DSP入门教程精.docx

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DSP入门教程精

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）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，AssemblyLanguageToolsUser'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。

注意主机BIOS中并口的型式必须同xds510pp.ini中一致。

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240/280/320/340，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240/280/320/340，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。

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。

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750