dsp講座

1、DSP控制器原理及其應(yīng)用主講 寧改娣西安交通大學(xué) 電氣學(xué)院,DSP 綜述,第一部分：關(guān)于課程（課程簡介）第二部分： DSP 基本概念DSP芯片分類DSP芯片的應(yīng)用DSP與MCU硬件結(jié)構(gòu)比較DSP芯片的選擇DSP芯片的發(fā)展第三部分： TI公司DSP概述,,數(shù)字信號處理技術(shù)（Digital Signal Processing,DSP）：用數(shù)學(xué)方法對數(shù)字信號進(jìn)行處理，處理包括變化或提取相應(yīng)的信息經(jīng)典的數(shù)字信號處理方

2、法：時域：信號濾波FIR、IIR頻域：頻譜分析FFT數(shù)字信號處理的特點(diǎn)：ΣAi×Xi高速實(shí)時數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor）：用于實(shí)時完成數(shù)字信號處理的微處理器。DSP：特指數(shù)字信號處理器,什么是DSP？,,關(guān)于課程——課程宗旨,傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理課程，主要講授有關(guān)的理論和算法，基本上不討論實(shí)現(xiàn)技術(shù)；DSP芯片廠家的技術(shù)手冊則只介紹產(chǎn)品的功能和性能。兩者比較脫節(jié)，都不大利于工程應(yīng)

3、用。我們開設(shè)這門課程的目的，就是希望將兩者有機(jī)地結(jié)合起來，通過授課、實(shí)驗(yàn)縮短同學(xué)開發(fā)DSP系統(tǒng)的時間，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。,先修課程（本課程）,單片機(jī)原理或微型計(jì)算機(jī)原理數(shù)字信號處理技術(shù)（算法） （非必要）具備專業(yè)知識（應(yīng)用于本專業(yè)領(lǐng)域的算法非必要）,關(guān)于課程——DSP課程特點(diǎn),DSP簡單說就是高性能處理器，歸納處理器課程的特點(diǎn)：理論性——不強(qiáng)（猶如英語單詞，無需溯源,軟硬件都如此）學(xué)習(xí)目的——會用（最大限度發(fā)揮其作

4、用）學(xué)習(xí)方法——動手（練出來的，不是學(xué)出來的）,處理器學(xué)習(xí)方法,微型計(jì)算機(jī)原理 20多年 8088/8086 學(xué)到什么？單片機(jī)原理 近20年 51系列學(xué)到什么？DSP原理 5年左右 F240/F2407/F2812變化大 DSP結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)開發(fā)環(huán)境都會略有變化類型多；更新?lián)Q代快，處理器發(fā)展更新越來越快。如何學(xué)？不是學(xué)習(xí)某一具體芯片。學(xué)習(xí)處理器課程要掌握的就是基本技

5、能——基本功。,如何修煉基本功？,會找資料:充分利用網(wǎng)絡(luò)資源（無所不有），提高查找資料能力會看：教材或 data sheets.（*.pdf文件)。一般了解和詳細(xì)使用軟件開發(fā)環(huán)境：熟悉一些仿真軟件Keil51、CCS等；找、看、用對比學(xué)習(xí):（ CPU、微控制器MCU、 DSP、嵌入式處理器）動手：軟硬件設(shè)計(jì)，遇到問題先找自己，才能積累軟硬件設(shè)計(jì)技能會借力：高手指點(diǎn)，是捷徑；最好的教師是自己：自己動手才有收獲，特別是工程應(yīng)用課

6、程！,設(shè)計(jì)中如何得到技術(shù)參考資料以及如何得到相關(guān)源碼,1）原則是碰到問題就去www.ti.com在TI網(wǎng)站的搜索中用keyword搜索資料，主要要注意的就是Application Notes，user guides 比如不知道怎樣進(jìn)行VC5402的McBSP編程，搜McBSP和VC5402 如果不知道如何設(shè)計(jì)VC5402和TLV320AIC23的接口以及編程，搜TLV320AIC23和VC5402; 這樣可以搜到一堆的資料，這些資料一

