dsp數(shù)字信號處理課程設(shè)計報告8

1、<p><b>　　摘要：</b></p><p>　　基于DSP的系統(tǒng)設(shè)計過程中，最小系統(tǒng)的設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)計的第一步，系統(tǒng)設(shè)計總是從最小系統(tǒng)開始，逐步向系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展，最終實(shí)現(xiàn)以DSP為核心的大系統(tǒng)的設(shè)計。因此，最小系統(tǒng)設(shè)計是DSP系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。DSP最小系統(tǒng)設(shè)計包括DSP電源設(shè)計和地線的設(shè)計，JPTG仿真口的設(shè)計，復(fù)位和時鐘電路的設(shè)計，上拉和下拉引腳的設(shè)計等。DSP的典型應(yīng)用

2、于網(wǎng)絡(luò)，無線通信家電，另外還有虛擬現(xiàn)實(shí)，噪聲對消技術(shù),電機(jī)控制，圖像處理等等?？梢哉fDSP是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的重要基石，它在網(wǎng)絡(luò)時代的地位與CPU在PC時代的地位是一樣的。它是信息產(chǎn)業(yè)的重要基石。具有高速，專門為運(yùn)算密集型而設(shè)計，目前速度已達(dá)到２４億次每秒。高可靠性，也就是高重復(fù)性，例如雷達(dá)濾波器。性價比高等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：復(fù)位電路；時鐘電路；JPTG仿真口；電源；TMS3205402</p

3、><p><b>　　目錄 </b></p><p><b>　　1 設(shè)計目的1</b></p><p>　　2 我的設(shè)計模塊1</p><p>　　2.1 TM320C54021</p><p>　　2.2 JTAG仿真接口的連接2</p><p&g

4、t;　　2.3 引腳和測試信號3</p><p>　　3 最小系統(tǒng)的測試4</p><p>　　4 C5402 DSP最小系統(tǒng)PROTEL圖（部分）5</p><p><b>　　總 結(jié)7</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)8</b></p><p>&

5、lt;b>　　1 設(shè)計目的</b></p><p>　　理解DSP系統(tǒng)開發(fā)的基本思路及方法，學(xué)習(xí)軟硬件開發(fā)過程及資料收集與整理，學(xué)會撰寫課程設(shè)計報告，學(xué)會對所學(xué)知識進(jìn)行總結(jié)與提高，復(fù)習(xí)C語言的使用理解，C54XX匯編語言指令集。</p><p><b>　　2 我的設(shè)計模塊</b></p><p>　　2.1 TM320C54

6、02</p><p>　　TMS320VC5402是C5000系列中性價比較高的一顆芯片。獨(dú)特的6總線哈佛結(jié)構(gòu),使其能夠6條流水線同時工作,工作頻率達(dá)到100MHz。VC5402除了使用VC54x系列中常用的通用I／O口（GeneralPurposeI／O,簡稱GPIO）外,還為用戶提供了多個可選的GPIO：HPI－8和McBSP。</p><p>　　TMS320VC5402（簡稱VC5

7、402）是TI公司的C54X家族的成員之一，它是基于先進(jìn)的改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu)的16位定點(diǎn)DSP，擁有一條程序總線和3條數(shù)據(jù)總線。片內(nèi)集成有一個具有高度并行性的算術(shù)邏輯單元(ALU)、專有硬件邏輯、片內(nèi)存儲器和片內(nèi)外設(shè)等幾部分.TMS320VC5402的引腳圖如圖1-1所示。</p><p>　　圖2-1 TMS320VC5402引腳圖</p><p>　　C54x 的CPU 結(jié)構(gòu)包括:40比特的

8、ALU ,其輸入來16比特立即數(shù)、16 比特來自數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)、暫時存儲器、T中的16比特數(shù)、數(shù)據(jù)存儲器中兩16比特字、數(shù)據(jù)存儲器32比特字、累加器中40比特字;2個40比特的累加器 ,分為三個部分 ,保護(hù)位 39-32比特 、高位字 31 - 16 比特 、低位字 15 - 0 比特 ;桶型移位器 ,可產(chǎn)生0到 31 比特的左移或 0 到 16 比特的右移; 17×17 比特的乘法器 ,40 比特的加法器;比較

9、選擇和存儲單元 CSSU ;數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器 DA2 GEN 程序地址產(chǎn)生器PA GEN 。</p><p>　　C54x 的片內(nèi)外設(shè)包括:通用 I/ O 引腳 XF 和;兩個定時器 Timer0 和 Timer1 ;片內(nèi)鎖相環(huán) PLL ;8 比特 HPI 口;多通道緩沖存串口McBSP ;可編程等待狀態(tài)產(chǎn)生器;可編程 bank2 switching 模塊;外部總線接口;IEEE1149. 1 標(biāo)準(zhǔn)J TA G

