《DSP原理与应用 教学课件 ppt 作者 张东亮第1章绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DSP原理与应用 教学课件 ppt 作者 张东亮第1章绪论（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、TMS320C24x DSP原理与应用,2,课程内容,以TMS320C24x DSP控制器的TMS320F2407为典型，介绍DSP芯片的结构原理、软硬件设计开发和应用。主要内容包括DSP技术概况、DSP结构原理、CPU与指令系统、软件设计开发、片内外设、应用系统设计等。,3,主要内容,绪论 DSP总体结构 C24x DSP的CPU与指令系统 DSP软件开发与C语言编程 DSP的A/D转换器 事件管理器 串行通信接口 串行外设接口 CAN控制器模块 DSP应用系统设计,4,5,参考资料,TI. TMS320LF/LC240xA DSP Controllers Reference Guide,
2、System and Peripherals. 2006 TI. TMS320LF2407A DSP Controller. 2007 TI. TMS320F/C240 DSP Controllers Peripheral Library and Specific Device. 2002 TI. TMS320F/C24x DSP Controllers Reference Guide, CPU and Instruction Set. 1999 TI. TMS320C2x/C2xx/C5x, Optimizing C compiler Users Guide. 1999 TI. Code C
3、omposer Studio Getting Started Guide. 2001 TI. TMS320C1x, 2x, 2xx, 5x, Assembly Language Tools Users Guide. 1995 TI. TMS320F20x/F24x DSP Embedded Flash Memory Technical Reference. 1998 Hamid A, Toliyat et al. DSP-based Electromechanical Motion Control. CRC Press, 2003,6,张雄伟. DSP芯片原理与应用M. 北京:机械工业出版社，
4、2005 张毅刚. TMS320LF240x系列DSP原理、开发与应用M. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社，2006 刘和平. TMS320LF240x DSP结构、原理及应用M. 北京:北京航空航天大学出版社，2002 刘和平. TMS320LF240x DSP C语言开发应用M. 北京:北京航空航天大学出版社，2003 张小鸣主编. DSP控制器原理及应用M. 北京:清华大学出版社，2009 何苏勤. TMS320C2000系列DSP原理及实用技术M. 北京:电子工业出版社，2003,7,参考资料,宁改娣、杨拴科编著. DSP控制器原理及应用M. 北京:科学出版社，2002 江思敏. TM
5、S320LF240x DSP硬件开发教程M. 北京：机械工业出版社，2003 清源科技. TMS320LF240x DSP应用程序设计教程M. 北京：机械工业出版社，2003 王潞钢等编著. DSP C2000程序员高手进阶M. 北京：机械工业出版社, 2004 赵世廉编著. TMS320x240x DSP原理及应用开发指南M. 北京：北京航空航天大学出版社，2007 牛小兵，DSP控制器实用教程M. 北京：国防工业出版社，2007 王建元编著. DSP原理与应用入门学习及实践指导M. 北京：中国电力出版社, 2008 林容益编著. TMS320F240x DSP汇编及C语言多功能控制应用M.
6、 北京：北京航空航天大学出版社, 2009,8,前言,1. 什么是DSP? DSP，Digital Signal Processing 数字信号处理 DSP，Digital Signal Processor 数字信号处理器, DSP芯片 DSP Controller DSP控制器 DSP+片内外设, C2000 DSP (DSP+片内存储器+片内接口电路） DSC, Digital Signal Controller 数字信号控制器 MCU, Microcontroller 单片机, 微控制器,2. 为什么要学习DSP? 计算机控制系统(工业PC、嵌入式PC, PLC，通用CPU价格高)。 数
7、字控制系统(嵌入式控制器, 单片机速度瓶颈)。 DSP应用广泛, 高性能嵌入式控制器,速度快,适应复杂智能算法。 多总线技术并行机制 , 硬件乘法器 , 价格大幅下降。,9,3. 如何学习DSP? 对比微机、单片机, 多实践。,4. 相关课程: 微机原理、单片机应用、C语言程序设计、计算机测控系统 、嵌入式系统、数字信号处理等。,10,第1章 绪论,本章内容： 1.1 DSP的发展与DSP芯片的特点 1.2 典型的DSP应用系统及其设计过程 1.3 常用DSP芯片 1.4 C2000 系列DSP控制器 1.5 DSP芯片的应用 1.6 数的定标与定点运算,11,1.1 DSP的发展与DSP芯片
8、的特点,(1) 采用哈佛结构，程序和数据存储空间分开，可以同时访问指令和数据。 (2) 具有专用硬件乘法器，可在一个指令周期内完成一次乘法和一次加法。 (3) 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 (4) 可以并行执行多个操作, 具有特殊的DSP指令。 (5) 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，具有片内多组总线结构。 (6) 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器，单周期指令。 (7) 快速的中断处理和硬件I/O支持。,12,1.2 典型的DSP应用系统及其设计过程,低通滤波器,A/D,D/A,DSP芯片,平滑滤波器,一个典型的DSP系统应包括抗
