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DSP教程

DSP入门教程

1、TIDSP的选型

主要考虑处理速度、功耗、程序存储器和数据存储器的容量、片内的资源，如定时器的数量、I/O口数量、中断数量、DMA通道数等。

DSP的主要供应商有TI，ADI，Motorola,Lucent

和Zilog等，其中TI占有最大的市场份额。

TI公司现在主推四大系列DSP

1）C5000系列（定点、低功耗）：

C54X，C54XX，C55X相比其它系列的主要特点是低功耗，所以最适合个人与便携式上网以及无线通信应用，如手机、PDA、GPS等应用。

处理速度在80MIPS--400MIPS之间。

C54XX和C55XX一般只具有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时器、DMA等外设。

值得注意的是C55XX提供了EMIF外部存储器扩展接口，可以直接使用SDRAM，而C54XX则不能直接使用。

两个系列的数字IO都只有两条。

2）C2000系列（定点、控制器）：

C20X，F20X，F24X，F24XX，C28x该系芯片具有大量外设资源，如：

A/D、定时器、各种串口（同步和异步），WATCHDOG、CAN总线/PWM发生器、数字IO脚等。

是针对控制应用最佳化的DSP，在TI所有的DSP中，只有C2000有FLASH，也只有该系列有异步串口可以和PC的UART相连。

3）C6000系列：

C62XX，C67XX，C64X该系列以高性能著称，最适合宽带网络和数字影像应用。

32bit，其中：

C62XX和C64X是定点系列，C67XX是浮点系列。

该系列提供EMIF扩展存储器接口。

该系列只提供BGA封装，只能制作多层PCB。

且功耗较大。

同为浮点系列的C3X中的VC33现在虽非主流产品，但也仍在广泛使用，但其速度较低，最高在

150MIPS。

4）OMAP系列：

OMAP处理器集成ARM的命令及控制功能，另外还提供DSP的低功耗实时信号处理能力，最适合移动上网设备和多媒体家电。

其他系列的DSP曾经有过风光，但现在都非TI主推产品了，除了C3X系列外，其他基本处于淘汰阶段，如：

C3X的浮点系列：

C30，C31，C32C2X和C5X系列：

C20，C25，C50每个系列的DSP都有其主要应用领域.

2、设计中如何得到技术参考资料以及如何得到相关源码

原则是碰到问题就去

1）在TI网站的搜索中用keyword搜索资料，主要要注意的就是ApplicationNotes，userguides比如不知道怎样进行VC5402的McBSP编程，搜McBSP和VC5402如果不知道如何设计VC5402和TLV320AIC23的接口以及编程，搜TLV320AIC23和VC5402;这样可以搜到一堆的资料，这些资料一般均有PDF文档说明和相应的源程序包提供，download后做少许改动即可

2）版上发问

3）baidu或google搜

4）再不济，找技术支持，碰运气了

3、如何看待TIDSP庞杂的技术文档

新手进行DSP开发学习之时，常常感觉技术文档太多，哪本都有用，哪本都想看，无从下手。

此时原则是只看入门必须的、只看和芯片相关的。

根据经验，如下的资料必看不可:

1）讲述DSP的CPU，memory，programmemoryaddressing,datamemoryaddressing的资料都需要看、外设资源的资料可以只看自己用到的部分;

2）C和汇编的编程指南需要看

3）汇编指令和C语言的运行时间支持库、DSPLIB等资料需要看其他的如：

ApplicationsGuide，OptimizingCC++CompilerUser'sGuide，AssemblyLanguageTools

User'sGuide等资料留待入门之后再去看体会会更深一些。

4、如何高效开始TIDSP的硬件开发

1）根据应用领域选择TI推荐的DSP类型

2）参考选定的DSP之EVM板，DSK等原理图，完成DSP最小系统的搭建（包括外扩内存空间、电源复位系统、各控制信号管脚的连接、JTAG口的连接等）;

3）根据具体应用需要，选择外围电路的扩展，一般如语音、视频、控制等领域均有成熟的电路可以从TI网站得到。

外围电路与DSP的接口可参看EVM或DSK，以及所选外围电路芯片的典型接口设计原理图；最好外围电路芯片也选择TI的，这样的话不管硬件接口有现成原理图、很多连DSP与其接口的基本控制源码都有。

4）地址译码、IO扩展等用CPLD或者FPGA来做，将DSP的地址线、数据线、控制信号线如IS/PS/DS等都引进去有利于调试

5、如何高效开始TIDSP的软件开发如果你不是纯做算法，而是在一个目标版上进行开发，需要使用DSP的片上外设，需要控制片外接口电路，那么建议在写程序前先好好将这个目标版的电路设计搞清楚。

最重要的是程序、数据、I/O空间的译码。

不管是否纯做算法还是软硬结合，DSP的CPU,memory,programmemoryaddressing,datamem.oryaddressing的资料都需要看.

