做DSP最应该懂的57个问题.docx
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做DSP最应该懂的57个问题
做DSP最应该懂的57个问题【转贴自综合电子论坛】
一.DSP系统设计100问
一、时钟和电源
问:
DSP的电源设计和时钟设计应该特别注意哪些方面?
外接晶振选用有源的好还是无源的好?
答:
时钟一般使用晶体,电源可用TI的配套电源。
外接晶振用无源的好。
问:
TMS320LF2407的A/D转换精度保证措施。
答:
参考电源和模拟电源要求干净。
问:
系统调试时发现纹波太大,主要是哪方面的问题?
答:
如果是电源纹波大,加大电容滤波。
问:
请问我用5V供电的有源晶振为DSP提供时钟,是否可以将其用两个电阻进行分压后再接到DSP的时钟输入端,这样做的话,时钟工作是否稳定?
答:
这样做不好,建议使用晶体。
问:
一个多DSP电路板的时钟,如何选择比较好?
DSP电路板的硬件设计和系统调试时的时序问题?
答:
建议使用时钟芯片,以保证同步。
硬件设计要根据DSP芯片的时序,选择外围芯片,根据时序设定等待和硬件逻辑。
二.干扰与板的布局
问:
器件布局应重点考虑哪些因素?
例如在集中抄表系统中?
答:
可用TMS320VC5402,成本不是很高。
器件布局重点应是存贮器与DSP的接口。
问:
在设计DSP的PCB板时应注意哪些问题?
答:
1.电源的布置;2.时钟的布置;3.电容的布置;4.终端电路;5.数字同模拟的布置。
问:
请问DSP在与前向通道(比如说AD)接口的时候,布线过程中要注意哪些问题,以保证AD采样的稳定性?
答:
模拟地和数字地分开,但在一点接地。
问:
DSP主板设计的一般步骤是什么?
需要特别注意的问题有哪些?
答:
1.选择芯片;2.设计时序;3.设计PCB。
最重要的是时序和布线。
问:
在硬件设计阶段如何消除信号干扰(包括模拟信号及高频信号)?
应该从那些方面着
手?
答:
1.模拟和数字分开;2.多层板;3.电容滤波。
问:
在电路板的设计上,如何很好的解决静电干扰问题。
答:
一般情况下,机壳接大地,即能满足要求。
特殊情况下,电源输入、数字量输入串接
专用的防静电器件。
问:
DSP板的电磁兼容(EMC)设计应特别注意哪些问题?
答:
正确处理电源、地平面,高速的、关键的信号在源端串接端接电阻,避免信号反射。
问:
用电感来隔离模拟电源和数字电源,其电感量如何决定?
是由供电电流或噪音要求来
决定吗?
有没有计算公式?
答:
电感或磁珠相当于一个低通滤波器,直流电源可以通过,而高频噪声被滤除。
所以电
感的选择主要决定于电源中高频噪声的成分。
问:
讲座上的材料多是电源干扰问题,能否介绍板上高频信号布局(Layout)时要注意的
问题以及数字信号对模拟信号的影响问题?
答:
数字信号对模拟信号的干扰主要是串扰,在布局时模拟器件应尽量远离高速数字器件,高速数字信号尽量远离模拟部分,并且应保证它们不穿越模拟地平面。
问:
能否介绍PCB布线对模拟信号失真和串音的影响,如何降低和克服?
答:
有2个方面,1. 模拟信号与模拟信号之间的干扰:
布线时模拟信号尽量走粗一些,如果有条件,2个模拟信号之间用地线间隔。
2. 数字信号对模拟信号的干扰:
数字信号尽量远离模拟信号,数字信号不能穿越模拟地。
三.DSP性能
问:
1.我要设计生物图像处理系统,选用那种型号较好(高性能和低价格)?
2.如果选定
TI DSP,需要什么开发工具?
