DSP硬件开发教程

DSP系统的硬件设计又称为目标板设计，是在考虑算法需求、成本、体积和功耗核算的基础上完成的，一个典型的DSP目标板主要包括：DSP芯片及DSP基本系统程序和数据存储器数/模和模/数转换器模拟控制与处理电路各种控制口和通信口电源处理电路和同步电路系统硬件设计过程：第一步：确定硬件实现方案；在考虑系统性能指标、工期、成本、算法需求、体积和功耗核算等因素的基础上，选择系统的最优硬件实现方案。

第二步：器件的选择；一个DSP硬件系统除了DSP芯片外，还包括ADC、DAC、存储器、电源、逻辑控制、通信、人机接口、总线等基本部件。

① DSP芯片的选择首先要根据系统对运算量的需求来选择；其次要根据系统所应用领域来选择合适的DSP芯片；最后要根据DSP的片上资源、价格、外设配置以及与其他元部件的配套性等因素来选择。

② ADC和DAC的选择A/D转换器的选择应根据采样频率、精度以及是否要求片上自带采样、多路选择器、基准电源等因素来选择；D/A转换器应根据信号频率、精度以及是否要求自带基准电源、多路选择器、输出运放等因素来选择。

③存储器的选择常用的存储器有SRAM、EPROM、E2PROM和FLASH等。

可以根据工作频率、存储容量、位长(8/16/32位)、接口方式(串行还是并行)、工作电压(5V/3V)等来选择。

④逻辑控制器件的选择系统的逻辑控制通常是用可编程逻辑器件来实现。

首先确定是采用CPLD还是FPGA；其次根据自己的特长和公司芯片的特点选择哪家公司的哪个系列的产品；最后还要根据DSP的频率来选择所使用的PLD器件。

⑤通信器件的选择通常系统都要求有通信接口。

首先要根据系统对通信速率的要求来选择通信方式。

然后根据通信方式来选择通信器件。

一般串行口只能达到19kb/s，而并行口可达到1Mb/s 以上，若要求过高可考虑通过总线进行通信；⑥总线的选择常用总线：PCI、ISA以及现场总线(包括CAN、3xbus等)。

可以根据使用的场合、数据传输要求、总线的宽度、传输频率和同步方式等来选择。

周期内完成。

・快速的指令周期目前,C6000系列、C5000系列的最高工作主频已经达到600MHz,指令周期降到了1.67ns,随着微电子技术的不断发展,工作频率还将进一步提高,指令周期进一步缩短。

・特殊的DSP指令DSP芯片有专门为数字信号处理而设计的指令系统。

此外,DSP还具有良好的多机并行运行特性、内部RAM等不同于普通单片机的特点,正是由于这些特征,使得DSP芯片非常适合于实时的数字信号处理。

3.2.2DSP的硬件设计流程第一步:设汁硬件实现方案,根据性能指标、成本、工期等,确定最优的硬件实现方案。

控制、通信、人机接口、总线等基本部件,他们大致的确定原则如下:根据采样频率、精度、是否要求片上自带采保、多路器、基准电源等来确定A/D型号:内存(EPROM,SDRAM,SBSRAM等的选择主要考虑工作频率、内存容量位长、接口方式、工作电压等。

第三步:进行原理图的设计,原理图的设计是关键的一步,在原理图的设计时必须清楚的了解器件的使用和系统的开发,对于~些关键的环节有必要做一定的仿真。

原理图设计的成功与否,是DSP系统能否正常工作的最重要的~个因素。

第四步:PCB图的设计,PCB即印刷电路板,PCB的设计要求设计人员清楚布线工艺和系统原理图。

第五步:硬件调试。

3.2.3DSP系统软件编程的步骤(1、用汇编语言、c语言或汇编语言和c语言的混合编程来编写程序,然后把它们分别转化成TMS320的汇编语言并送到汇编语言编译器进行编译,生成目标文件。