10、 口。</p><p>　　TMS320VC5402 - 100的一種型號,最高頻率10一般5016bit 片內(nèi) ROM 、16 K ×16 個DMA 通道、2部程序空間可擴(kuò)展到 1M ×16bit 。1 個40 位的算術(shù)邏輯單元 ,2 個 40 位的累加器,2 個40 位的專用加法器 ,1 個 17×17 的并行乘法器,1 個 40位的桶形移位器。8 個輔助寄存器和 1 個軟件棧。

11、內(nèi)部集成Viterbi 加速器 , 用于提高Viterbi 編譯碼的速度?？晒ぷ髟谌N低功耗方式（IDL E1 、I2 DL E2 、IDL E3) 。 (1192 K WORD 尋址空間 64 KW 程序空間、64 KW 數(shù)據(jù)空間、64 KW I/ O 空間 ,某些型號的程序空間可擴(kuò)展到 8M WORD 。·片內(nèi)存儲區(qū)可靈活配置為程序/ 數(shù)據(jù)存儲器。多種復(fù)用外設(shè); McBSP 、HPI 、GPIO 、TDM 、DMA

12、 、Timer 、PLL 。雙電源供電,提供 PGE 和B GA 兩種形式的封裝。</p><p>　　2.2 JTAG仿真接口的連接</p><p>　　JTAG（Joint Test Action Group，仿真測試引腳接口）用于連接最小系統(tǒng)板和仿真器，實(shí)現(xiàn)仿真器對DSP的訪問，JTAG接口的連接需要和仿真器上的接口一致。不論什么型號的仿真器，其JTAG接口都必須滿足IEEE 114

13、9.1的標(biāo)準(zhǔn)。滿足IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)的14腳JTAG接口如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 14腳仿真口引腳</p><p>　　各個引腳的含義請參照DSP的引腳說明。一般情況下，最小系統(tǒng)板需要引出雙排的14腳插針和圖2-2中的一致。在大多數(shù)情況下，如果系統(tǒng)板和仿真器之間的連接電纜不超過6inch，就可以采用如圖2-3所示的接法。這里需要注意的是，其中DSP的EMU0和

14、EMU1引腳都需要上拉電阻，推薦阻值為4.7k或者10k。</p><p>　　圖2-3小于6inch的JTAG連接方法</p><p>　　如果DSP和仿真器之間的連接電纜超過6inch，則必須采用圖2-4所示的接法，在數(shù)據(jù)傳輸引腳加上驅(qū)動</p><p>　　圖2-4大于6inch的JTAG連接方法</p><p>　　如果系統(tǒng)板上有多個

15、DSP，則多個DSP之間的JTAG接口采用菊花鏈的方式連接在一起，接法如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5多個DSP的JTAG連接方法</p><p>　　2.3 引腳和測試信號</p><p>　　1．上拉電阻或者下拉引腳DSP芯片的有些引腳必須接4.7kΩ的上拉電阻，不同型號的芯片這些引腳有所不同，一般情況下這些引腳包括：未使用的中斷信號、READY（

16、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好輸入引腳）、保持輸入引腳、EMU0（仿真中斷引腳0）、EMU1（仿真中斷引腳1）、所有的XBUS總線的數(shù)據(jù)引腳、一些保留未使用的RSV引腳等。</p><p><b>　　2．信號燈</b></p><p>　　系統(tǒng)板上可加入信號燈，用于指示最小系統(tǒng)的電源情況。當(dāng)電源指示燈出現(xiàn)異常情況時可及時斷電，以保護(hù)電路不被損壞。信號指示燈一般有：+5V的電源指示燈（電

17、路板供電正常）、電壓轉(zhuǎn)換輸出3. 3V指示燈（I/O供電正常）、電壓轉(zhuǎn)換輸出1.8V或1.5V指示燈（核供電正常）以及其他信號指示燈。</p><p><b>　　3．測試孔</b></p><p>　　C54x芯片的BGA封裝使得焊接好DSP后，無法檢測到每個引腳的狀態(tài)，為此必須將一些可能需要測試的引腳通過連線引出。同時也可以將設(shè)計時不能確定的引腳引出，以確保在以后

18、的改動中可以直接從這些測試孔跳線。</p><p><b>　　3 最小系統(tǒng)的測試</b></p><p>　　檢測最小系統(tǒng)設(shè)計是否成功有以下4個步驟。 </p><p>　　1上電后，檢測3.3V和1.8V或1.5V電壓是否正常。如果正常，則進(jìn)入下一步；否則檢查電源部分電路。 </p><p>　　2上電后，直接測量C