答:
1.你可采用C54x 或 C55x平台,如果你需要更高性能的,可采用C6x系列。
2.需要EVM
s和XDS510仿真器。
问:
请介绍一种专门用于快速富利叶变换(FFT), 数字滤波,卷积,相关等算法的DSP,
最好集成12bit以上的ADC功能。
答:
如果你的系统是马达/能量控制的,我建议你用TMS320LF240x。
详情请参阅DSP选择指南:
问:
有些资料说DSP比单片机好,但单片机用的比DSP广。
请问这两个在使用上有何区别?
答:
单片机一般用于要求低的场合,如4/8位的单片机。
DSP适合于要求较高的场合。
问:
我想了解在信号处理方面DSP比FPGA的优点。
答:
DSP是通用的信号处理器,用软件实现数据处理;FPGA用硬件实现数据处理。
DSP的成本便宜,算法灵活,功能强;FPGA的实时性好,成本较高。
问:
请问减小电路功耗的主要途径有哪些?
答:
1.选择低功耗的芯片;2.减少芯片的数量;3.尽量使用IDLE。
问:
用C55设计一个低功耗图像压缩/解压和无线传输的产品,同时双向传输遥控指令和其
他信息,要求图像30帧/秒,TFT显示320*240,不知道能否实现?
若能,怎样确定性能?
选择周边元器件?
确定最小的传输速率?
能否提供开发的解决方案?
软件核?
答:
1.有可能,要看你的算法。
2.建议先在模拟器上模拟。
问:
用DSP开发MP3,比较专用MP3解码芯片如何,比如成本、难度、周期?
谢谢。
答:
1.DSP的功能强,可以实现附加的功能,如ebook等;2.DSP的性能价格比高;3.难度较大,需要算法,因此周期较长,但TI有现成的方案。
问:
用DSP开发的系统跟用普通单片机开发的系统相比,有何优势?
DSP一般适用于开发什么样的系统?
其开发周期、资金投入、开发成本如何?
与DSP的接口电路是否还得用专门的芯片?
答:
1.性能高;2.适合于速度要求高的场合;3.开发周期一般6个月,投入一般要一万元左
右;4.不一定,但需要速度较高的芯片。
问:
DSP会对原来的模拟电路产生什么样的影响?
答:
一方面DSP用数字处理的方法可以代替原来用模拟电路实现的一些功能;另一方面,DSP的高速性对模拟电路产生较大的干扰,设计时应尽量使DSP远离模拟电路部分。
问:
请问支持MPEG-4芯片型号是什么?
答:
C55x或 C6000 或DSC2x
问:
DSP内的计算速度是快的,但是它的I/O口的交换速度有多快呢?
答:
主频的1/4左右。
四.技术性问题
问:
我有二个关于C2000的问题:
1、C240或C2407的RS复位引脚既可输入,也可输出,直接用CMOS门电路(如74ACT04)驱动是否合适,还是应该用OC门(集电极开路)驱动?
2、大程序有时运行异常,但加一两条空指令就正常,是何原因?
答:
1、OC门(集电极开路)驱动。
2、是流水线的问题。
问:
1.DSP芯片内是否有单个的随机函数指令?
2.DSP内的计算速度是快的,但是它的I/O
口的交换速度有多快呢?
SP如何配合EPLD或FPGA工作呢?
答:
1.没有。
2.取决于你所用的I/O。
对于HPI,传输速率(字节)大约为CPU的1/4,对McBSP,位速率(kbps)大约为CPU的1/2。
3.你可以级联仿真接口和一个EPLD/FPGA在一起。
请参考下面的应用手册:
问:
设计DSP系统时,我用C6000系列。
DSP引脚的要上拉,或者下拉的原则是怎样的?
我经常在设计时为某一管脚是否要设置上/下拉电阻而犹豫不定。
答:
C6000系列的输入引脚内部一般都有弱的上拉或者下拉电阻,一般不需要考虑外部加上
拉或者下拉电阻,特殊情况根据需要配置。
问:
我正在使用TMS320VC5402,通过HPI下载代码,但C5402的内部只提供16K字的存储区,请问我能通过HPI把代码下载到它的外部扩展存储区运行吗?
