dsp关于TMS320C54X的应用(2)

2.2 DSP芯片的分类

DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。 1．按基础特性分

这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在某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。例如，日本OKI 电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2XX系列芯片属于这一类

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机管脚结构相互兼容，则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。例如，美国TI公司的TMS320C54X就属于这一类。

2．按数据格式分

这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列，AD公司的ADSP21XX系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motolora公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，AD公司的ADSP21XXX系列，AT&T公司的DSP32/32C，Motolora公司的MC96002等。

不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。

3．按用途分

按照DSP的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤波、卷积和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。

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2.3 DSP芯片的应用

数字信号处理(DSP)芯片是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器可实时快速地实现各种数字信号处理算法。自20世纪80年代初诞生以来已广泛应用于通信、电子、航空航天、军事及家电产品成为一种十分重要的电子产品的核心部件。DSP芯片得到了飞速的发展。DSP芯片的高速发展，一方面得益于集成电路技术的发展，另一方面也得益于巨大的市场。在近20年时间里，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。目前，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP芯片的应用主要有：

(1) 信号处理——如数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等；

(2) 通信——如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话等；

(3) 语音——如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音存储等；

(4) 图形/图像——如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等；

(5) 军事——如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航、导弹制导等； (6) 仪器仪表——如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等； (7) 自动控制——如引擎控制、声控、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等； (8) 医疗——如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等；

(9) 家用电器——如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等。

随着DSP芯片性能价格比的不断提高，可以预见DSP芯片将会在更多的领域内得到更为广泛的应用。

2.4 TMS320VC5509芯片的介绍

DSP芯片采用Ti公司的TMS320VC5509，它是一种高性能、低功耗、定点数字信号处理器，其主要特点如下：

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1)最高主频能够达到144MHz，指令周期6．94ns。

2)CPU的内部总线结构包括一条程序总线，三条数据读总线，两条数据写总线及用于外设和DMA控制器的总线。这些总线使得C5509能在一个时钟内完成三次数据读操作和两次数据写操作。5509还拥有两个乘法累加器(MAC)，每个累加器都能够在一个周期内执行一个17bitx17bit的乘法运算。

3)128 kx16 Bit的片上ROM，包括64 k Bytes的DARAM(8块，每块4 kx16 Bit)，192K Bytes的SARAM(24块，每块4 kxl6 Bit)。

4)64 k Bytes的一等待片上ROM(32 k×16 Bit)。

5)最大可寻址8 Mxl6 Bit的外部存储空间。16位的外部存储器扩展接口可实现与异步存储器件(SRAM、EPROM)和同步存储器件(SDRAM)的无缝连接。

6)片上外设包含： 2个20 Bit的定时器； 1个看门狗定时器；

1个六通道的直接存储器访问控制器(DMA)； 1个主机接口(HPI)；

3个多通道缓冲串行口(Mcbsp)；

2个//www.c114.net/keyword/?à??ì?\多媒体卡(MMC)或安全数字存储卡(SD Card)；

1个可编程的数字锁相环时钟发生器；

7个通用输入输出口(GPIO)和1个外部标志输出引脚(XF)； 1个通用串行USB接口(12 Mbps)； 1个内部集成电路模块(I2C)； 1个实时时钟(RTC)；

1个两通道的10Bit的逐次逼近式模数转换器(ADC)。

7)JTAG仿真接口，符合IEEE1941．1标准(JTAG)边界扫描逻辑。

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3.1 硬件设计

3.1.1 DSP芯片

TMS320VC5509芯片引脚如图3-1所示

第三章 总体设计

图3-1 TMS320VC5509芯片

高速的处理能力。其性能特点如下：操作速率可达100MIPS;具有先进的多总线

等实时嵌入应用场合。与其它C54X芯片一样,C5402具有高度灵活的可操作性和

作为DSP家庭高性价比代表的16位定点DSP芯片，C5402适用于语音通信

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结构，三条16位数据存储器总线和一条程序存储器总线；40位算术逻辑单元（ALU），包括一个40位桶形移位器和两个40位累加器；一个17×17乘法器和一个40位专用加法器，允许16位带/不带符号的乘法；整合维特比加速器，用于提高维特比编译码的速度;单周期正规化及指数译码；8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用业界最先进的定点DSP C语言编译器；数据/程序寻址空间为1M×16bit，内置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM；内置可编程等待状态发生器、锁相环（PLL）时钟产生器、两个多通道缓冲串口、一个与外部处理器通信的8位并行HPI口、两个16位定时器以及6通道DMA控制器且低功耗。与C54X系列的其它芯片相比，C5402具有高性能、低功耗和低价格等特点。它采用6级流水线,且当RPT（重复指令）时，一些多周期的指令就变成了单周期的指令；芯片内部RAM和ROM可根据PMST寄存器中的OVLY和DROM位灵活设置。这些都有利于算法的优化。

3.1.2 电源设计

为了降低芯片功耗，C54x系列芯片大部分都采用低电压设计，并且采用双电源供电，即内核电源CVDD：采用1.8V，主要为芯片的内部逻辑提供电压，包括CPU、时钟电路和所有的外设逻辑；I/O电源DVDD：采用3.3V，主要供I/O接口使用。可直接与外部低压器件接口，而无需额外的电平变换电路。DSP芯片采用的供电方式，主要取决于应用系统中提供什么样的电源。在实际中，大部分数字系统所使用的电源可工作于5V或3.3V，本设计采用TI公司提供的双电源芯片： TPS73HD318电源的最大输出电流为750mA，并且提供两个宽度为200ms的低电平复位脉冲。电路图如图3-2所示。

RSTViTPS7301INC10.1uENOUTRESETR3250kVoR1C210uR2GNDFB电源模块

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