從零學(xué)起DSP(一)
出處:tyw 發(fā)布于:2011-08-01 15:11:58
1、TI DSP 的選型
主要考慮處理速度、功耗、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量、片內(nèi)的資源,如定時(shí)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 占有的市場份額。
TI 公司現(xiàn)在主推四大系列DSP:
1)C5000 系列(定點(diǎn)、低功耗)
C54X,C54XX,C55X 相比其它系列的主要特點(diǎn)是低功耗,所以適合個(gè)人與便攜式上網(wǎng)以及無線通信應(yīng)用,如手機(jī)、PDA、GPS 等應(yīng)用。處理速度在80MIPS--400MIPS 之間。C54XX 和C55XX 一般只具有McBSP 同步串口、HPI 并行接口、定時(shí)器、DMA 等外設(shè)。值得注意的是C55XX 提供了EMIF 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口,可以直接使用SDRAM,而C54XX 則不能直接使用。兩個(gè)系列的數(shù)字IO 都只有兩條。
2)C2000 系列(定點(diǎn)、控制器)
C20X,F(xiàn)20X,F(xiàn)24X,F(xiàn)24XX ,C28x 該系芯片具有大量外設(shè)資源,如:A/D、定時(shí)器、各種串口(同步和異步),WATCHDOG、CAN 總線/PWM 發(fā)生器、數(shù)字IO 腳等。是針對(duì)控制應(yīng)用化的DSP,在TI 所有的DSP 中,只有C2000 有FLASH,也只有該系列有異步串口可以和PC 的UART 相連。
3)C6000 系列
C62XX,C67XX,C64X 該系列以高性能著稱,適合寬帶網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字影像應(yīng)用。32bit,其中:C62XX 和C64X 是定點(diǎn)系列,C67XX 是浮點(diǎn)系列。該系列提供EMIF擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口。該系列只提供BGA 封裝,只能制作多層PCB。且功耗較大。同為浮點(diǎn)系列的C3X 中的VC33 現(xiàn)在雖非主流產(chǎn)品,但也仍在廣泛使用,但其速度較低,在150MIPS。
4)OMAP 系列
OMAP 處理器集成ARM 的命令及控制功能,另外還提供DSP 的低功耗實(shí)時(shí)信號(hào)處理能力,適合移動(dòng)上網(wǎng)設(shè)備和多媒體家電。
其他系列的DSP 曾經(jīng)有過風(fēng)光,但現(xiàn)在都非TI 主推產(chǎn)品了,除了C3X 系列外,其他基本處于淘汰階段,如:C3X 的浮點(diǎn)系列:C30,C31,C32 C2X 和C5X 系列:C20,C25,C50每個(gè)系列的DSP 都有其主要應(yīng)用領(lǐng)域。
2、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
原則是碰到問題就去www.ti.com1)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(dòng)即可。
3、如何看待TI DSP 龐雜的技術(shù)文檔
新手進(jìn)行DSP 開發(fā)學(xué)習(xí)之時(shí),常常感覺技術(shù)文檔太多,哪本都有用,哪本都想看,無從下手。此時(shí)原則是只看入門必須的、只看和芯片相關(guān)的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如下的資料必看不可:
1)講述DSP 的CPU,memory,program memory addressing,data memory addressing 的資料都需要看、外設(shè)資源的資料可以只看自己用到的部分;
2)C 和匯編的編程指南需要看
3)匯編指令和C 語言的運(yùn)行時(shí)間支持庫、DSPLIB 等資料需要看其他的如:ApplicationsGuide,Optimizing CC++ Compiler User's Guide,Assembly Language Tools User's Guide 等資料留待入門之后再去看體會(huì)會(huì)更深一些。
4、如何高效開始TI DSP 的硬件開發(fā)
1)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域選擇TI 推薦的DSP 類型2)參考選定的DSP 之EVM 板,DSK 等原理圖,完成DSP 系統(tǒng)的搭建(包括外擴(kuò)內(nèi)存空間、電源復(fù)位系統(tǒng)、各控制信號(hào)管腳的連接、JTAG 口的連接等);
2)參考選定的DSP 之EVM 板,DSK 等原理圖,完成DSP 系統(tǒng)的搭建(包括外擴(kuò)內(nèi)存空間、電源復(fù)位系統(tǒng)、各控制信號(hào)管腳的連接、JTAG 口的連接等);
3)根據(jù)具體應(yīng)用需要,選擇外圍電路的擴(kuò)展,一般如語音、視頻、控制等領(lǐng)域均有成熟的電路可以從TI 網(wǎng)站得到。外圍電路與DSP 的接口可參看EVM 或DSK,以及所選外圍電路芯片的典型接口設(shè)計(jì)原理圖;外圍電路芯片也選擇TI 的,這樣的話不管硬件接口有現(xiàn)成原理圖、很多連DSP 與其接口的基本控制源碼都有。
4)地址譯碼、IO 擴(kuò)展等用CPLD 或者FPGA 來做,將DSP 的地址線、數(shù)據(jù)線、控制信號(hào)線如IS/PS/DS 等都引進(jìn)去有利于調(diào)試。
