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1、第二章TI系列DSP综述学习重点:TIDSP简介TI240系列DSP介绍DSPDSP总体结构总体结构DSP Core：CALU乘法器、寄存器数据地址发生器数据存储器片内外设:ADCWD/RTISCISPICAN*McBSP*程序存储器数数据据总总线线外外设设总总线线程程序序总总线线基本模块：时钟外部扩展JTAG系统接口等DSP技术的发展过程DSP技术的发展过程DSP应用场景应用场景6 6DSP应用系统的开发步骤应用系统的开发步骤开发开发步骤步骤开发内容开发内容开发工具支持开发工具支持硬件支持硬件支持软件支持软件支持1算法模拟算法模拟计算机计算机C语言、语言、MATLAB等等2DSP软件编程软件
2、编程计算机计算机文本编辑器文本编辑器3DSP软件调试软件调试计算机与计算机与DSP仿真器仿真器DSP代码生成代码生成工具（工具（CCS）4DSP硬件设计硬件设计计算机计算机电路设计软件电路设计软件（Protel）5DSP硬件调试硬件调试计算机、计算机、 DSP仿真器、示波器、仿真器、示波器、信号发生器、逻辑分析仪信号发生器、逻辑分析仪6系统集成系统集成计算机、计算机、 DSP仿真器、示波器、仿真器、示波器、信号发生器、逻辑分析仪信号发生器、逻辑分析仪 DSP DSP不断不断更新换代更新换代，价格大幅度下降，各种开发，价格大幅度下降，各种开发工具日臻完善，工具日臻完善，DSPDSP已成为最有发展
3、和应用前景的电已成为最有发展和应用前景的电子器件之一。子器件之一。 据国际著名市场调查研究公司据国际著名市场调查研究公司Forward Concepts Forward Concepts 发布的一份统计和预测报告显示，目前世界发布的一份统计和预测报告显示，目前世界DSPDSP产品产品市场每年市场每年正以正以3030的增幅的增幅大幅度增长，其增长速度大幅度增长，其增长速度比半导体工业快比半导体工业快5050倍。倍。可编程DSP处理器以每年30%的速度增长市场对DSP工程师的需求急剧增大信息技术的发展趋势TI把上世纪90年代后期和本世纪初称为继(基于晶体管的)主机时代、(基于 TTL 和逻辑电路的
4、)微机时代和(基于微处理器的)PC时代之后的基于模拟技术与DSP技术的“互联网时代”。DSP的的发展发展lDSP器件的发展，兼顾3P的因素，即性能 (performance) 、功耗 (power consumption) 和价格 (price)。lSOC（System On Chip）已是设计的大势所趋。DSP+ARM的双核结构，用户只需添加极少的外部芯片，即可构成一个完整的应用系统。l更多并行的体系结构超长指令字（VLIW）方式或单指令/多数据（SIMD）方案。在极高端，一些公司已开始使用多指令/多数据（MIMD）架构，实现最高程度的并行计算，从而使功能最大化。 l期待FPGA来扮演象DS
5、P加法器或协处理器一样的角色。实现高并行的操作及可配置性。DSPDSP的的发展趋势发展趋势DSPDSP的发展总结为：多、的发展总结为：多、快、好、省快、好、省DSP 市场大致份额市场大致份额DSP芯片制造商lADI公司: TI公司: 朗讯公司: Motorola公司: DSP Group公司: Zilog公司: 关于德州仪器公司关于德州仪器公司(TI)(TI)l德州仪器公司（TI）提供创新的DSP和模拟技术，公司的业务还包括传感器和控制产品，以及教育产品。在全球超过25个国家设有制造、研发或销售机构。l德州仪器推出业界速度最快的18位模数转换器;90毫微米的集成电路工艺技术投产;9层金属结构；
6、高性能电源管理芯片l据 Engibous介绍，从美国到中国，目前有1,000家第三方软件开发商和900所大学专门研究开发和讲授DSP架构.中国大学计划(在47所大学设立约100个DSP实验室)l全球DSP竞赛(10万美金）。lTI预想未来世界的方方面面都渗透着TI产品的点点滴滴，您的每个电话、每次上网、拍的每张照片、听的每首歌都来自 TI 数字信号处理器 (DSP) 及模拟技术的神奇力量。第二部分：第二部分：TI DSP概述概述TI的市场地位的市场地位l1，DSP产品全球第一l2，模拟产品全球第一l3，无线产品全球第一l4，图形计算器全球第一l5，硬盘产品全球第一TI公司的DSP命名C2000
7、 DSPTI C55x DSP 核心核心: 世界上最低功耗性能比世界上最低功耗性能比 mW/MIPS的的DSPs 以达到以达到0.05mW/MIPs的最低的最低 功耗性能比而具有最长的电池功耗性能比而具有最长的电池 寿命。寿命。 最佳的代码密度最佳的代码密度 兼容兼容C54x DSP软件软件 工作频率将达到工作频率将达到1.1GHz 最好的最好的DSP编译器编译器, 便于便于 使用使用 兼容兼容C62x DSP软件软件 可扩展性能达到可扩展性能达到400MIPs 最佳的最佳的C/C+ 控制代控制代码码效率效率 兼容兼容C24x DSP软件软件C5000 DSPC6000 DSPTI C28x
8、DSP 核心核心: 世界上第一颗针对控制进行世界上第一颗针对控制进行优化的优化的DSPTI C64x DSP 核心核心:世界上具有最高性能的世界上具有最高性能的DSPsMotorControl DSPPersonal DSPBroadbandInfrastruc-ture DSPTI公司主推的三大公司主推的三大DSP系列系列Optical NetworkingControl of laser diodeTV screenDeflection of electron beam for small angle and sharp corner TV screenAutomotive - EPSBa
