DSP控制器原理与应用 张小鸣 第1章.DSP概述

DSP控制器原理及应用
TM S320 系列C64X系列芯片介绍

TMS320C6x
C64X系列 时钟频率600MHz，指令周期为1.67ns，（8条 32bit指令/周期），4800MIPS，6个40bit运算 单元，2个32bit乘法器 RAM：16KB程序、16KB数据、256KB通用 总存储器空间达到1024M 功耗低。内核1.2V，外围3.3V 64ch的增强型DMA 2个视频接口、1个McASP、1个McBSP、3个32bit 定时器、16个通用I/O及PLL

代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810
DSP控制器原理及应用
TMS320LF2407 : 高集成度的DSP控制器
Event Manager
Data RAM Data RAM 2.5K words 2.5K words D(15-0) Program // Data // I/O Buses Program Data I/O Buses A(15-0) Boot ROM Boot ROM 256 words 256 words Program Flash Program Flash 32K words 32K words
DSP控制器原理及应用
16 位定点数Q 与S 表示法
Q 表示 Q15 Q14 . . . . . . Q1 Q0 S 表示 S0.15 S1.14 . . . . . . S14.1 S15.0 十进制数表示范围 -1 ≤X ≤0.9999695 -2 ≤X ≤1.9999390 . . . . . . -16384 ≤X ≤16383.5 -32768 ≤X ≤32767
16 16 16 16 16 16
DSP控制器原理及应用
C5000系列DSP

子系列
C54x子系列：16位定点DSP、100～160MIPS，应用于低端产品 代表器件： TMS320VC5402、VC5409、VC5410、VC5416 C55x子系列：16位定点DSP、400MIPS，应用于高端产品 代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502
DSP控制器原理及应用

TM S320 系列C67X系列芯片介绍 TMS320C6x
C67X系列 处理能力强（8条/周期），指令周期为3.3ns， 2400MIPS，1800MFLOPS，2个浮点运算单元，2 个浮点/定点运算单元，4个浮点/定点乘法器 RAM：4KB程序、4KB数据、256KB通用 总存储器空间达到512M 功耗低。内核1.4V，外围3.3V 16ch的增强型DMA 2个McASP、 2个McBSP、2个32bit定时器及PLL
C5000™ DSP
C6000™ DSP Broadband Infrastructure DSP
TI C64x™ DSP 核心: 世界上具有最高性能的 DSPs
Personal DSP
TI C55x™ DSP 核心: 世界上最低功耗性能比 mW/MIPS的DSPs
• 可扩展性能达到400MIPs • 最佳的C/C++ 控制代码效率 • 兼容C24x™ DSP软件
DSP控制器原理及应用
TM S320C28X 系列芯片的资源配置
TM S320 C28X R 2812 R 2811 F2812 F2811 F2810 F2808 指令周期 （ns ） 6.67 6.67 6.67 6.67 6.67 10 片内R AM （字） 20K 20K 18K 18K 18K 18K 128K 128K 64K 64K 片内FLM 12bitA/ D 串行口 （字） 16ch 16ch 16ch 16ch 16ch 16ch 2 2 2 2 2 2 PWM
• 以达到0.05mW/MIPs的最低
功耗性能比而具有最长的电池 寿命。
• 工作频率将达到1.1GHz • 最好的DSP编译器, 便于
使用
• 最佳的代码密度 • 兼容C54x™ DSP软件
• 兼容C62x™ DSP软件
DSP控制器原理及应用
TM S320 系列主要芯片发展
DSP控制器原理及应用
C2000系列DSP

DSP控制器原理及应用
TM S320C54X 的资源配置
TM S320C5 4X C549 C5441 C5421 C5420 C5416 C5410 C5409 C5407 指令周期 （ns ） 8.33 7.5 10 10 6.25 6.25 6.25 8.33 工作电压 （V ） 3.3/ 2.5 3.3/ 1.6 3.3/ 1.8 3.3/ 1.8 3.3/ 1.6 3.3/ 1.5 3.3/ 1.6 3.3/ 1.5 片内R AM （字） 32K 640K 256K 192K 128K 64K 32K 40K 16K 168K 162K 1284K 4K 片内R OM （字） 16K 串行口 3 3 3 3 3 3 3 3 BSP 2 12 6 6 3 3 3 3

N EC 公司产品

DSP控制器原理及应用
DSP 市场大致份额
TI、朗讯 /Agere、摩 托罗拉公司 、Analog Devices
DSP的发展总结为：多、快、好、省
DSP控制器原理及应用
TI公司主推的三大DSP系列
C2000™ DSP Motor Control DSP
TI C28x™ DSP 核心: 世界上第一颗针对控制进行 优化的DSP
C2xx DSP Core
16-bit T register 16-bit barrel shifter (L) 16 x 16 multiply Peripheral Bus 32-bit P register Shift L (0,1,4,-6) 32-bit ALU 32-bit accumulator Shift L (0-7) 8 auxiliary registers 8-level hardware stack Repeat count 2 status registers
DSP控制器原理及应用
1.9 定点运算及定点DSP
1、数据格式 2、运算方法 3、定点DSP芯片
DSP控制器原理及应用
浮点数与定点数的转换关系