1）看CCS的使用指南

2）明白CMD文件的编写

3）明白中断向量表文件的编写，并定位在正确的地方

4）运行一个纯simulator的程序，了解CCS的各个操作

5）到TI网站下相关的源码，参考源码的结构进行编程

6）不论是C编程还是ASM编程，模块化是必须的

6、选择C还是选择ASM进行编程

记住一条原则，TI的工程师在不断改进CCS的C程序优化编译器，现在C优化的效率可达到手工汇编的90％甚至更高。

当然有的时候如果计算能力和内存资源是瓶颈，ASM还是有优势，比如G.729编解码。

但是针对一般的应用开发，C是最好的选择。

新手编程则选择C和汇编混合编程更有利一些

7、选择什么仿真器

一般来说，买个并口的EPP就够了，价格便宜又稳定

8、关于TI54X系列DSP的bootloader过程

请详细阅读TI文档SPRA618A、SPRA571，这些文档对boot的机制进行了详细说明同时说明了利用hex500将*.out文件转化为*.hex文件时，需要编写的cmd文件的写法。

如何选择外部时钟？

DSP的内部指令周期较高，外部晶振的主频不够，因此DSP大多数片内均有PLL。

但每个系列不尽相同。

1）TMS320C2000系列：

TMS320C20x：

PLL可以÷2，×1，×2和×4，因此外部时钟可以为5MHz－40MHz。

TMS320F240：

PLL可以÷2，×1，×1.5，×2，×2.5，×3，×4，×4.5，×5和×9，因此外部时钟可以为2.22MHz－40MHz。

TMS320F241/C242/F243：

PLL可以×4，因此外部时钟为5MHz。

TMS320LF24xx：

PLL可以由RC调节，因此外部时钟为4MHz－20MHz。

TMS320LF24xxA：

PLL可以由RC调节，因此外部时钟为4MHz－20MHz。

2）TMS320C3x系列：

TMS320C3x：

没有PLL，因此外部主频为工作频率的2倍。

TMS320VC33：

PLL可以÷2，×1，×5，因此外部主频可以为12MHz－100MHz。

3）TMS320C5000系列：

TMS320VC54xx：

PLL可以÷4，÷2，×1-32，因此外部主频可以为0.625MHz－50MHz。

TMS320VC55xx：

PLL可以÷4，÷2，×1-32，因此外部主频可以为6.25MHz－300MHz。

4）TMS320C6000系列：

TMS320C62xx：

PLL可以×1，×4，×6，×7，×8，×9，×10和×11，因此外部主频可以为11.8MHz－300MHz。

TMS320C67xx：

PLL可以×1和×4，因此外部主频可以为12.5MHz－230MHz。

TMS320C64xx：

PLL可以×1，×6和×12，因此外部主频可以为30MHz－720MHz

软件等待的如何使用？

DSP的指令周期较快，访问慢速存储器或外设时需加入等待。

等待分硬件等待和软件等待，每一个系列的等待不完全相同。

1）对于C2000系列：

硬件等待信号为READY，高电平时不等待。

软件等待由WSGR寄存器决定，可以加入最多7个等待。

其中程序存储器和数据存储器及I/O可以分别设置。

2）对于C3x系列：

硬件等待信号为/RDY，低电平是不等待。

软件等待由总线控制寄存器中的SWW和WTCNY决定，可以加入最多7个等待，但等待是不分段的，除了片内之外全空间有效。

3）对于C5000系列：

硬件等待信号为READY，高电平时不等待。

软件等待由SWWCR和SWWSR寄存器决定，可以加入最多14个等待。

其中程序存储器、控制程序存储器和数据存储器及I/O可以分别设置。

4）对于C6000系列（只限于非同步存储器或外设）：

硬件等待信号为ARDY，高电平时不等待。

软件等待由外部存储器接口控制寄存器决定，总线访问外部存储器或设备的时序可以设置，可以方便的同异步的存储器或外设接口。

仿真工作正常对于DSP的基本要求

1）DSP电源和地连接正确。

2）DSP时钟正确。

3）DSP的主要控制信号，如RS和HOLD信号接高电平。

4）C2000的watchdog关掉。

5）不可屏蔽中断NMI上拉高电平。

CCS或Emurst运行时提示“Can'tInitializeTargetDSP”

