.2 DSP系统的特点数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优点：（1）接口和编程方便。

DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口容易得多；另外，DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。

（2）稳定性和可重复性好。

DSP系统以数字处理为基础，受环境温度、湿度、噪声、电磁场的干扰和影响较小，可靠性高；数字系统的性能基本不受元器件参数性能变化的影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。

（3）精度高。

16位数字系统可以达到10-5的精度。

（4）特殊应用。

有些应用只有数字系统才能实现，例如信息无失真压缩、V 型滤波器、线性相位滤波器等等。

1.DSP的特点、发展趋势和分类。

答：特点：①在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法；
②程序和数据空间分开，可以同时访问数据空间和程序空间；
③片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线同时访问两块芯片；
④具有低开销或零开销循环及跳转的硬件支持；
⑤具有快速的中断处理和硬件I/O支持；
⑥具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；
⑦可以并行执行多个操作；
⑧支持流水线操作，取指令、译码和执行等操作可以流水执行。

发展趋势：（P6页）
⑵D SP内核结构进一步改善的趋势
⑵存储器构架的趋势
⑶S OC的趋势
⑷实时的趋势
⑸嵌入式的趋势
分类：（P5页）3种方式进行分类
⑴按基础特性分类（静态DSP芯片、一致性DSP芯片）
✿它是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。

✿如果在某个时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除
计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。

（如：日本OKI电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2xx系列芯片）
✿如果有两种或两种以上的DSP芯片，它们的指令集和相应的机器代码及引
脚结构相互兼容，则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。

（如：美国TI公司
的TMS320C54x）
⑵按数据格式分类（定点DSP芯片、浮点DSP芯片）
⑶按用途分类（通用型DSP芯片、专用型DSP芯片）。

微机原理与接口技术中南大学电气工程及其自动化学号姓名：本学期我们开始了微机原理与接口技术这门课程的学习，之前的学习中并没有对计算机的硬件进行较为深入的学习，所以我自己在网上了解的一些关于这门课程的硬件设施。

首先是Dsp：Dsp全称Digital Signal Processing，就是数字信号处理的意思，同时它也是digital signal processor的简称，即数字信号处理器，它是集成专用计算机的一种芯片，只有一枚硬币那么大。

有时人们也将DSP看作是一门应用技术，称为DSP技术与应用。

DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。

（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。

（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

（5）快速的中断处理和硬件I/O支持。

（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

（7）可以并行执行多个操作。

（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

还有嵌入式处理器：嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。

它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。

但与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。

和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。

嵌入式处理器大量应用与PC机。

嵌入式微控制器是嵌入式系统芯片的主流产品，其品种多、数量大。

嵌入式微处理器的发展速度很快，嵌入式系统已经广泛地应用我们的生活的各个领域，例如：计算机、汽车、航天飞机等等。

第1次作业 DSP的特点与应用●通用处理器（GPP）1 采用冯.诺依曼结构，程序和数据的存储空间合二而一2 8086/286/386/486/Pentium/Pentium II/ Pentium III Pentium Ⅳ3 PowerPc 64-bit CPU（SUN Sparc，DEC Alpha, HP）4 CISC 复杂指令计算机, RISC 精简指令计算机5 采取各种方法提高计算速度，提高时钟频率，高速总线，多级Cashe，协处理器等●Single Chip Computer/ Micro Controller Unit（MCU）1 除通用CPU所具有的ALU和CU，还有存储器（RAM/ROM）寄存器，时钟，计数器，定时器，串/并口，有的还有A/D，D/A2 INTEL MCS/48/51/96（98）3 MOTOROLA HCS05/011●DSP1采用哈佛结构，程序和数据分开存储2采用一系列措施保证数字信号的处理速度，如对FFT的专门优化DSP技术特点1存储器结构微处理器的存储器结构分为两大类：冯·诺伊曼结构和哈佛结构。

由于成本的原因，GPP广泛使用冯·诺伊曼存储器结构。

典型冯·诺伊曼结构的特点是只有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线；指令、数据都存放在这个存储器空间中，统一分配地址，所以处理器必须分时访问程序和数据空间。

通常，做一次乘法会发生4次存储器访问，用掉至少4个指令周期。

为了提高指令执行速度，DSP采用了程序存储器空间和数据存储器空间分开的哈佛结构和多套地址、数据总线。

哈佛结构是并行体系结构，程序和数据存于不同的存储器空间，每个存储器空间独立编址、独立访问。

因此，DSP可以同时取指令（来自程序存储器）和取操作数（来自数据存储器）；而且，还允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据。

哈佛读/写结构使DSP很容易实现单周期乘法运算。

2流水线流水线结构将指令的执行分解为取指、译码、取操作数和执行等几个阶段。