本書較為系統地介紹了DSP芯片的基本原理和應用方法。首先介紹了DSP系統和DSP芯片的基礎知識;介紹了美國德州儀器公司的CCS集成開發環境及其使用方法;然后以TMS320VC5509A為例,較為系統地介紹了DSP芯片的軟件開發調試和硬件設計方法,并給出了許多典型的應用實例。
本書的目的是使讀者了解DSP芯片的基本原理,掌握DSP芯片開發工具及其使用,初步掌握DSP系統的軟硬件設計和應用系統開發方法,具備從事DSP芯片開發應用的初步能力。
本書結構清晰、語言簡練、實例豐富,可作為本科和高職院校通信工程、電子信息工程、自動控制、計算機應用等相關專業學生的教材,也可作為DSP芯片開發應用人員的初級培訓教材,對于從事DSP芯片開發應用的科技人員和高校教師也具有參考價值。
張雄偉,教授,解放軍理工大學指揮自動化學院,主要研究語音信號處理、DSP芯片的原理,主持多項國家、軍隊的科研項目,主持編寫多本教材、專著。
第1章 概論
1.1 引言
1.2 DSP發展及其實現方法
1.3 DSP系統的構成及特點
1.3.1 基本DSP系統的構成
1.3.2 DSP系統的特點
1.4 實時DSP系統
1.5 DSP系統的設計與開發流程
1.5.1 DSP系統的設計與開發
1.5.2 DSP系統的開發工具
1.6 如何學習應用DSP芯片
1.7 本章小結
第2章 DSP芯片
2.1 DSP芯片的結構與特點
2.2 DSP芯片的發展
2.3 DSP芯片的應用
2.4 DSP芯片的分類
2.5 DSP芯片的選擇
2.6 TI公司DSP芯片概述
2.7 本章小結
第3章 CCS集成開發環境
3.1 引言
3.2 CCS發展歷史
3.3 CCS V5.5的安裝
3.4 CCS V5.5界面介紹
3.4.1 基本概念
3.4.2 CCS Edit視圖
3.4.3 CCS Debug視圖
3.5 CCS基本功能概述
3.5.1 工程創建
3.5.2 文件編輯
3.5.3 編譯鏈接
3.5.4 調試執行
3.5.5 中間結果觀察
3.5.6 執行性能查看
3.6 本章小結
第4章 DSP芯片的存儲資源管理
4.1 引言
4.2 DSP芯片的存儲器
4.3 存儲區的組織
4.3.1 存儲空間組織
4.3.2 程序空間
4.3.3 數據空間
4.3.4 I/O空間
4.4 程序結構與COFF目標文件格式
4.4.1 塊
4.4.2 匯編器對塊的處理
4.4.3 鏈接器對塊的處理
4.4.4 程序重定位
4.4.5 COFF文件中的符號
4.4.6 COFF文件格式編程示例
4.5 存儲區分配與CMD文件
4.5.1 文件鏈接方法
4.5.2 鏈接命令文件
4.5.3 TMS320VC5509A的
CMD文件
4.6 本章小結
第5章 DSP系統的軟件開發
5.1 引言
5.2 軟件開發流程
5.2.1 編程語言的選擇
5.2.2 調試方法的選擇
5.3 基于軟件模擬的軟件調試
5.3.1 軟件模擬調試示例
5.3.2 軟件模擬調試過程
5.4 基于硬件仿真的軟件調試
5.4.1 硬件開發平臺
5.4.2 DSP仿真器
5.4.3 硬件仿真調試示例
5.4.4 硬件仿真調試過程
5.5 本章小結
第6章 TMS320VC5509A的外設與
接口
6.1 TMS320VC5509A概述
6.1.1 總體結構
6.1.2 存儲空間
6.1.3 主要特性
6.2 多通道緩沖同步串口
6.2.1 采樣率發生器
6.2.2 多通道模式選擇
6.2.3 McBSP寄存器
6.2.4 異常處理
6.3 I2C模塊
6.3.1 概述
6.3.2 I2C模塊工作原理
6.3.3 I2C寄存器
6.4 USB模塊
6.4.1 VC5509A的USB
6.4.2 USB的時鐘發生器
6.4.3 USB的引腳與連接方法
6.4.4 USB主機與DSP從機設備的
數據傳輸
6.4.5 USB設備的上電枚舉與
中斷處理
6.5 并行接口
6.5.1 EMIF模式
6.5.2 HPI模式
6.6 時鐘發生器
6.7 通用定時器
6.8 看門狗定時器
6.9 中斷
6.10 通用I/O口
6.11 ADC
6.11.1 ADC的結構和時序
6.11.2 ADC的寄存器
6.12 本章小結
第7章 DSP芯片外設與接口應用
實例
7.1 引言
7.2 芯片支持庫(CSL)
7.2.1 CSL簡介
7.2.2 CSL的安裝
7.3 外設控制實例
7.3.1 電路設計
7.3.2 外設和接口配置
7.4 外設控制實例的開發
7.4.1 開發過程
7.4.2 采用中斷機制的控制方式
7.5 本章小結