9、ttery operated precision for steeringPrinterPrint head controlPaper path motor controlDigital Power SupplyProvides control, sensing,PFC, and other functions“Segway” Many new coolApplication to comeTire PressureLow cost pressure sensing based on tire rotation speed measurementC2000系列系列DSP应用领域应用领域 下一步
10、可能的应用下一步可能的应用 .互联网相关:智能电冰箱等高速, 高密度磁盘驱动 数字视频 Internet 服务器 高效的电动汽车高精度的加工工艺C2000系列系列DSP-子系列子系列C2xx子系列：16位定点DSP、20MIPS代表器件：TMS320F206PZC24x子系列：16位定点DSP、20MIPS代表器件：TMS320F240LF240xA子系列：16位定点DSP、40MIPS代表器件：TMS320LF2407AF28x子系列：32位定点DSP、150MIPS代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810Up To 40 MIPSControl Performance Hi
11、gh-Precision Control C242F241LC2404ALF2401ALC2402AMulti-Function, Appliance & Consumer Control F240F243LC2406ALF2402ALF2403ALF2406ALF2407AF2810128-LQFPF2812176-LQFPF2812179-u*BGA150 MIPS! Software CompatibleHigh-endDerivativesApplicationspecificversionsScaledDownversionsC2000系列系列DSPRoadmap2 Timers 5
12、 Compares8 PWM Outputs Dead band logic3 Input Captures2 QEP channelsEvent Manager2 status registers32-bit accumulatorShift L (0-7)8 auxiliary registers8-level hardware stack32-bit ALUShift L (0,1,4,-6)32-bit P register16-bit T register16 x 16 multiply16-bit barrelshifter (L)Repeat countProgram / Dat
13、a / I/O Buses CAN Program Flash32K wordsA/D Converter10 bits, 16 channelsD(15-0)A(15-0) SPI SCI C2xx DSP CoreData RAM2.5K wordsPeripheral Bus WD Timer 2 timers 5 compares8 PWM outputs Dead band logic3 input captures2 QEP channelsEvent ManagerBoot ROM256 wordsTMS320LF2407 : 高集成度的高集成度的DSP控制器控制器C2000:
14、参数选择列表参数选择列表*C28x Broad Sampling Mid 2001*Memory Bus Code securityXINTF32-BitRegister FileReal-TimeJTAG32-bitTimers (3)150 MIPs C28xTM 32-bit DSP32x32 bitMultiplierR M WAtomicALU Peripheral BusEvent ManagersUltra-Fast 12-bit ADC16.7 MSPS Conversion SpeedDual s/h enable simultaneous samplingAuto Sequ
15、encer, up to 16 conversions w/o CPUMultiple standard communication ports provide simple interfaces to other componentsFast program execution out of bothRAM and Flash memory110-120 MIPS with Flash Acceleration Technology150 MIPS out of RAM for time-critical code Control PeripheralsCommunications Port