7、般均有PDF文檔說明和相應(yīng)的源程序包提供，download后做少許改動即可2）版上發(fā)問3）google搜索4）再不濟(jì)，找技術(shù)支持，碰運(yùn)氣了,處理器工程應(yīng)用（實(shí)戰(zhàn)——用）,選型（DSP、MCU及具體型號）；（靠只是儲備）熟悉有關(guān)模塊詳細(xì)結(jié)構(gòu)及編程方法；(C或匯編)熟悉開發(fā)軟件（大多數(shù)是相通的）；軟件、硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)（調(diào)試功底相通）。,授課對象及學(xué)時安排,全校研究生公共課（電氣工程、機(jī)械工程、生命科學(xué)、電子與信息工程、

8、航空航天學(xué)院等） 20+20學(xué)時 電氣學(xué)院、航空航天學(xué)院本科生 32+16學(xué)時特點(diǎn)：學(xué)生面廣、基礎(chǔ)不同數(shù)字信號處理技術(shù)課程掌握程度不同應(yīng)用對象不同（專業(yè)不同）,主要內(nèi)容,DSP課程 = 教學(xué)＋實(shí)驗(yàn)DSP課程教學(xué)內(nèi)容以F240，學(xué)會學(xué)習(xí)處理器的方法（硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、開發(fā)）實(shí)驗(yàn)開設(shè)基本實(shí)驗(yàn)（統(tǒng)一安排）綜合實(shí)驗(yàn)（時間開放）專題研究科研,實(shí)驗(yàn)開設(shè)——實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及資源,2001年建立DSP（F2

9、40）實(shí)驗(yàn)室2003年加入TI大學(xué)計(jì)劃“研究生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”成立時，成為課程之一PCITDS510 18套 F240EVM 18套 TMDXeZD2812 F2812DSK 15套聞亭2407 USB仿真器 5套TMDS3P701016A 2407 EVM 2套TMDS DSK 5416

10、 15套TMDS DSK 5510 2套感謝的TI支持,上課及考核形式,上課：多媒體講課，許多內(nèi)容需要自學(xué)參考書：«DSP控制器原理及應(yīng)用» 寧改娣等編寫 ，上課以此為主，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 www.ti.com 上datasheet及應(yīng)用資料實(shí)驗(yàn)以你們?yōu)橹鬟M(jìn)入實(shí)驗(yàn)前要明確你要干什么？掌握什么？（而非教師告訴你如何如何做？）自己設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)（

11、可以充分利用DSP現(xiàn)有資源，無需外加其他硬件）提供了目前最好的DSP開發(fā)仿真環(huán)境及實(shí)驗(yàn)環(huán)境考核開卷筆試30％（實(shí)驗(yàn)＋教學(xué)內(nèi)容）由大家上課和實(shí)驗(yàn)的態(tài)度決定是否考平時上課及實(shí)驗(yàn)40％（驗(yàn)收課程設(shè)計(jì)結(jié)果）綜合實(shí)驗(yàn)書面報(bào)告30％（非常正規(guī)）。或者寫一篇論文在核心期刊以上發(fā)表。,第一部分： DSP 基本概念,,DSP芯片的分類,DSP芯片主要可以按照下列兩種方式進(jìn)行分類。按數(shù)據(jù)格式分 定點(diǎn)DSP芯片 浮點(diǎn)D

12、SP芯片 按用途分 通用型DSP芯片 專用型DSP芯片,DSP芯片的應(yīng)用,(1) 信號處理——如數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅立葉變換、相關(guān)運(yùn)算、譜分析、卷積、模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等；(2) 通信——如調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回波抵消、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾錯編碼、可視電話等；(3) 語音——如語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強(qiáng)、說話人辨認(rèn)、說話人確認(rèn)、語音郵件、語音存儲等；(