答:
不行,只能下载到片内。
问:
电路中用到DSP,有时当复位信号为低时,电压也属于正常范围,但DSP加载程序不成功。
电流也偏大,有时时钟也有输出。
不知为什么?
答:
复位时无法加载程序。
问:
DSP和单片机相连组成主从系统时,需要注意哪些问题?
答:
建议使用HPI接口,或者通过DPRAM连接。
问:
原来的DSP的程序需放在EPROM中,但EPROM的速度难以和DSP匹配。
现在是如何解决此问题的?
答:
用BootLoad方法解决。
问:
我在使用5402DSK时,一上电,不接MIC,只接耳机,不运行任何程序,耳机中有比较明显的一定频率的噪声出现。
有时上电后没有出现,但接MIC,运行范例中的CODEC程序时,又会出现这种噪声。
上述情况通常都在DSK工作一段时间后自动消失。
我在DSP论坛上发现别人用DSK时也碰到过这种情况,我自己参照5402DSK做了一块板,所用器件基本一样,也是这现象,请问怎么回事?
如何解决?
答:
开始时没有有效的程序代码,所以上电后是随机状态,出现这种情况是正常的。
问:
我使用的是TMS320LF2407,但是仿真时不能保证每次都能GO MAIN。
我想详细咨询一下,CMD文件的设置用法,还有VECTOR的定义。
答:
可能看门狗有问题,关掉看门狗。
有关CMD文件配置请参考《汇编语言工具》第二章。
问:
我设计的TMS320VC5402板子在调试软件时会经常出现存储器错误报告,排除是映射的问题,是不是板子不稳定的因素?
还是DSP工作不正常的问题?
如何判别?
答:
你可以利用Memoryfill功能,填入一些数值,然后刷新一下,看是不是在变,如果是
在变化,则Memory 是有问题。
问:
如何解决Flash编程的问题:
可不可以先用仿真器下载到外程序存储RAM中,然后程序代码将程序代码自己从外程序存储RAM写到F240的内部Flash ROM中,如何写?
答:
如果你用F240,你可以用下载TI做的工具。
其它的可以这样做。
问:
C5510芯片如何接入E1信号?
在接入时有什么需要注意的地方?
答:
通过McBSP同步串口接入。
注意信号电平必须满足要求。
问:
请问如何通过仿真器把.HEX程序直接烧到FLASH中去?
所用DSP为5402是否需要自己另外编写一个烧写程序, 如何实现?
谢谢!
!
答:
直接写.OUT。
是DSP中写一段程序,把主程序写到FLASH中。
问:
DSP的硬件设计和其他的电路板有什么不同的地方?
答:
1.要考虑时序要求;2.要考虑EMI的要求;3.要考虑高速的要求;4.要考虑电源的要求。
问:
ADS7811,ADS7815,ADS8320,ADS8325,ADS8341,ADS8343,ADS8344,ADS8345中,哪个可以较方便地与VC33连接,完成10个模拟信号的AD转换(要求16bit,1毫秒内完成10个信号的采样,当然也要考虑价格)?
答:
作选择有下列几点需要考虑1. 总的采样率:
1ms、10个通道,总采样率为100K ,所有A/D均能满足要求。
2. A/D与VC33的接口类型:
并行、串行。
前2种A/D为并行接口,后几种均为串行接口。
3. 接口电平的匹配。
前2种A/D为5V电平,与VC33不能接口;后几种均可为3.3V电平,可与VC33直接接口。
问:
DSP的电路板有时调试成功率低于50%,连接和底板均无问题,如何解决?
有时DSP同CPLD产生不明原因的冲突,如何避免?
