DSP原理与应第四章.ppt
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第四章 F2833x系统时钟及中断控制-TMS320F28335 DSP原理、开发及应用-符晓
在CPU崩溃时对其复位
看门狗计数器独立于CPU而运行 看门狗计数器溢出时，产生复位或者中断
CPU正常运行时看门狗计数器被定时复位，即“喂狗” 150MHz的时钟频率相当于6.67ns，看门狗计数器是16
位的，从0开始计数到计满溢出是65536个数，即 6.67ns*65536=4.396ms
第四章 系统时钟及中断控制
4.1 F2833x OSC与PLL (对应: SysCtrl.c)
3.3V时钟脉冲输入
外部晶振
片上振 荡器
PLL工作模式 XRS
表4-1 PLL工作模式
工作模式介绍
PLLSTS[DIVSEL]
PLL关闭
通过将PLLSTS寄存器中的PLLOFF位置1可将PLL模块关闭，从而减少
2-0
HSPCLK
ADC
2-0
LSPCLK
SCI / SPI / I2C / McBSP
4.2 外设时钟信号的寄存器
SysCtrlRegs.PCLKCR0
15
14
13
ECANB ECANA MA ENCLK ENCLK ENCLK
7
6
5
reserved reserved
SCIC ENCLK
12
MB ENCLK
0,1
系统噪声并减少功率损耗。在进入此模式前应首先将PLLCR寄存器设为
0x0000。
2
3
PLL旁路
上电复位或 复位后，PLL进入该模式。在该模式下时钟信号直接绕过
0,1
PLL模块，但PLL模块却未关闭。
2
3
PLL使能
向PLLCR寄存器中写入非零的数可使能PLL模块，一旦写入数据后，PLL
看门狗计数器独立于CPU而运行 看门狗计数器溢出时，产生复位或者中断
CPU正常运行时看门狗计数器被定时复位，即“喂狗” 150MHz的时钟频率相当于6.67ns，看门狗计数器是16
位的，从0开始计数到计满溢出是65536个数，即 6.67ns*65536=4.396ms
第四章 系统时钟及中断控制
4.1 F2833x OSC与PLL (对应: SysCtrl.c)
3.3V时钟脉冲输入
外部晶振
片上振 荡器
PLL工作模式 XRS
表4-1 PLL工作模式
工作模式介绍
PLLSTS[DIVSEL]
PLL关闭
通过将PLLSTS寄存器中的PLLOFF位置1可将PLL模块关闭，从而减少
2-0
HSPCLK
ADC
2-0
LSPCLK
SCI / SPI / I2C / McBSP
4.2 外设时钟信号的寄存器
SysCtrlRegs.PCLKCR0
15
14
13
ECANB ECANA MA ENCLK ENCLK ENCLK
7
6
5
reserved reserved
SCIC ENCLK
12
MB ENCLK
0,1
系统噪声并减少功率损耗。在进入此模式前应首先将PLLCR寄存器设为
0x0000。
2
3
PLL旁路
上电复位或 复位后，PLL进入该模式。在该模式下时钟信号直接绕过
0,1
PLL模块，但PLL模块却未关闭。
2
3
PLL使能
向PLLCR寄存器中写入非零的数可使能PLL模块，一旦写入数据后，PLL
DSP技术原理及应用教程
跨学科融合
加强与数学、物理学、生物学等其他学科的交叉融合，以开拓DSP技 术在更多领域的应用。
注重实际应用
在研究过程中，注重与实际应用的结合，以提高DSP技术的实用性和 市场竞争力。
THANKS
感谢观看
应用前景
通信领域
DSP技术将在通信领域发挥重 要作用，如调制解调、信号编
解码等。
音频处理
DSP技术在音频信号处理方面 具有天然优势，如音频编解码 、音频效果处理等。
图像处理
DSP技术也可应用于图像信号 处理，如图像增强、目标检测 等。
工业控制
DSP技术将应用于工业控制领 域，实现智能化、高精度的信
号处理。
06
结论
主要观点总结
DSP技术原理
数字信号处理（DSP）是一门跨学科的综合性技术，涉及数学、电路、计算机等多个领域。其主要原理是将模拟信号转换 为数字信号，然后通过计算机进行运算处理，以达到改善信号质量或提取有用信息的目的。
应用领域
DSP技术在通信、雷达、声呐、图像处理、语音识别、生物医学工程等领域有着广泛的应用。通过DSP技术，可以实 现信号的滤波、频谱分析、参数估计、模式识别等功能。
FFT算法将DFT的计算复杂度从 $O(N^2)$降低到$O(Nlog N)$，大 大提高了计算效率。