13、4) 圖形/圖像——如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、動畫、機(jī)器人視覺等；,DSP芯片的應(yīng)用,(5) 軍事——如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等；(6) 儀器儀表——如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等；(7) 自動控制——如引擎控制、聲控、自動駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制等；(8) 醫(yī)療——如助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等；(9) 家用電器——如高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、數(shù)

14、字電話/視等。,DSP的應(yīng)用正在日益發(fā)展,PDA,巡航導(dǎo)彈,移動通信系統(tǒng),80%的手機(jī)采用了TI的DSP Core,還可以舉出很多例子,醫(yī)院用的B超、CT、核磁共振,衛(wèi)星遙感遙測,天氣預(yù)報(bào)、地震預(yù)報(bào)、地震探礦,風(fēng)洞試驗(yàn),數(shù)字化士兵、數(shù)字化戰(zhàn)爭,…...,DSP的應(yīng)用領(lǐng)域取決于設(shè)計(jì)者的想象空間,DSP與MCU硬件結(jié)構(gòu)比較,DSP(數(shù)字信號處理器)作為一種微處理器，其設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和通用CPU以及MCU等處理器是不同的。DSP是為完成實(shí)時數(shù)字

15、信號處理任務(wù)而設(shè)計(jì)的，算法的高效實(shí)現(xiàn)是DSP器件的設(shè)計(jì)核心。DSP在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的很多考慮都可以追溯到算法自身的特點(diǎn)。,,DSP與MCU硬件結(jié)構(gòu)比較,改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線,,馮?諾依曼結(jié)構(gòu) 改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu) 多數(shù)CPU采用 幾乎所有DSP 單片機(jī)哈佛結(jié)構(gòu)：但共用一套AB和DB，由控制

16、信號CS、DS區(qū)分,改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu),總線結(jié)構(gòu),多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線。什么是總線？ AB、DB、CB——3總線單片機(jī)、8086/8088等微處理器片內(nèi)、片外各有幾條總線？,,DSP與MCU硬件結(jié)構(gòu)比較,改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線流水線技術(shù)：多個控制和運(yùn)算部件并行工作,,,流水線操作（4級流水線）,,100,指令周期,101,102,103,104,105,106,順序執(zhí)行 ADD

17、 SUB …,TI流水線2～6級,CPUCLK 取指令 N N+1 N+2 N+3 譯碼 N-1 N N+1 N+2取操作數(shù) N-2 N-1

18、 N N+1執(zhí)行 N-3 N-2 N-1 N圖 四級流水線 'C2??的CPU運(yùn)行于4級流水線方式,DSP與MCU硬件結(jié)構(gòu)比較,改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、多總線：片內(nèi)多條數(shù)據(jù)、地址和控制總線流水線技術(shù)：多個控制和運(yùn)算部件并行工作硬件乘法器特殊指令：MAC（連乘加指令

19、，單周期同時完成乘法和加法運(yùn)算）RPTS和RPTB（硬件判斷循環(huán)邊界條件，避免破壞流水線）特殊尋址方式：位倒序?qū)ぶ罚▽?shí)現(xiàn)FFT快速倒序）循環(huán)尋址特殊片內(nèi)外設(shè)：可編程等待電路（便于與慢速設(shè)備接口）數(shù)字鎖相電路 PLL（有利系統(tǒng)穩(wěn)定）豐富片內(nèi)外設(shè)：定時器、異步串口、同步串口、DMA控制器、A/D和通用I/O口、PWM、CAN等豐富片內(nèi)存儲器類型：RAM、DARAM、ROM、Flash、SARAM等，新的DSP芯片采用Cac

20、he(高速緩存)機(jī)制，解決存儲器速度與DSP內(nèi)核速度不匹配的問題,,DSP與MCU硬件結(jié)構(gòu)比較,需要說明的是：兩者在不斷融合，取其優(yōu)勢差異越來越不是那么明顯,,DSP與MCU軟件開發(fā)比較,模塊化：按功能模塊編程工程化：軟／硬人員分離,MCU：ORG xxxx，絕對定位優(yōu)點(diǎn)：簡單、容易上手 缺點(diǎn)：模塊化編程差工程化不支持,DSP:Section：相對定位缺點(diǎn)：靈活、上手較難優(yōu)點(diǎn)：模塊編程好工程化編程支持,,D