答:
看来你的硬件设计可能有问题,不应该这么小的成功率。
我们的板的成功率为95%以上。
问:
我们的工程有两人参与开发,由于事先没有考虑周全,一人使用的是助记符方式编写
汇编代码,另一人使用的是代数符号方式编写汇编代码,请问CCS5000中这二种编写方式如何嵌在一起调试?
答:
我没有这样用过,我想可以用下面的办法解决:
将一种方式的程序先单独编译为.obj
文件,在创建工程时,将这些.obj文件和另一种方式的程序一起加进工程中,二者即可一
起编译调试了。
问:
DSP数据缓冲,能否用SDRAM代替FIFO?
答:
不行
问:
ADC或DAC和DSP相连接时,要注意什么问题?
比如匹配问题,以保证A/D采样稳定或D/A码不丢失。
答:
1. 接口方式:
并行/串行;2. 接口电平,必须保证二者一致。
问:
用F240经常发生外部中断丢失现象,甚至在实际环境中只有在程序刚开始时能产生中
断,几分钟后就不能产生中断。
有时只能采取查询的方式,请问有何有效的解决方法?
改
为F2407是不是要好些?
答:
应该同DSP无关。
建议你将中断服务程序简化看一下。
二.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ANSI C,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。
三.DSP发展动态
1.TMS320C2000 TMS320C2000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.TMS320C3x TMS320C3x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.TMS320C5x TMS320C5x系列已不推荐使用,建议使用C24x或C5000系列替代。
4.TMS320C5000 TMS320C5000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TI DSP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.TMS320C6000 TMS320C6000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。
四.5V/3.3V如何混接?
TI DSP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。
五.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。
六.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。
七如何选择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。
八.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。
九.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。
十.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。
十一.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。
十二.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
十三.如何选择DSP的外部存储器?
DSP的速度较快,为了保证DSP的运行速度,外部存储器需要具有一定的速度,否则DSP访问外部存储器时需要加入等待周期。
1)对于C2000系列:
C2000系列只能同异步的存储器直接相接。
C2000系列的DSP目前的最高速度为150MHz。
建议可以用的存储器有:
CY7C199-15:
32K×8,15ns,5V;
CY7C1021-12:
64K×16,15ns,5V; CY7C1021V33-12:
64K×16,15ns,3.3V。
2)对于C3x系列:
C3x系列只能同异步的存储器直接相接。
C3x系列的DSP的最高速度,5V的为40MHz,3.3V的为75MHz,为保证DSP无等待运行,分别需要外部存储器的速度<25ns和<12ns。
建议可以用的存储器有:
ROM:
AM29F400-70:
256K×16,70ns,5V,加入一个等待;
AM29LV400-55(SST39VF400):
256K×16,55ns,3.3V,加入两个等待(目前没有更快的Flash)。
SRAM:
CY7C199-15:
32K×8,15ns,5V;
CY7C1021-15:
64K×16,15ns,5V;
CY7C1009-15:
128K×8,15ns,5V;
CY7C1049-15:
512K×8,15ns,5V;
CY7C1021V33-15:
64K×16,15ns,3.3V;
CY7C1009V33-15:
128K×8,15ns,3.3V;
CY7C1041V33-15:
256k×16,15ns,3.3V。
3)对于C54x系列:
C54x系列只能同异步的存储器直接相接。
C54x系列的DSP的速度为100MHz或160MHz,为保证DSP无等待运行,需要外部存储器的速度<10ns或<6ns。
建议可以用的存储器有:
ROM:
AM29LV400-55(SST39VF400):
256K×16,55ns,3.3V,加入5或9个等待(目前没有更快的Flash)。
SRAM:
CY7C1021V33-12:
64K×16,12ns,3.3V,加入一个等待;
CY7C1009V33-12:
128K×8,12ns,3.3V,加入一个等待。
4)对于C55x和C6000系列:
TI的DSP中只有C55x和C6000可以同同步的存储器相连,同步存储器可以保证系统的数据交换效率更高。
ROM:
AM29LV400-55(SST39VF400):
256K×16,55ns,3.3V。
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