19、LKOUT0和CLKOUT1引腳，查看是否有時鐘信號輸出，以及時鐘信號的頻率是否和設(shè)置的一樣。若CLKOUT信號正確，則進(jìn)入下一步；否則檢查時鐘和復(fù)位信號。 </p><p>　　3連接好仿真器，查看是否能打開仿真軟件CCS。如果可以打開CCS，則進(jìn)入下一步；否則檢查JTAG接口電路和上拉電阻。 </p><p>　　4通過DSP下載程序到DSP中運(yùn)行，查看運(yùn)行結(jié)果</p>

20、<p>　　下面試一個測試最小程序</p><p>　　.mmregs ；定義存儲器映像寄存器 </p><p>　　begin: </p><p>　　ssbx XF ；XF引腳置高</p><p>　　nop ；空操作等待</p><p>　　rpt #800

21、 ；將下一條指令重復(fù)801次</p><p>　　nop ；空操作等待</p><p>　　rpt #800 ；將下一條指令重復(fù)801次</p><p>　　nop ；空操作等待</p><p>　　rsbx XF ；XF引腳置低</p><p>　　nop ；空

22、操作等待</p><p>　　rpt #800 ；下面一條指令重復(fù)801次</p><p>　　nop ； 空操作等待</p><p>　　rpt #800 ；下面以條指令重復(fù)801次</p><p>　　nop ；空指令等待</p><p>　　b begin ；無條件跳轉(zhuǎn)到be

23、gin</p><p>　　.end ；程序代碼結(jié)束</p><p><b>　　配置文件如下：</b></p><p><b>　　MEMORY{</b></p><p><b>　　PAGE 0:</b></p><p>　　PARAM:

24、 org=0080h len=1780h</p><p><b>　　PAGE 1:</b></p><p>　　DARAM: org=0080h len=1080h</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　SECTIONS{</b></p&g

25、t;<p>　　.text:> PARAM PAGE 0</p><p>　　.bss :> DARAM PAGE 1</p><p>　　.data:> DARAM PAGE 1</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4 C5402 DSP最小系統(tǒng)PRO

26、TEL圖（部分）</p><p>　　圖4-1 我畫的最小系統(tǒng)部分</p><p>　　該P(yáng)ROTEL圖是整個最小系統(tǒng)中我負(fù)責(zé)畫的部分，其余部分由小組其他成員完成</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本學(xué)期我們開設(shè)了《TMS320C54XX DSP》這門學(xué)科我覺得很難，但卻十分重要，而且都是

27、理論方面的指示，所以必須學(xué)好它。正所謂“紙上談兵終覺淺，覺知此事要躬行?！睂W(xué)習(xí)任何知識，僅從理論上去求知，而不去實(shí)踐、探索是不夠的，所以課程設(shè)計是身份必要的。</p><p>　　DSP是運(yùn)算密集型處理器，是為了高速運(yùn)算而存在。單片機(jī)是事務(wù)型處理器，是為了處理事務(wù)而存在。DSP中的中斷比單片機(jī)中要少很多。例如：手機(jī)?，F(xiàn)在的手機(jī)都有單片機(jī)的核(ARM)和DSP的核。RM主要用來控制鍵盤，DSP的核主要是做語音的壓縮

28、和解壓，無線信道的調(diào)制和解調(diào)。</p><p>　　在這次課程設(shè)計過程中，我也遇到了很多問題。對系統(tǒng)的設(shè)計以前就沒有接觸過，對芯片也不了解。后來在網(wǎng)上找到了他們的資料，才有了一些了解，發(fā)現(xiàn)他們是很實(shí)用的，真是受益匪淺啊。還有就是，我是我們組的組長，在給組員分配任務(wù)的時候可以說是絞盡腦汁，因?yàn)槟芙o別人分配任務(wù)，首先要對別人做的部分有一定的了解，這就造成了工作量的加大。不過，在此過程中，我也確實(shí)比別人多學(xué)到了很多知識

29、，看來適當(dāng)?shù)膲毫σ彩莿恿δ芡苿游仪斑M(jìn)。</p><p>　　總之，在這次課程設(shè)計中我學(xué)到了很多，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。這些讓我一生受用。</p><p>　　我對走硬件這條路充滿了信心，一定要一步一個腳印，踏踏實(shí)實(shí)學(xué)習(xí)工作，創(chuàng)造屬于我的智慧的結(jié)晶。在此，感謝指導(dǎo)老師對于我在課程設(shè)計期間的耐心指導(dǎo)，

30、尤其是加深了我對中斷向量文件，在此我表示真誠的感謝！同時在此我也對，王翔同學(xué)，葉洪同學(xué)對我的幫助表示真誠的感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1李利等. DSP原理及應(yīng)用.北京：中國水利水電出版社，2002</p><p>　　2張勇.C/C++語言硬件程序設(shè)計.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007<

31、;/p><p>　　3鄒彥. DSP原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2005</p><p>　　4張雄偉.DSP集成開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例.北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　5 汪安民.TM320C54XX DSP實(shí)用技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2006</p><p><b>　　指導(dǎo)教師評語</b>