21、SP軟件開發(fā),Section（ “段”）概念：一塊連續(xù)的儲存空間，可存放程序或數(shù)據(jù)在編程時，“段”沒有絕對定位，每個“段”都認(rèn)為是從0地址開始的一塊連續(xù)的儲存空間，而無需關(guān)心這些“段”究竟定位在系統(tǒng)的哪些地方。優(yōu)點(diǎn)：便于程序的模塊化編程；便于工程化管理：可將軟件開發(fā)人員和硬件開發(fā)人員基本上分離開。重定位：由于所有的“段”都是從0地址開始，所以程序編譯完成后是無法運(yùn)行的，要讓程序正確運(yùn)行，必須對“段”進(jìn)行重新定位，這個工作由鏈接器完

22、成。.cmd文件：MEMORY命令描述系統(tǒng)硬件資源，SECTIONS命令描述軟件人員程序中用到的“段”如何定位到恰當(dāng)?shù)挠布Y源上。,,DSP與MCU開發(fā)工具比較,MCU：代替方式（仿真頭替代MCU）硬件時序?yàn)榉抡嫫饔布r序，與目標(biāo)系統(tǒng)時序有一定差異 或多或少占用目標(biāo)硬件資源仿真頭制作較難仿真電纜較短，使用不便不同MCU，工具不同，用戶投資加重,DSP：接口方式（JTAG）硬件時序即為目標(biāo)系統(tǒng)時序不占目標(biāo)系統(tǒng)硬件資源

23、仿真頭制作方便仿真電纜較長，使用方便不同的DSP，仿真接口標(biāo)準(zhǔn)JTAG，工具相同，用戶投資有保障,DSP與MCU硬件開發(fā)比較,MCU硬件開發(fā)基本功可以移植到DSP開發(fā)DSP處理速度一般稍高，注意高速PCB制作事項(xiàng),DSP芯片的選擇（選擇順序按情況定）,1. DSP 芯片的運(yùn)算速度（各廠商）2. DSP 芯片的價格3. DSP 芯片的硬件資源（存儲器、ADC、PWM等等）4. DSP 芯片運(yùn)算精度5. DSP 芯片開發(fā)工具：

24、 軟件 硬件6. DSP 芯片功耗7. 其他：封裝、應(yīng)用場合（民品，工業(yè)品，軍品）、售后服務(wù) TI DSP的選型主要考慮處理速度、功耗、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的容量、片內(nèi)的資源，如定時器的數(shù)量、I/O口數(shù)量、中斷數(shù)量、DMA通道數(shù)等。DSP的主要供應(yīng)商有TI，ADI，Motorola,Lucent和Zilog等，其中TI占有最大的市場份額。（先入為主）,DSP芯片的發(fā)展（1）,1978年AMI公司推出S2811—

25、—世界上第一片DSP ；1979年INTEL公司推出2920——DSP芯片的一個重要 里程碑； 1980年NEC公司推出?PD7720——第一片具有乘法器的DSP芯片；1982年TI公司推出第一代DSP芯片TMS32010，之后又相繼推出TMS320一系列產(chǎn)品——TI公司的

26、TMS320系列DSP產(chǎn)品已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最有影響力的DSP芯片，TI公司已經(jīng)成為世界上最大的DSP芯片供應(yīng)商。,,DSP芯片的發(fā)展（2）,1984年AT&T公司推出的DSP32——第一片高性能的浮點(diǎn)DSP芯片。Motorola公司推出DSP相對較晚，1986年推出定點(diǎn)MC56001，1990年推出浮點(diǎn)MC96002；ADI公司在DSP市場上也占有一定的份額，1990年推出ADSP2101，之后又相繼推出ADSP21000