16、s Memory Sub-System F2810/F2812: 业界最强大的控制专用业界最强大的控制专用DSPControl PortsTarget ApplicationOptical Networking, Power Supplies, Industrial Applications, Automotive, and many moreTMX today, TMS Production mid 2003TMX today, TMS Production mid 2003(Multichannel Buffered Serial Port)多通道缓冲串行口 最高的代码效率最高的代码效率伺
17、服控制C编译器的编译结果比较C28xARMThumbSH-DSPSH3C28x: 最高最高的代码效率的代码效率C16xC196C5000系列系列DSP的应用的应用TI DSPs in 60% of all digital cell phonesTI DSPs chosen by 8 of top 10 internet consumer electronic manufacturersTI DSPs chosen by 7 of top 8 digital still camera manufacturersTI DSPs in 80% of IP phone designsTI has 80
18、% of VoIP Gateway marketTI DSPs used in 8 of the top 10 wireless infrastructuresTMS320C5000C5000系列系列DSP子系列子系列C54x子系列：16位定点DSP、100160MIPS，应用于低端产品代表器件：TMS320VC5402、VC5409、VC5410、VC5416C55x子系列：16位定点DSP、400MIPS，应用于高端产品代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54xARM7子系列：主要应用于嵌入式系统中，如静态数码相机代表器件：TMS320VC5470、VC5471
19、、DSC21C55xARM9子系列：主要应用于2G和3G手机中 即OMAP平台：Open Multimedia Applications Platform开放式多媒体应用平台代表器件：OMAP5910C5000系列系列DSPRoadmapApplication EnhancedC5502400 MIPSC5509288-400 MIPSC5510320-400 MIPSC55xTM DSP DSP + RISCPower Efficiency/System DensityFeature IntegrationC5470C5470C54xC54xTMTM+ARM7+ARM7C5471C5471C
20、54xC54xTMTM+ARM7+ARM7OMAPTM OMAP5910MulticoreC5420 200 MIPSC5421 200 MIPSC5441532 MIPSC54xTMMulticore Software CompatibleC5407C5407120 MIPS120 MIPSC540150 MIPSC5402100-160 MIPSC540980-160 MIPSC5410100-160MIPSC5416120-160 MIPSOver 500 Million ShippedC54xTM DSPWorlds Most Popular DSP$5 Billion in Desi
21、gn-insC55xTM DSPBest DSPMicroprocessor ReportDSP Product of the YearInternet TelephonyEDN 2000 DSPC5404C5404120120 MIPS MIPSOMAP的基本结构的基本结构 开放式多媒体应用平台（OMAP）是TI专门位支持2.5G和3G手机应用需求而设计的处理器体系结构（DSPMCUMTC内存和流量控制器）。DSL modemsPooled modemsBase station transceiversWireless LANEnterprise PBXSpeech recognitionM
22、ultimedia gatewayProfessional audioNetworked cameraMachine visionSecurity identificationIndustrial scannerHigh speed printerAdvanced encryptionBroadband CommunicationsWireless 3G Base StationsMedical ImagingC6000系列系列DSP的应用的应用C6000系列系列DSP子系列子系列C62x子系列：32位定点DSP、12002400MIPS代表器件：TMS320C6211C67x子系列：32位浮
23、点DSP、12001800MIPS，9001350MFLOPS代表器件：TMS320C6711、C6712、C6713C64x子系列：32位定点DSP，40005760MIPS代表器件：TMS320C6414、C6415、C6416C6000 Catalog Roadmap Fixed Point Software CompatiblePerformanceFloating Point C67HPMulti-CoreFeature IntegrationC64x +RISCC67LCC64LCC6416C6415C6414C6411DM64xTMC6712CC6711CC6713C6203C6