浮点数转换为定点数 Q x q int x 2 定点数转换为浮点数
x float x q 2 Q


浮点数 x=0.5，定标 Q＝15， 则定点数＝0.5*32768=16384
Fra Baidu bibliotek

代表器件：TMS320C6414、C6415、 C6416
DSP控制器原理及应用

TMS320系列C62X系列芯片介绍 TMS320C6x
C62X系列 处理能力强（8条32bit指令/周期），指令周 期为6ns，1333MIPS，6个40bit运算单元，2个 32bit乘法器 RAM：4KB程序、4KB数据、64KB通用 总存储器空间达到512M 功耗低。内核1.8/1.5V，外围3.3V 16ch的增强型DMA 2个McBSP、2个32bit定时器及PLL
DSP控制器原理及应用
C6000系列DSP
子系列

C62x子系列：32位定点DSP、1200～2400MIPS 代表器件：TMS320C6211 C67x子系列：32位浮点DSP、1200～1800MIPS， 900～1350MFLOPS



代表器件：TMS320C6711、C6712、C6713 C64x子系列：32位定点DSP，4000～5760MIPS
DSP控制器原理及应用
TMS320系列C28X系列芯片介绍

TMS320C2xx
C28X系列 处理能力强（32bit），指令周期为6.67ns 片内含有较大的内存（20KB）和闪存（128KB） 成本低（$9～15） 功耗低。内核1.8V，外围3.3V 12bit/16ch的A/D转换器 较多的并行口（56）及多种接口设计（CAN、 SCI、SPI等）
DSP控制器原理及应用
第1 章 DSP 概述
一、DSP的一般概念 二、DSP系统构成及设计方法 三、DSP芯片的发展史 四、美国德州仪器公司(TI)及DSP芯片 五、定点运算及定点DSP 六、浮点运算及浮点DSP芯片
DSP控制器原理及应用
DSP芯片主要制造商

ADI公司: www.analog.com TI公司: www.ti.com 朗讯公司: www.lucent.com Motorola公司: www.motorola.com DSP Group公司: www.dspg.com 尚|品|棋|牌公司: www.shangpin7pai.com
Event Manager 2 Timers
Compares 25 timers PWM Outputs 58compares Dead band logic 8 PWM outputs 3 Input Captures Dead band logic 2 QEP channels 3 input captures 2 QEP channels
WD WDTimer Timer CAN CAN SCI SCI SPI SPI A/D A/DConverter Converter
10 bits, 16 channels 10 bits, 16 channels
DSP控制器原理及应用
TM S320C240X 系列芯片的资源配置
TM S320 C240X LF2407 LF2406 LF2403 LF2402 LF2401 LC2406 指令周期 （ns ） 25 25 25 25 25 25 64K 片内R OM （字） 片内R AM （字） 5K 5K 2K 2K 2K 5K 片内FLM （字） 64K 64K 32K 16K 16K A/ D 16ch/ 10bit 16ch/ 10bit 8ch/ 10bit 8ch/ 10bit 5ch/ 10bit 16ch/ 10bit A/ D 转换 时间 500ns 500ns 500ns 500ns 500ns 375ns
DSP控制器原理及应用
各DSP公司比较有代表性的产品简介

TI 公司为TM S320 系列 ：C3X，C67X为浮点处理器. AD 公司产品


ADSP 21X X 为 定 点 处 理 器 ， 如 ： ADSP 2101/ 2103/ 2105 ， ADSP 2111/ 2115 ， ADSP 2161/ 2162/ 2163/ 2164/ 2165/ 21 66 ，ADSP 2171/ 2173/ 2181 等。 ADSP 21X X X 为浮点处理器，如： ADSP 21020 ，ADSP 21060 ，ADSP 21062.


子系列
C2xx子系列：16位定点DSP、20MIPS 代表器件：TMS320F206PZ C24x子系列：16位定点DSP、20MIPS 代表器件：TMS320F240 LF240xA子系列：16位定点DSP、40MIPS




代表器件：TMS320LF2407A F28x子系列：32位定点DSP、150MIPS
DSP控制器原理及应用
各DSP公司比较有代表性的产品简介

AT& T公司产品


M OTOR OLA 公司

AT& T 公 司 比 较 有 代 表 性 的 定 点 处 理 器 有 DSP 16 、 DSP 16A 、DSP 16C 、DSP 1610 、DSP 1616 等。 AT& T 公司比较有代表性的浮点处理器有DSP 32 、 DSP 32C 、DSP 3210 等 代 表 性 的 定 点 处 理 器 有 M C56000 、 M C56001 、 M C56002 。 代表性的浮点处理器有M C96002 等。 N EC 公司比较有代表性的定点处理器有 uP D77C25 、 uP D77220 等。 N EC 公司比较有代表性的浮点处理器有uP D77240 等。


C54x＋ARM7子系列：主要应用于嵌入式系统中，如静态数码相机 代表器 件：TMS320VC5470、VC5471、DSC21 C55x＋ARM9子系列：主要应用于2G和3G手机中 即OMAP平台：Open Multimedia Applications Platform开放式多媒体应用平 台 代表器件：OMAP5910