03
DSP技术的应用领域
通信领域
调制解调
频谱分析
信道均衡
语音压缩
在数字通信中，调制解调是 将基带信号转换为频带信号 的过程，反之亦然。DSP技 术可以快速实现各种调制解 调算法，如QPSK、QAM等 ，提高通信速率和抗干扰能 力。
DSP芯片采用先进的制程技术，具有低功耗 的特点，延长了设备的待机时间。
加强与数学、物理学、生物学等其他学科的交叉融合，以开拓DSP技 术在更多领域的应用。
注重实际应用
在研究过程中，注重与实际应用的结合，以提高DSP技术的实用性和 市场竞争力。
THANKS
感谢观看
应用前景
通信领域
DSP技术将在通信领域发挥重 要作用，如调制解调、信号编
解码等。
音频处理
DSP技术在音频信号处理方面 具有天然优势，如音频编解码 、音频效果处理等。
图像处理
DSP技术也可应用于图像信号 处理，如图像增强、目标检测 等。
工业控制
DSP技术将应用于工业控制领 域，实现智能化、高精度的信
号处理。
06
结论
主要观点总结
DSP技术原理
数字信号处理（DSP）是一门跨学科的综合性技术，涉及数学、电路、计算机等多个领域。其主要原理是将模拟信号转换 为数字信号，然后通过计算机进行运算处理，以达到改善信号质量或提取有用信息的目的。
应用领域
DSP技术在通信、雷达、声呐、图像处理、语音识别、生物医学工程等领域有着广泛的应用。通过DSP技术，可以实 现信号的滤波、频谱分析、参数估计、模式识别等功能。
FFT算法将DFT的计算复杂度从 $O(N^2)$降低到$O(Nlog N)$，大 大提高了计算效率。
03
DSP技术的应用领域
通信领域
调制解调
频谱分析
信道均衡
语音压缩
在数字通信中，调制解调是 将基带信号转换为频带信号 的过程，反之亦然。DSP技 术可以快速实现各种调制解 调算法，如QPSK、QAM等 ，提高通信速率和抗干扰能 力。
DSP芯片采用先进的制程技术，具有低功耗 的特点，延长了设备的待机时间。
数字信号处理DSP第4章
G[3] 1
k 0,1, , N 1
2
13
4.2 按时间抽取（DIT）的基2–FFT算法
将系数统一为 WNk 2 WN2k ,则可得
x[0]
N 4点
x[4]
DFT
G[0]
X [0]
G[1]
X [1]
x[2]
N 4点
WN0
x[6]
DFT
WN2
G[2]
1 G[3]
1
X [2] X [3]
x[1]
N 4点
X m1[i] WNr X m1[ j] , X m1[i] WNr X m1[ j]
m 1, 2 ,
每一个蝶形需要一次复数乘法和两次复数加法。
17
4.2 按时间抽取（DIT）的基2–FFT算法
N点的DIT-FFT计算量为
复数乘法：
1
N 2
log2
N
N 2
复数加法：
2
N 2
log2
N
N
例： 如果每次复数乘法需要100us，每次复数加法需要20us，来 计算N=1024点DFT，则需要
12
4.2 按时间抽取（DIT）的基2–FFT算法
同理
( N 4)1
( N 4)1
G[k] DFT[g[r]]
g[2l]WN2lk2
g[2l 1]WN(22l1)k
l 0
l 0
( N 4)1
( N 4)1
g[2l]WNlk 4 WNk 2
g[2l 1]WNlk 4 ,
l 0
l 0
k 0,1,
(3) WN0 WN4 WN8 WN12 WN16 WN20 WN24 WN28
或 WN4i i 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (dm 1)
k 0,1, , N 1
2
13
4.2 按时间抽取（DIT）的基2–FFT算法
将系数统一为 WNk 2 WN2k ,则可得
x[0]
N 4点
x[4]
DFT
G[0]
X [0]
G[1]
X [1]
x[2]
N 4点
WN0
x[6]
DFT
WN2
G[2]
1 G[3]
1
X [2] X [3]
x[1]
N 4点
X m1[i] WNr X m1[ j] , X m1[i] WNr X m1[ j]
m 1, 2 ,
每一个蝶形需要一次复数乘法和两次复数加法。
17
4.2 按时间抽取（DIT）的基2–FFT算法
N点的DIT-FFT计算量为
复数乘法：
1
N 2
log2
N
N 2
复数加法：
2
N 2
log2
N
N
例： 如果每次复数乘法需要100us，每次复数加法需要20us，来 计算N=1024点DFT，则需要