第8章 DSP脫機系統的開發
8.1 引言
8.2 DSP脫機系統的實現
8.2.1 BOOT過程
8.2.2 BOOT表
8.2.3 代碼文件的轉換
8.3 脫機系統實現實例
8.3.1 基于并口FLASH的脫機系統的
實現
8.3.2 基于串口FLASH的脫機系統的
實現
8.4 本章小結
第9章 DSP應用系統開發實例
9.1 引言
9.2 開發任務
9.3 系統設計
9.3.1 功能模塊劃分
9.3.2 器件選型
9.4 系統硬件設計
9.4.1 系統硬件框圖
9.4.2 最小DSP系統設計
9.4.3 外圍電路設計
9.5 系統軟件設計
9.5.1 接口配置
9.5.2 接口驅動程序設計
9.6 系統軟硬件集成
9.7 本章小結
附錄A 縮略詞的英文對照
附錄B TMS320VC5509A PGE LQFP
引腳圖及定義
附錄C TI-DSP芯片命名方法
附錄D 常用CSL庫函數
附錄E 代碼實例
E.1 第7章實例
E.2 第8章程序實例(1):并口FLASH
編程實例程序
E.3 第8章程序實例(2):串口FLASH
編程實例程序
參考文獻
數字信號處理(DSP)芯片作為一種高性能的微處理器,可用于快速實現各種數字信號處理算法。近30多年來,DSP芯片的發展十分迅速,可選種類越來越多,運算速度越來越快,片內資源越來越豐富,功能性能不斷增強,性能價格比不斷提升,已廣泛應用于通信、電子、航空航天、軍事及家電產品,成為電子產品中一種不可缺少的核心部件。DSP芯片原理與開發已成為電子信息類專業大學生必須掌握的一種硬件技術,也是從事通信與電子產品設計、開發的人員必須掌握的一種實用技術。
DSP系統的開發是一個將算法思想和設計方案付諸實踐的過程,需要具有較為全面的知識儲備、較高的綜合能力和豐富的實踐經驗。對于初學者來說,學習DSP芯片的原理和應用不能一蹴而就,需要循序漸進、逐步提高,通?梢宰裱盎A原理—基本開發方法—綜合開發實踐”的學習過程,逐步深入。
現有DSP芯片種類繁多,各具特點和優勢,適合不同的應用場合,每種芯片都有特定的匯編語言,面面俱到幾乎不太可能,而且也沒有必要。對于DSP軟件開發而言,現在的DSP集成開發環境比較完善,支持C語言開發,且優化編譯效率也較高,程序的可移植性較好,因此直接利用C語言進行DSP系統的軟件開發已成為趨勢。
因此,從C語言入手,以一種結構相對簡單的典型芯片為例來學習DSP芯片應用,更加適合于初學者。我們根據DSP芯片原理與應用教學的要求,針對初學者的學習基礎和實際需求,以C語言為主要編程語言,以廣泛應用于通信和信號處理系統的TMS320VC5509A芯片為對象編寫了本書,目的在于通過本書的學習,使學生了解DSP芯片的現狀與發展,理解DSP芯片的基本原理與特點,基本掌握DSP芯片開發環境及其使用,初步掌握DSP系統的設計開發方法。
本書以DSP芯片應用為主線,分9章系統介紹DSP芯片原理和開發方法。
第1章概述DSP系統,介紹DSP系統的構成、特點、設計與開發,并介紹實時DSP系統的概念。
第2章介紹DSP芯片的發展、特點、分類與選擇,分類介紹TI公司DSP芯片的主要特點。
第3章介紹DSP集成開發環境——CCS,簡要介紹CCS的發展,CCS(V5.5版本)的安裝和軟件界面,重點介紹Simulator的主要功能。
第4章以TMS320VC5509A為例,介紹DSP芯片的存儲資源管理、COFF公共目標文件格式,以及鏈接命令文件的使用方法。
第5章介紹DSP芯片的軟件開發流程,以及軟件模擬和硬件仿真兩種軟件調試方法。
第6章介紹TMS320VC5509A,重點介紹該芯片的結構及片內外設。
第7章介紹芯片支持庫(CSL),通過一個基本的外設控制實例,介紹應用CSL函數編寫外設和接口控制程序的方法。
第8章介紹DSP脫機系統的設計過程,通過兩個實例詳細介紹脫機系統的實現過程。
第9章介紹DSP綜合應用系統的設計開發方法,包括DSP系統的硬件設計、軟件設計以及軟硬件集成方法。
本書由張雄偉策劃并編寫第1、2、4章,楊吉斌編寫第7、8、9章,曹鐵勇編寫第3章,賈沖編寫第6章,吳其前編寫第5章,張雄偉、楊吉斌整理了附錄部分并對全書進行了審校、統稿。鄒霞、李莉提出了有益的建議,吳海佳精心繪制了部分插圖,在此一并向他們表示衷心的感謝。
本教材配有電子課件,可登錄華信教育資源網(www.hxedu.com.cn)注冊后免費下載。
由于編著者水平所限,書中錯誤之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編著者
于解放軍理工大學(南京)