27、系列。,,國產(chǎn)DSP與IP登場,2003年初首個DSP“中國芯”—“漢芯一號”誕生之后，已取得了150萬片的國際訂單2004年初“漢芯二號”24位DSP；以IP專利授權(quán)方式進(jìn)入國際市場的高端處理器芯片“漢芯三號”32位DSP芯片，申請了６項(xiàng)專利，具有高速度、低功耗的特點(diǎn)標(biāo)志著我國DSP技術(shù)研究取得重大突破?！皾h芯”系列是由上海交通大學(xué)微電子學(xué)院研制成功的。,,,,,,,可編程DSP處理器以每年30%的速度增長,市場對DSP工程師的

28、需求急劇增大,信息技術(shù)的發(fā)展趨勢,TI把上世紀(jì)90年代后期和本世紀(jì)初稱為繼(基于晶體管的)主機(jī)時代、(基于 TTL 和邏輯電路的)微機(jī)時代和(基于微處理器的)PC時代之后的基于模擬技術(shù)與DSP技術(shù)的“互聯(lián)網(wǎng)時代”。,DSP特點(diǎn)、發(fā)展趨勢,DSP器件的發(fā)展，兼顧3P的因素，即性能 (performance) 、功耗 (power consumption) 和價格 (price)。SOC（System On Chip）已是設(shè)計(jì)的大勢所趨。

29、DSP+ARM的雙核結(jié)構(gòu)，用戶只需添加極少的外部芯片，即可構(gòu)成一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)。更多并行的體系結(jié)構(gòu)——超長指令字（VLIW）方式或單指令/多數(shù)據(jù)（SIMD）方案。在極高端，一些公司已開始使用多指令/多數(shù)據(jù)（MIMD）架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最高程度的并行計(jì)算，從而使功能最大化。 期待 FPGA來扮演象DSP加法器或協(xié)處理器一樣的角色。實(shí)現(xiàn)高并行的操作及可配置性。,DSP的發(fā)展趨勢,Million Instructions Per Second，

30、MIPS,各DSP公司比較有代表性的產(chǎn)品簡介,TI公司為TMS320系列 ：C3X，C67X為浮點(diǎn)處理器.  AD公司產(chǎn)品ADSP21XX為定點(diǎn)處理器，如：ADSP2101/2103/2105，ADSP2111/2115，ADSP2161/2162/2163/2164/2165/2166，ADSP2171/2173/2181等。ADSP21XXX為浮點(diǎn)處理器，如：ADSP21020，ADSP21060，ADSP21062

31、. AT&T公司產(chǎn)品AT&T公司比較有代表性的定點(diǎn)處理器有DSP16、DSP16A、DSP16C、DSP1610、DSP1616等。AT&T公司比較有代表性的浮點(diǎn)處理器有DSP32、DSP32C、DSP3210等 MOTOROLA公司代表性的定點(diǎn)處理器有MC56000、MC56001、MC56002。代表性的浮點(diǎn)處理器有MC96002等。 NEC公司產(chǎn)品NEC公司比較有代表性的定點(diǎn)處理器有uPD

32、77C25、uPD77220等。NEC公司比較有代表性的浮點(diǎn)處理器有uPD77240等。,,TI、朗訊/Agere、摩托羅拉公司、Analog Devices,DSP的發(fā)展總結(jié)為：多、快、好、省,DSP 市場大致份額,DSP芯片制造商,ADI公司: www.analog.comTI公司: www.ti.com朗訊公司: www.lucent.comMotorola公司: www.motorola.comDSP Group公司:

33、 www.dspg.comZilog公司: www.zilog.com,關(guān)于德州儀器公司(TI),德州儀器公司（TI）提供創(chuàng)新的DSP和模擬技術(shù)，公司的業(yè)務(wù)還包括傳感器和控制產(chǎn)品，以及教育產(chǎn)品。在全球超過25個國家設(shè)有制造、研發(fā)或銷售機(jī)構(gòu)。德州儀器推出業(yè)界速度最快的18位模數(shù)轉(zhuǎn)換器;90毫微米的集成電路工藝技術(shù)投產(chǎn);9層金屬結(jié)構(gòu)；高性能電源管理芯片據(jù) Engibous介紹，從美國到中國，目前有1,000家第三方軟件開發(fā)商和900所

34、大學(xué)專門研究開發(fā)和講授DSP架構(gòu). 中國大學(xué)計(jì)劃(在47所大學(xué)設(shè)立約100個DSPS實(shí)驗(yàn)室)全球DSP競賽(10萬美金）。TI預(yù)想未來世界的方方面面都滲透著 TI 產(chǎn)品的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，您的每個電話、每次上網(wǎng)、拍的每張照片、聽的每首歌都來自 TI 數(shù)字信號處理器 (DSP) 及模擬技術(shù)的神奇力量。,TI的市場地位,1，DSP產(chǎn)品全球第一2，模擬產(chǎn)品全球第一3，無線產(chǎn)品全球第一4，圖形計(jì)算器全球第一5，硬盤產(chǎn)品全球第一,“The S

35、ingle Device Having the Most Significant Impact on Expanding the Use of Electric Motor Technology is the DSP.”– George Gulalo, President, Motion Tech Trends,多方聯(lián)合，共同發(fā)展,教學(xué)中采用的DSP型號,選TIDSP（幾乎100％學(xué)校，個別學(xué)校有Motorola實(shí)驗(yàn)室）選型：‘C

36、2000、’C5000和‘C6000系列都有，開發(fā)環(huán)境完全相同，使用CCS軟件學(xué)會一個DSP的開發(fā)，其它都比較容易上手課程介紹‘C2000系列 F240 F2407 F2812,第二部分：TI DSP概述,,圖 TMS320 系列產(chǎn)品命名方法,TI公司的DSP命名,,C2000? DSP,以達(dá)到0.05mW/MIPs的最低 功耗性能比而具有最長的電池 壽命。 最佳的代碼密度 兼容C54x? DSP軟件,工作

37、頻率將達(dá)到1.1GHz 最好的DSP編譯器, 便于 使用 兼容C62x? DSP軟件,可擴(kuò)展性能達(dá)到400MIPs 最佳的C/C++ 控制代碼效率 兼容C24x? DSP軟件,,C5000? DSP,,C6000? DSP,,MotorControl DSP,Personal DSP,BroadbandInfrastruc-ture DSP,TI公司主推的三大DSP系列,Optical Networking

38、Control of laser diode,TV screenDeflection of electron beam for small angle and sharp corner TV screen,Automotive - EPSBattery operated precision for steering,PrinterPrint head controlPaper path motor control,Digit

39、al Power SupplyProvides control, sensing,PFC, and other functions,“Segway” Many new coolApplication to come,Tire PressureLow cost pressure sensing based on tire rotation speed measurement,C2000系列DSP,,應(yīng)用領(lǐng)域,下一步可能的應(yīng)用 .

40、..,互聯(lián)網(wǎng)相關(guān):智能電冰箱等,高速, 高密度磁盤驅(qū)動 數(shù)字視頻 Internet 服務(wù)器,高效的電動汽車,高精度的加工工藝,,,,,C2000系列DSP,,子系列,C2xx子系列：16位定點(diǎn)DSP、20MIPS代表器件：TMS320F206PZC24x子系列：16位定點(diǎn)DSP、20MIPS代表器件：TMS320F240LF240xA子系列：16位定點(diǎn)DSP、40MIPS代表器件：TMS320LF2407AF28x子

41、系列：32位定點(diǎn)DSP、150MIPS代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810,,,Up To 40 MIPS,Control Performance,,,High-Precision Control,,,,,Multi-Function, Appliance & Consumer Control,150 MIPS!,,Software Compatible,High-endDerivatives,Appl