5、如何高效開始TI DSP 的軟件開發(fā)
如果你不是純做算法,而是在一個(gè)目標(biāo)版上進(jìn)行開發(fā),需要使用DSP 的片上外設(shè),需要控制片外接口電路,那么建議在寫程序前先好好將這個(gè)目標(biāo)版的電路設(shè)計(jì)搞清楚。重要的是程序、數(shù)據(jù)、I/O 空間的譯碼。不管是否純做算法還是軟硬結(jié)合,DSP 的CPU,memory,programmemory addressing, data mem.ory addressing 的資料都需要看。
1)看CCS 的使用指南
2)明白CMD 文件的編寫
3)明白中斷向量表文件的編寫,并定位在正確的地方
4)運(yùn)行一個(gè)純simulator 的程序,了解CCS 的各個(gè)操作
5)到TI 網(wǎng)站下相關(guān)的源碼,參考源碼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程6)不論是C 編程還是ASM 編程,模塊化是必須的6、選擇C 還是選擇ASM 進(jìn)行編程:
記住一條原則,TI 的工程師在不斷改進(jìn)CCS 的C 程序優(yōu)化編譯器,現(xiàn)在C 優(yōu)化的效率可達(dá)到手工匯編的90%甚至更高。當(dāng)然有的時(shí)候如果計(jì)算能力和內(nèi)存資源是瓶頸,ASM 還是有優(yōu)勢,比如G.729 編解碼。但是針對(duì)一般的應(yīng)用開發(fā),C 是的選擇。
新手編程則選擇C 和匯編混合編程更有利一些。
6、選擇什么仿真器
一般來說,買個(gè)并口的EPP 就夠了,價(jià)格便宜又穩(wěn)定8、關(guān)于TI 54X 系列DSP 的bootloader 過程:
請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀TI 文檔SPRA618A、SPRA571,這些文檔對(duì)boot 的機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)說明同時(shí)說明了利用hex500 將*.out 文件轉(zhuǎn)化為*.hex 文件時(shí),需要編寫的cmd 文件的寫法。
如何選擇外部時(shí)鐘?
DSP 的內(nèi)部指令周期較高,外部晶振的主頻不夠,因此DSP 大多數(shù)片內(nèi)均有PLL。但每個(gè)系列不盡相同。
1)TMS320C2000 系列
TMS320C20x:PLL 可以÷2,×1,×2 和×4,因此外部時(shí)鐘可以為5MHz-40MHz。
TMS320F240:PLL 可以÷2,×1,×1.5,×2,×2.5,×3,×4,×4.5,×5 和×9,因此外部時(shí)鐘可以為2.22MHz-40MHz。
TMS320F241/C242/F243:PLL 可以×4,因此外部時(shí)鐘為5MHz。TMS320LF24xx:PLL 可以由RC 調(diào)節(jié),因此外部時(shí)鐘為4MHz-20MHz。
TMS320LF24xxA:PLL 可以由RC 調(diào)節(jié),因此外部時(shí)鐘為4MHz-20MHz。
2)TMS320C3x 系列
TMS320C3x:沒有PLL,因此外部主頻為工作頻率的2 倍。
TMS320VC33:PLL 可以÷2,×1,×5,因此外部主頻可以為12MHz-100MHz。
3)TMS320C5000 系列
TMS320VC54xx:PLL 可以÷4,÷2,×1-32,因此外部主頻可以為0.625MHz-50MHz。
TMS320VC55xx:PLL 可以÷4,÷2,×1-32,因此外部主頻可以為6.25MHz-300MHz。
4)TMS320C6000 系列
TMS320C62xx:PLL 可以×1,×4,×6,×7,×8,×9,×10 和×11,因此外部主頻可以為11.8MHz-300MHz。
TMS320C67xx:PLL 可以×1 和×4,因此外部主頻可以為12.5MHz-230MHz。
TMS320C64xx:PLL 可以×1,×6 和×12,因此外部主頻可以為30MHz-720MHz。
軟件等待的如何使用?
DSP 的指令周期較快,訪問慢速存儲(chǔ)器或外設(shè)時(shí)需加入等待。等待分硬件等待和軟件等待,每一個(gè)系列的等待不完全相同。
1)對(duì)于C2000 系列
硬件等待信號(hào)為READY,高電平時(shí)不等待。軟件等待由WSGR 寄存器決定,可以加入多7 個(gè)等待。其中程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及I/O 可以分別設(shè)置。
2)對(duì)于C3x 系列
硬件等待信號(hào)為/RDY,低電平是不等待。軟件等待由總線控制寄存器中的SWW 和WTCNY 決定,可以加入多7 個(gè)等待,但等待是不分段的,除了片內(nèi)之外全空間有效。
3)對(duì)于C5000 系列
硬件等待信號(hào)為READY,高電平時(shí)不等待。軟件等待由SWWCR 和SWWSR 寄存器決定,可以加入多14 個(gè)等待。其中程序存儲(chǔ)器、控制程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及I/O 可以分別設(shè)置。
4)對(duì)于C6000 系列(只限于非同步存儲(chǔ)器或外設(shè))
硬件等待信號(hào)為ARDY,高電平時(shí)不等待。軟件等待由外部存儲(chǔ)器接口控制寄存器決定,總線訪問外部存儲(chǔ)器或設(shè)備的時(shí)序可以設(shè)置,可以方便的同異步的存儲(chǔ)器或外設(shè)接口。
參考文獻(xiàn):
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