1）仿真器连接是否正常？

2）仿真器的I/O设置是否正确？

3）XDSPP仿真器的电源是否正确？

4）目标系统是否正确？

5）仿真器是否正常？

6）DSP工作的基本条件是否具备。

建议使用目标板测试。

为什么CCS需要安装Driver？

CCS是开放的软件平台，它可以支持不同的硬件接口，因此不同的硬件接口必须通过标准的Driver同CCS连接。

Driver安装的常见问题？

请认真阅读“安装手册”和Driver盘中的Readme。

1）对于SEED-XDS，安装Readme中的步骤，将I/O口设为240/280/320/340。

2）对于SEED-XDSPP，安装Readme中的步骤，将I/O口设为378或278。

3）对于SEED-XDSUSB，必须连接目标板，安装Readme中的步骤，将I/O口设为A，

USB连接后，主机将自动激活相应的Driver。

4）对于SEED-XDSPCI，安装Readme中的步骤，将I/O口设为240，PCI接口板插入主机后，主机将自动激活相应的Driver。

5）对于Simulator，需要选择不同的CFG文件，以模拟不同的DSP。

6）对于C5402DSK，将I/O口设为378或278。

7）对于C6211/6711DSK，将I/O口设为378或278。

8）对于C6201/C6701EVM，将I/O口设为0。

Link的cmd文件的作用是什么？

Link的cmd文件用于DSP代码的定位。

由于DSP的编译器的编译结果是未定位的，DSP没有操作系统来定位执行代码，每个客户设计的DSP系统的配置也不尽相同，因此需要用户自己定义代码的安装位置。

以C5000为例，基本格式为：

-osample.out

-msample.map

-stack100

sample.objmeminit.obj

-lrts.lib

MEMORY{

PAGE0:

VECT:

origin=0xff80,length0x80

PAGE0:

PROG:

origin=0x2000,length0x400

PAGE1:

DATA:

origin=0x800,length0x400

}

SECTIONS{

.vectors:

{}>PROGPAGE0

.text:

{}>PROGPAGE0

.data:

{}>PROGPAGE0

.cinit:

{}>PROGPAGE0

.bss:

{}>DATAPAGE1

}

如何将OUT文件转换为16进制的文件格式？

DSP的开发软件集成了一个程序，可以从执行文件OUT转换到编程器可以接受的格式，使得编程器可以用次文件烧写EPROM或Flash。

对于C2000的程序为DSPHEX；对于C3x程序为HEX30；对于C54x程序为HEX500；对于C55x程序为HEX55；对于C6x程序为Hex6x。

以C32为例，基本格式为：

sample.out

-x

-memwidth8

-bootorg900000h

-iostrb0h

-strb003f0000h

-strb101f0000h

-osample.hex

ROMS{

EPROM:

org=0x900000,len=0x02000,romwidth=8

}

SECTIONS{

.text:

paddr=boot

.data:

paddr=boot

}

DSP仿真器为什么必须连接目标系统（Target）？

DSP的仿真器同单片机的不同，仿真器中没有DSP，提供IEEE标准的JTAG口对DSP

进行仿真调试，所以仿真器必须有仿真对象，及目标系统。

目标系统就是你的产品，上面必须有DSP。

仿真器提供JTAG同目标系统的DSP相接，通过DSP实现对整个目标系统的调试。

DSP的C语言同主机C语言的主要区别？

1）DSP的C语言是标准的ANSIC，它不包括同外设联系的扩展部分，如屏幕绘图等。

但在CCS中，为了方便调试，可以将数据通过prinf命令虚拟输出到主机的屏幕上。

2）DSP的C语言的编译过程为，C编译为ASM，再由ASM编译为OBJ。

因此C和ASM的对应关系非常明确，非常便于人工优化。

3）DSP的代码需要绝对定位；主机的C的代码有操作系统定位。

4）DSP的C的效率较高，非常适合于嵌入系统。

为什么在CCS下编译工具工作不正常？

在CCS下有部分客户会碰到编译工具工作不正常，常见错误为：

1）autoexec.bat的路径“outofmemory”。

修改autoexec.bat，清除无用的PATH路径。

2）编译的输出文件（OUT文件）写保护，无法覆盖。

删除或修改输出文件的属性。

3）Windows有问题。

重新安装windows。

4）Windows下有程序对CCS有影响。

建议用一“干净”的计算机。

在CCS下，如何选择有效的存储器空间？

CCS下的存储器空间最好设置同你的硬件，没有的存储器不要有效。

这样便于调试，CCS会发现你调入程序时或程序运行时，是否访问了无效地址。

1）在GEL文件中设置。

参见CCS中的示例。

2）在Option菜单下，选择MemoryMap选项，根据你的硬件设置。

注意一定要将

EnableMemoryMapping置为使能。

在CCS下，OUT文件加载时提示“Dataverificationfailed...”的原因？

Link的CMD文件分配的地址同GEL或设置的有效地址空间不符。

中断向量定位处或其它代码、数据段定位处，没有RAM，无法加载OUT文件。

解决方法：

1）调整Link的CMD文件，使得定位段处有RAM。

2）调整存储器设置，使得RAM区有效。

为什么要使用BIOS？

1）BIOS是BasicI/OSystem的简称，是基本的输入、输出管理。

2）用于管理任务的调度，程序实时分析，中断管理，跟踪管理和实时数据交换。

3）BIOS是基本的实时系统，使用BIOS可以方便地实现多任务、多进程的时间管理。

4）BIOS是eXpressDSP的标准平台，要使用eXpressDSP技术，必须使用BIOS。

DSP发展动态

1.TMS320C2000TMS320C2000系列包括C24x和C28x系列。

C24x系列建议使用

LF24xx系列替代C24x系列，LF24xx系列的价格比C24x便宜，性能高于C24x，而且

LF24xxA具有加密功能。

C28x系列主要用于大存储设备管理，高性能的控制场合。

2.TMS320C3xTMS320C3x系列包括C3x和VC33，主要推荐使用VC33。

C3x系列是TI浮点DSP的基础，不可能停产，但价格不会进一步下调。

3.TMS320C5xTMS320C5x系列已不推荐使用，建议使用C24x或C5000系列替代。

4.TMS320C5000TMS320C5000系列包括C54x和C55x系列。

其中VC54xx还不断有新的器件出现，如：

TMS320VC5471（DSP＋ARM7）。

C55x系列是TI的第三代DSP，功耗为VC54xx的1/6，性能为VC54xx的5倍，是一个正在发展的系列。

C5000系列是目前TIDSP的主流DSP，它涵盖了从低档到中高档的应用领域，目前也是用户最多的系列。

5.TMS320C6000TMS320C6000系列包括C62xx、C67xx和C64xx。

此系列是TI的高档

DSP系列。

其中C62xx系列是定点的DSP，系列芯片种类较丰富，是主要的应用系列。

C67xx系列是浮点的DSP，用于需要高速浮点处理的领域。

C64xx系列是新发展，性能是C62xx的10倍。

6.OMAP系列是TI专门用于多媒体领域的芯片，它是C55＋ARM9，性能卓越，非常适

合于手持设备、Internet终端等多媒体应用。

5V/3.3V如何混接？

TIDSP的发展同集成电路的发展一样，新的DSP都是3.3V的，但目前还有许多外围电路是5V的，因此在DSP系统中，经常有5V和3.3V的DSP混接问题。

在这些系统中，应注意：

1）DSP输出给5V的电路（如D/A），无需加任何缓冲电路，可以直接连接。

2）DSP输入5V的信号（如A/D），由于输入信号的电压>4V，超过了DSP的电源电压，DSP的外部信号没有保护电路，需要加缓冲，如74LVC245等，将5V信号变换成3.3V的信号。