42、icationspecificversions,ScaledDownversions,C2000系列DSP,,Roadmap,TMS320LF2407 : 高集成度的DSP控制器,C2000?: 參數(shù)選擇列表,**C28x Broad Sampling Mid 2001**,,,,Event ManagersUltra-Fast 12-bit ADC16.7 MSPS Conversion SpeedDual s/h en

43、able simultaneous samplingAuto Sequencer, up to 16 conversions w/o CPU,Multiple standard communication ports provide simple interfaces to other components,Fast program execution out of bothRAM and Flash memory110-120

44、MIPS with Flash Acceleration Technology150 MIPS out of RAM for time-critical code,Control Peripherals,,,Communications Ports,F2810/F2812: 業(yè)界最強(qiáng)大的控制專用DSP,Control Ports,,Target Application,Optical Networking, Power Supplie

45、s, Industrial Applications, Automotive, and many more,TMX today, TMS Production mid 2003,(Multichannel Buffered Serial Port)多通道緩沖串行口,最高的代碼效率,伺服控制C編譯器的編譯結(jié)果比較,C28x,ARM®Thumb,SH-DSP,SH3,,,C28x: 最高的代碼效率,C16x,C196,C50

46、00系列DSP的應(yīng)用,,5000,C5000系列DSP,,子系列,C54x子系列：16位定點(diǎn)DSP、100～160MIPS，應(yīng)用于低端產(chǎn)品代表器件：TMS320VC5402、VC5409、VC5410、VC5416C55x子系列：16位定點(diǎn)DSP、400MIPS，應(yīng)用于高端產(chǎn)品代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54x＋ARM7子系列：主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中，如靜態(tài)數(shù)碼相機(jī)代表器件：TMS320VC

47、5470、VC5471、DSC21C55x＋ARM9子系列：主要應(yīng)用于2G和3G手機(jī)中 即OMAP平臺：Open Multimedia Applications Platform開放式多媒體應(yīng)用平臺代表器件：OMAP5910,C5000系列DSP,,Roadmap,,C5502400 MIPS,C5509288-400 MIPS,C5510320-400 MIPS,C55xTM DSP,DSP + RISC,Pow

48、er Efficiency/System Density,Feature Integration,C5470C54xTM+ARM7,C5471C54xTM+ARM7,OMAPTM OMAP5910,C5420 200 MIPS,C5421 200 MIPS,C5441532 MIPS,C54xTMMulticore,C5407120 MIPS,C5404120 MIPS,,,OMAP的基本結(jié)構(gòu)開放式多媒體應(yīng)用平臺（

49、OMAP）是TI專門位支持2.5G和3G手機(jī)應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的處理器體系結(jié)構(gòu)（DSP＋MCU＋MTC內(nèi)存和流量控制器）。,C6000系列DSP的應(yīng)用,,6000,C6000系列DSP,,子系列,C62x子系列：32位定點(diǎn)DSP、1200～2400MIPS代表器件：TMS320C6211C67x子系列：32位浮點(diǎn)DSP、1200～1800MIPS，900～1350MFLOPS代表器件：TMS320C6711、C6712、C6713C

50、64x子系列：32位定點(diǎn)DSP，4000～5760MIPS代表器件：TMS320C6414、C6415、C6416,C6000 Catalog Roadmap,,,,,,,,,,,,,,,,,,,TI推出720 MHz 時鐘DM642媒體處理器,TI 720 MHz DM642 processor Real-time HD decoding & transcoding: WM9, MPEG4, MPEG2 format

51、s available Integrated peripherals:10/100 Ethernet MAC, 66 MHz PCI, 3 HD-enabled video ports Production qualified samples available nowC64X DSP Core,HD enabledSet Top-Box,,HD ContentOut,Set-Top Box offers multi-