(2、将目标文件送入链接器进行链接,得到可执行文件。

(3、将可执行文件调入到调试器进行调试,检查运行结果是否正确,如果正确进入第四步,如果不正确则返回第一步。

(4、进行代码转换,将代码写入EEPROM,并脱离仿真环境运行程序,检查结果是否正确。

(5、软件测试,如果测试结果合格,则软件调试完毕,如果不合格,返回第一步。

在完成系统的软硬件设计之后,将进行系统集成。

CCS_DSP开发环境教程第二步：配置DSP开发板在开始使用CCS_DSP开发环境之前，你需要将DSP开发板与你的计算机连接，并配置好相关硬件设置。

连接开发板到计算机的方法因开发板型号而异，你可以参考TI的开发板用户手册来了解具体的连接方法和配置过程。

第三步：创建新的CCS_DSP项目启动CCS_DSP开发环境后，你将看到一个工程资源视图，该视图列出了你所有的项目和文件。

要创建一个新的CCS_DSP项目，你可以右键单击工程资源视图中的空白处，然后选择“新建项目”选项。

在弹出的对话框中，选择DSP型号和目标设备，并为你的新项目指定一个名称和存储路径。

第四步：配置项目设置创建完新项目后，你需要配置一些项目设置，以便让CCS_DSP开发环境正确地编译、运行和调试你的应用程序。

在新项目的属性设置中，你可以指定编译器选项、调试器选项和目标设备选项等。

这些设置可能因具体项目而异，你可以根据实际需求进行修改。

第五步：编写代码第六步：编译和构建项目完成代码编写后，你可以利用CCS_DSP开发环境的编译器将你的代码编译成可执行文件。

首先，你需要选择“生成”选项来编译你的代码。

如果代码没有错误，编译过程将会成功完成，并生成可执行文件。

你还可以在编译过程中查看编译日志和编译警告等信息。

第七步：调试和测试应用程序在构建完成后，你可以使用CCS_DSP开发环境提供的调试器工具来调试和测试你的应用程序。

通过连接开发板和计算机，你可以在CCS_DSP中启动调试会话，并逐步执行你的代码，查看变量的值和程序的执行路径等信息。

你还可以设置断点、监视表和观察窗口等来辅助调试。

第八步：优化和部署应用程序一旦你的应用程序在调试过程中没有问题，你可以将它优化并部署到目标设备上。

CCS_DSP提供了许多优化选项和工具，可以帮助你提高DSP 应用程序的性能。

你可以根据具体需求选择合适的优化方式，并通过CCS_DSP将优化后的应用程序烧录到目标设备上。

dsp硬件设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握DSP硬件设计的基本原理和方法，培养学生进行DSP硬件系统设计和实现的能力。

具体目标如下：1.掌握DSP芯片的基本结构和原理。

2.了解DSP硬件设计的基本流程和步骤。

3.熟悉DSP系统的硬件架构和关键模块。

4.能够使用DSP芯片进行硬件系统设计。

5.能够进行DSP系统的硬件调试和验证。

6.能够分析和解决DSP硬件设计中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神。

2.培养学生对DSP硬件设计的兴趣和热情。

3.培养学生对科技发展的关注和对工程实践的重视。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.DSP芯片的基本结构和原理：介绍DSP芯片的内部结构、工作原理和特性。

2.DSP硬件设计的基本流程和步骤：讲解DSP硬件设计的过程，包括需求分析、硬件架构设计、硬件电路设计、硬件调试和验证等。

3.DSP系统的硬件架构和关键模块：介绍DSP系统的硬件架构，包括中央处理单元、存储器、输入输出接口等关键模块。

4.DSP硬件设计的实践案例：通过实际案例分析，使学生掌握DSP硬件设计的方法和技巧。

三、教学方法本课程的教学方法将采用多种教学手段相结合的方式，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握DSP硬件设计的基本原理和方法。

2.讨论法：通过分组讨论和实践案例的分析，培养学生的思考能力和团队合作精神。

3.实验法：通过实验操作，使学生熟悉DSP硬件设计的实践过程和技巧。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选择适合本课程的教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资源。

3.多媒体资料：制作课件和教学视频，以图文并茂的形式展示教学内容。

4.实验设备：提供DSP实验板和相关的实验设备，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化评估方式，全面客观地评价学生的学习成果。