3）仿真器的JTAG口的信号也必须为3.3V，否则有可能损坏DSP。

为什么要片内RAM大的DSP效率高？

目前DSP发展的片内存储器RAM越来越大，要设计高效的DSP系统，就应该选择片内RAM较大的DSP。

片内RAM同片外存储器相比，有以下优点：

1）片内RAM的速度较快，可以保证DSP无等待运行。

2）对于C2000/C3x/C5000系列，部分片内存储器可以在一个指令周期内访问两次，使得指令可以更加高效。

3）片内RAM运行稳定，不受外部的干扰影响，也不会干扰外部。

4）DSP片内多总线，在访问片内RAM时，不会影响其它总线的访问，效率较高。

为什么DSP从5V发展成3.3V？

超大规模集成电路的发展从1um，发展到目前的0.1um，芯片的电源电压也随之降低，功耗也随之降低。

DSP也同样从5V发展到目前的3.3V，核心电压发展到1V。

目前主流的DSP的外围均已发展为3.3V，5V的DSP的价格和功耗都价格，以逐渐被3.3V的DSP取代。

如何选择DSP的电源芯片？

TMS320LF24xx：

TPS7333QD，5V变3.3V，最大500mA。

TMS320VC33：

TPS73HD318PWP，5V变3.3V和1.8V，最大750mA。

TMS320VC54xx：

TPS73HD318PWP，5V变3.3V和1.8V，最大750mA；TPS73HD301PWP，5V变3.3V和可调，最大750mA。

TMS320VC55xx：

TPS73HD301PWP，5V变3.3V和可调，最大750mA。

TMS320C6000：

PT6931，TPS56000，最大3A。

软件等待的如何使用？

DSP的指令周期较快，访问慢速存储器或外设时需加入等待。

等待分硬件等待和软件等待，每一个系列的等待不完全相同。

1）对于C2000系列：

硬件等待信号为READY，高电平时不等待。

软件等待由WSGR

寄存器决定，可以加入最多7个等待。

其中程序存储器和数据存储器及I/O可以分别设置。

2）对于C3x系列：

硬件等待信号为/RDY，低电平是不等待。

软件等待由总线控制寄存器中的SWW和WTCNY决定，可以加入最多7个等待，但等待是不分段的，除了片内之外全空间有效。

3）对于C5000系列：

硬件等待信号为READY，高电平时不等待。

软件等待由SWWCR

和SWWSR寄存器决定，可以加入最多14个等待。

其中程序存储器、控制程序存储器和数据存储器及I/O可以分别设置。

4）对于C6000系列（只限于非同步存储器或外设）：

硬件等待信号为ARDY，高电平时不等待。

软件等待由外部存储器接口控制寄存器决定，总线访问外部存储器或设备的时序可以设置，可以方便的同异步的存储器或外设接口。

中断向量为什么要重定位？

为了方便DSP存储器的配置，一般DSP的中断向量可以重新定位，即可以通过设置寄存器放在存储器空间的任何地方。

注意：

C2000的中断向量不能重定位。

DSP的最高主频能从芯片型号中获得吗？

TI的DSP最高主频可以从芯片的型号中获得，但每一个系列不一定相同。

1）TMS320C2000系列：

TMS320F206－最高主频20MHz。

TMS320C203/C206－最高主频40MHz。

TMS320F24x－最高主频20MHz。

TMS320LF24xx－最高主频30MHz。

TMS320LF24xxA－最高主频40MHz。

TMS320LF28xx－最高主频150MHz。

2）TMS320C3x系列：

TMS320C30：

最高主频25MHz。

TMS320C31PQL80：

最高主频40MHz。

TMS320C32PCM60：

最高主频30MHz。

TMS320VC33PGE150：

最高主频75MHz。

3）TMS320C5000系列：

TMS320VC54xx：

最高主频160MHz。

TMS320VC55xx：

最高主频300MHz。

4）TMS320C6000系列：

TMS320C62xx：

最高主频300MHz。

TMS320C67xx：

最高主频230MHz。

TMS320C64xx：

最高主频720MHz。

DSP可以降频使用吗？

可以，DSP的主频均有一定的工作范围，因此DSP均可以降频使用。

如何选择外部时钟？

DSP的内部指令周期较高，外部晶振的主频不够，因此DSP大多数片内均有PLL。

但每个系列不尽相同。

1）TMS320C2000系列：

TMS320C20x：

PLL可以÷2，×1，×2和×4，因此外部时钟可以为5MHz－40MHz。

TMS320F240：

PLL可以÷2，×1，×1.5，×2，×2.5，×3，×4，×4.5，×5和×9，因此外部时钟可以为2.22MHz－40MHz。

TMS320F241/C242/F243：

PLL可以×4，因此外部