52、format audio, video, and image encoding/decoding,AudioOut,,SDRAM,Flash,AudioDAC,Video Encoder,HDD,PowerMgmt,,DM642,,Ethernet PHY,,GPP,,手機(jī)80％的DSP用的是TI的DSP Core非DSP成品，僅IP Core,SOC ？ ——System On Chip,DSP總體結(jié)構(gòu),總結(jié),DSP定義:

53、 DSPorDSP與MCU對比DSP的發(fā)展是：多、快、好、省DSP選型:了解各公司各DSP特點(diǎn)DSP系統(tǒng)的基本模型(與以前MCU系統(tǒng)類似) ：,,,,,C2000 DSP片內(nèi)具有ADC，使用PWM可以實(shí)現(xiàn)DAC,課程使用的ftp服務(wù)器,202.117.27.64 資料/ 電子課件/ DSP課程資料個別比較完整的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，費(fèi)用實(shí)驗(yàn)室提供。作為實(shí)驗(yàn)展品,,謝謝各位,TI DSP 性能總結(jié),1.片內(nèi)存

54、儲器的情況 C2000系列的片內(nèi)RAM最小 (一般小于2k字) C5000系列較多 (幾十k字) C6000系列最多 (幾百k字節(jié))2.外部存儲器的擴(kuò)展能力 C2000的數(shù)據(jù)和程序?qū)ぶ纺芰Χ贾挥?4k字，但C28X進(jìn)行了改進(jìn)，有4M字的程序空間以及4G字的數(shù)據(jù)空間。 C3X、C55xx和C6000的外部存儲器的擴(kuò)展能力較強(qiáng)，一般可以到幾百M(fèi)字節(jié)，甚至到幾個G字節(jié)。,TI

55、DSP 性能總結(jié),3.提供外設(shè)的能力 TMS320系列都提供同步串口、定時器、多種串口； C2000提供PWM、CAN等；C2000系列提供多通道的片上A/D轉(zhuǎn)換器； C6000和C5000都有HPI、DMA接口； 個別C55xx型號，如5509帶有USB接口。 個別C6000型號，如6205、6411帶有PCI接口；4.芯片的運(yùn)算能力 C3X,C67X 浮點(diǎn)；其它 定點(diǎn)

56、C2000：40MIPS~150MIPS； C5000：80MIPS~400MIPS； C6000：800MIPS~1600MIPS。,TI DSP 性能總結(jié),5.多CPU的混合系統(tǒng) TI的C547X系列中在一個芯片上集成兩個CPU，一個是ARM7，另一個是C54X；開放式多媒體應(yīng)用平臺（OMAP）是TI專門位支持2.5G和3G手機(jī)應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的處理器體系結(jié)構(gòu)（DSP＋MCU＋MTC內(nèi)存和流量控制器）, OMA

57、P上的兩個核是C55X和ARM9；有時采用多個低檔的DSP并行比采用一片高檔的DSP會大大降低系統(tǒng)的成本。,實(shí)時的概念,實(shí)時的定義因具體應(yīng)用而異。一般而言，對于逐樣本 (sample-by-sample) 處理的系統(tǒng) 如果 Ｔsample > Ｔprocess 我們就稱這個系統(tǒng)滿足實(shí)時性的要求。比如，濾波器，采樣頻率1kHz, 運(yùn)算在1ms內(nèi)完成宏觀上的及時，比如奧運(yùn)的轉(zhuǎn)播,DSP芯片的選擇,1. DSP 芯片的運(yùn)算

58、速度（各廠商）指令周期： 即執(zhí)行一條指令所需的時間，通常以ns（納秒）為單位。 MAC時間： 即一次乘法加上一次加法的時間。FFT執(zhí)行時間： 即運(yùn)行一個N點(diǎn)FFT程序所需的時間。MIPS： 即每秒執(zhí)行百萬條指令。MOPS： 即每秒執(zhí)行百萬次操作。MFLOPS： 即每秒執(zhí)行百萬次浮點(diǎn)操作。BOPS： 即每秒執(zhí)行十億次操作,,