开发DSP硬件驱动程序的一种方法目前，TI公司的应用很广泛，随着DSP的功能越来越强大，片上外设种类及应用日趋复杂。

传统的DSP程序开发包含两方面程序：即配置、控制、中断等管理DSP片内外设、接口的硬件相关程序和基于应用的算法程序。

这样的系统结构，应用程序与硬件相关程序紧密的结合一起，限制了程序的可移植性和通用性，软件开发总要从零开头，存在诸多重复工作。

一旦硬件平台有变幻，往往与硬件程序捆绑一起的应用程序也需改动，代码的维护性和可移植性均不高。

通过建立硬件驱动程序的开发模式，可使上述现象得到充实。

因此，本文介绍一种开发TI公司DSP片内及片外硬件外设驱动程序的办法，并以C5000 DSP的McBSP/DMA及TMS320C5509的驱动程序开发为详细对象，介绍这种办法的应用。

基于DSP/BIOS的IOM硬件驱动在CCS应用环境中集成的实时操作系统DSP/BI-OS[1]中，硬件驱动程序终于以函数库的形式被封装起来，应用程序可不关怀底层硬件外设的详细操作，通过调用DSP/BIOS相关的标准API与不同外设接口。

接口按统一标准定义，即在DSP/BIOS中创建并配置硬件设备驱动模块为IOM(I/O Mini-driver)模式。

IOM[2]是DSP/BIOS的设备驱动模块的一种接口方式，配置硬件设备驱动模块为IOM模式可在DSP/BIOS的图形化界面(GUI)中便利完成。

IOM 模式将设备驱动程序分为两个层次：上一层是"类"驱动程序(class driv-er)，这部分程序负责对存储缓冲区管理、由DSP/BIOS各类标准的API函数与应用程序接口，与设备硬件无关。

下一层是"迷你"驱动程序 (mini-driver)，这部分程序集成了实际硬件相关的代码。

IOM 接口将"迷你"驱动程序与"类"驱动程序联系一起，包括定义I/O数据包 (IOM_Packet)以提交"迷你"驱动程序读写，定义功能函数包(IOM Fxns)完成相关初始化，打开或关闭通道，提交I/O数据传输与控制等任务，确保"迷你"驱动程序与"类"驱动程序运行协调全都。

选择正确的架构开发人员在开发数字信号处理应用时，根据他们的系统注意事项有多种架构可供选择。

数字信号处理器 (DSP) | ARM 与通用处理器 (GPP) | 微处理器 (MCU) | 专用集成电路 (ASIC) | 现场可编程门阵列 (FPGA) | 专用标准产品 (ASSP)•数字信号处理 (DSP)已成为数字革命的基础。

在手机的核心部分、音频和视频播放器、数码摄像机、电话基础设施、电机控制系统、甚至生物辨识安全设备中，您都能找到数字信号处理器 (DSP)。

不用太强的技术性，大多数信号处理函数将两列数字相乘，然后把结果相加：结果= x1 * c1 + x2 * c2 + x3 * c3 …xn * cn与通用处理器 (GPP) 相比，DSP 更加适合于信号处理应用。

DSP 提供了许多架构特性，有效减少了进行高效信号处理所需的指令数。

换言之，比较性能比计算指令数更加重要。

您真正需要测量的是实际完成的工作量。

例如，TI 的 C64x 系列 DSP 的 VLIW 架构每个周期时钟最多能够启动 8 个操作。

集成的专门计算引擎通过执行硬件中的复杂函数提高性能。

DSP 还通过提供性能、集成外设和片上存储器的平衡组合，针对特定应用进行优化。

DSP 的可编程灵活性让开发人员能在软件中执行复杂的算法。

DSP 不但能够支持视频编解码器（例如 MPEG-2）以及使用简单的软件升级方便地处理不同的分辨率，它还能实施新兴的编解码器和标准，因为它们不用硬件重新设计就能升级。

如果低功率、高性能、功能灵活性和上市时间是主要考虑因素，那么 DSP 是绝佳选择。

o来源：DSP 和 ARM MPU 选择工具页首•ARM 与通用处理器 (GPP)提供可编程性，因此具有灵活性。

但是，许多非信号处理应用，例如电子邮件、数据库管理和文字处理则不要求乘法的扩展使用。

为了不断降低这些应用的芯片成本，GPP 通常适度地提供需要几个周期来完成的高效乘法指令。