9、混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等组成。,13,基于DSP的数字运动控制系统,14,DSP系统的设计过程,DSP应用系统,定义系统性能指标,选择DSP芯片,系统集成,系统调试,15,硬件设计阶段,确定最优硬件实现方案 画出硬件系统框图,性能指标 工期 成本等,DSP芯片、A/D D/A、内存、电源、逻辑控制、通信、人机接口、总线等,16,DSP芯片的选择,运算速度 ( LF2407 40MHz, 40 MIPS(Million Instructions Per Second), 25ns, F2812, 150MIPS, 6.67ns )。 硬件
10、资源 。 价格。 运算精度 。 开发工具 。 功耗。 货源、生命周期。,17,软件设计阶段,源程序,汇编器汇编,链接器连接,调试器调试,代码转换,可执行文件,软件仿真,18,1.3 常用DSP芯片,TI公司：TMS320系列DSP已经成为当今世界最有影响的DSP芯片，其DSP市场占有量占全世界份额的近50%，为世界上最大的DSP芯片供应商。 Motorola公司：MC96002 ADI (Analog Device)公司：AD2100 MicroChip: dSC AT&T：DSP16/32,19,TI公司的DSP芯片 三大系列,TMS320C2000系列（DSP Controller： DS
11、P控制器）：包括TMS320C2x /C2xx/C24x /C28x ，集成了Flash存储器、高速A/D转换器以及可靠的CAN模块及数字电机控制的外围模块，适用于电机控制（包括变频器、伺服系统等）、运动控制、工业测控等需要数字化的控制领域。 TMS320C5000系列：低成本,包括TMS320C5x /C54x/ C55x, 主要用于通信、语音处理等领域。 TMS320C6000系列：浮点, TMS320C62x/C67x , C64x，在时钟频率为1.1GHz时，可达到8800MIPS以上，即每秒执行90亿条指令，主要用于图像处理等领域。,20,TMS320 DSP的三大主要系列,21,T
12、I公司的DSP,22,TI公司的DSP,23,TMS320C2000 DSP,24,25,1.4 C2000系列DSP控制器,目前C2000系列DSP主要有C24x和C28x两个系列。 C24x系列为l6位定点DSP，C28x系列为32位。它们是为控制领域优化设计的DSP，配置了完善的外围设备，包括事件管理模块(EV)、A/D转换模块(ADC)、串行通信接口模块(SCI)、串行外设接口模块(SPI)、中断管理系统和系统监视模块，其中事件管理模块(EV)含有通用定时器、比较器、PWM发生器、捕获器。,26,Embedded Single Chip Solution CPU, Memory, A/
13、D Converter, I/O, Timers, Interface,Lower end,Higher end,Basic Solution (MCU or Discrete),Multi-Chip Solution (DSP + Analog),TI TMS320C2000TM “System-on-a-Chip” DSP Solutions Extend Leadership to Both Ends of the Spectrum,LC240x,Future Devices,F28x,150 - 400 MIPS 32-bit,40 MIPS 16-bit,Integration,8-
14、32K ROM / FLASH 10-bit ADC 4 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI EMIF,64-128K ROM / FLASH 12-bit ADC 7 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI, McBSP EMIF,16-64K FLASH 12-bit ADC 7 Timers PWM, CAP/QEP CAN,SPI,SCI, McBSP,I2C EMIF,80 - 100 MIPS 32-bit,Sub $2,$15 - $18,Target range $5 to $8,Typical example: Microc
15、ontroller +external memory +external 10bit ADC +external 10bit DAC +external peripheral controllers,Typical example: Floating point DSP +external flash +external 16bit ADC +external 16bit DAC +external controller,27,TIMER,Flash (words),ROM (words),RAM (words),CPU,ADC,McBSP,EXMIF,Watchdog,SPI,SCI (UART),CAN,Volts (V),# I/O,Package,Price 10K/YR 2003,Resolution,CAP/QEP,PWM(CMP),Event Manager,18K 18K 2.5K 2.5K 1.0K 1.0K 1.0K 2.5K 1.5K 544 1.0K 544 544 544 544,32K 16K 6K 8K 4K,128K 64K 32K 32K 16K 8K 8K 8K 8K 16K,6/6 6/6 6/4 6/4 3/2 3/2 1/0