24、701C6711C6201C6204C6211C6712C6205C6202C64xTM DSPBest DSP of 2001InStat/MicroDesignResources2001 Innovation of the YearEDN MagazineTI推出推出720 MHz 时钟时钟DM642媒体处理器媒体处理器 TI 720 MHz DM642 processor Real-time HD decoding & transcoding: WM9, MPEG4, MPEG2 formats available Integrated peripherals:10/100 Ethern
25、et MAC, 66 MHz PCI, 3 HD-enabled video ports Production qualified samples available nowC64X DSP CoreHD enabledSet Top-BoxHD ContentOutSet-Top Box offers multi-format audio, video, and image encoding/decodingAudioOutSDRAMFlashAudioDACVideo EncoderHDDPowerMgmtDM642Ethernet PHYGPPTI公司的公司的DSP发展策略发展策略 总结
26、总结lDSP定义lDSP与MCU对比lDSP的发展是：多、快、好、省lDSP选型:了解各公司各DSP特点lDSPDSP系统的基本模型系统的基本模型：2.2.1 TMS320LF240x系列的各种型号产品TMS320LF240x系列主要包括如下型号的产品：l片内闪存：片内闪存：TMS320LF2402、TMS320LF2406、TMS320LF2407、TMS320LF2407Al片内片内ROMROM：TMS320LC2402、TMS320LC2404、TMS320LC2406 其中最具革命性产品为LF2407/ LF2407A，是当今世界上集成度最高、性能最强的运动控制DSP芯片。2.2 TM
27、S320LF240x2.2 TMS320LF240x系列系列DSPDSP简介简介 TMS320LF240x系列DSP是专为数字电机控制和其它控制系统而设计的。高性能的C2xx CPU内核，配置有高速数字信号处理的结构，且有单片电机控制的外设。 将高速运算功能与面向电机的强大控制功能结合在一起，成为传统的多微处理器单元和多片系统的理想替代品，可用于控制功率开关转换器，可提供多电机的控制等。由于LF240x的高集成度，一片芯片即构成一个控制器。 TMS LF240x TMS LF240x采用诸如自适应控制、卡尔曼滤波采用诸如自适应控制、卡尔曼滤波和控制等先进的控制算法，为各种电机提供了高速、和控制
28、等先进的控制算法，为各种电机提供了高速、高效和全变速的先进控制技术。高效和全变速的先进控制技术。 TMS320LF240x TMS320LF240x采用采用4 4级流水线结构级流水线结构与与改进的哈佛改进的哈佛结构结构，片内外设及存储器资源如下，片内外设及存储器资源如下: :（1 1）双）双8 8路或单路或单1616路的路的1010位位A/DA/D转换器，转换时间为转换器，转换时间为375ns375ns（该指标视型号而不同）。（该指标视型号而不同）。 （2 2）片内存储器：）片内存储器：32K32K字闪存、字闪存、2.5K2.5K字字RAMRAM，其中包含，其中包含544544字的双端口字的双
29、端口RAM(DARAM)RAM(DARAM)，2K2K字的单端口字的单端口SARAMSARAM。 （3 3）4141个可独立编程的多路复用个可独立编程的多路复用I/OI/O引脚；引脚；（4 4）两个事件管理器）两个事件管理器EVAEVA、EVBEVB，适用于控制各种类型，适用于控制各种类型的电机，用于工业自动化。的电机，用于工业自动化。 EVA EVA、EVBEVB包含有如下资源：包含有如下资源： 1、2个16位通用定时器； 2、8个16位PWM通道； 3、对外部事件进行定时捕捉的3个捕捉单元，其中2个还可直接与光电编码器相连接的能力； 4、防止击穿故障的可编程PWM死区控制。（5 5）串行通
30、信接口）串行通信接口SCISCI模块；模块；（6 6）串行外设接口）串行外设接口SPISPI模块；模块；（7 7）带锁相环）带锁相环PLLPLL的时钟模块；的时钟模块；（8 8）5 5个外部中断（复位中断、两个驱动保护中断与个外部中断（复位中断、两个驱动保护中断与两个可屏蔽中断）；两个可屏蔽中断）；（9 9）CAN 2.0BCAN 2.0B模块，即控制器局域网模块；模块，即控制器局域网模块； （1010）看门狗（）看门狗（WDWD）定时器模块；）定时器模块；（1111）可扩展的）可扩展的192K192K字的空间，分别为字的空间，分别为64K64K字的程序字的程序存储器空间、存储器空间、64K64K字的数据存储器空间、字的数据存储器空间、64K64K字的字的I/OI/O空间。空间。（1212）用于仿真的）用于仿真的JTAGJTAG接口。接口。2.2.2 TMS320LF2407/2407A2.2.2 TMS320LF2407/2407A的引脚介绍的引脚介绍 144条引脚，如图2.2。图2.3所示功能结构与各功能模块相关的引脚。引脚功能见表2.1（P15）串行通信串行外设CAN总线看门狗仿真测试