12
4.2 按时间抽取（DIT）的基2–FFT算法
同理
( N 4)1
( N 4)1
G[k] DFT[g[r]]
g[2l]WN2lk2
g[2l 1]WN(22l1)k
l 0
l 0
( N 4)1
( N 4)1
g[2l]WNlk 4 WNk 2
g[2l 1]WNlk 4 ,
l 0
l 0
k 0,1,
(3) WN0 WN4 WN8 WN12 WN16 WN20 WN24 WN28
或 WN4i i 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (dm 1)
《DSP原理及应用》电子教案全套课件
第1章 绪论
1.1 数字信号处理概述 1.2 数字信号处理器概述
1.1 数字信号处理概述
1.1.1 数字信号处理系统的构成 1.1.2 数字信号处理的实现 1.1.3 数字信号处理的特点
返回首页
1.1.1 数字信号处理系统的构成
图1-1 典型的数字信号处理系统
返回本节
1.1.2 数字信号处理的实现
返回本节
图2-1 TMS320C54x DSP的内部硬件组成框图2
2.2 TMS320C54x的总线结构
TMS320C54x DSP采用先进的哈佛结构并具有八 组总线，其独立的程序总线和数据总线允许同时 读取指令和操作数，实现高度的并行操作。 采用各自分开的数据总线分别用于读数据和写数 据，允许CPU在同一个机器周期内进行两次读操 作数和一次写操作数。独立的程序总线和数据总 线允许CPU同时访问程序指令和数据。
返回首页
存储器 64 K字程序存储器、64 K字数据存储器以及64 K 字 I/O 空间。在 C548、C549、C5402、C5410 和 C5420中程序存储器可以扩展。
指令系统 单指令重复和块指令重复操作。 块存储器传送指令。 32位长操作数指令。 同时读入两个或3个操作数的指令。 并行存储和并行加载的算术指令。 条件存储指DSP芯片的主要特点
1．哈佛结构 2．多总线结构 3．指令系统的流水线操作 4．专用的硬件乘法器 5．特殊的DSP指令 6．快速的指令周期 7．硬件配置强
时钟 取指 译码 取操作数 执行 N N-1 N-2 N-3 N+1 N N-1 N-2 N+2 N+1 N N-1 N+3 N+2 N+1 N
1.1 数字信号处理概述 1.2 数字信号处理器概述
1.1 数字信号处理概述
1.1.1 数字信号处理系统的构成 1.1.2 数字信号处理的实现 1.1.3 数字信号处理的特点
返回首页
1.1.1 数字信号处理系统的构成
图1-1 典型的数字信号处理系统
返回本节
1.1.2 数字信号处理的实现
返回本节
图2-1 TMS320C54x DSP的内部硬件组成框图2
2.2 TMS320C54x的总线结构
TMS320C54x DSP采用先进的哈佛结构并具有八 组总线，其独立的程序总线和数据总线允许同时 读取指令和操作数，实现高度的并行操作。 采用各自分开的数据总线分别用于读数据和写数 据，允许CPU在同一个机器周期内进行两次读操 作数和一次写操作数。独立的程序总线和数据总 线允许CPU同时访问程序指令和数据。
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存储器 64 K字程序存储器、64 K字数据存储器以及64 K 字 I/O 空间。在 C548、C549、C5402、C5410 和 C5420中程序存储器可以扩展。
指令系统 单指令重复和块指令重复操作。 块存储器传送指令。 32位长操作数指令。 同时读入两个或3个操作数的指令。 并行存储和并行加载的算术指令。 条件存储指DSP芯片的主要特点
1．哈佛结构 2．多总线结构 3．指令系统的流水线操作 4．专用的硬件乘法器 5．特殊的DSP指令 6．快速的指令周期 7．硬件配置强
时钟 取指 译码 取操作数 执行 N N-1 N-2 N-3 N+1 N N-1 N-2 N+2 N+1 N N-1 N+3 N+2 N+1 N
DSP原理与应用 第三版
运算速度 以上。TMS320C6201执行1024点复数FFT运算时间只有66uS。
高度集成化
集滤波、A/D、D/A、ROM、RAM和DSP内核于一体的
运算精度和动态范围
模拟混合式DSP芯片已有较大的发展和应用。 DSP字长从8位已增到64位,累加器长度也增到40位,
开发工具
提高了运算精度。同时,采用超长字指令字(VLIW)结构和
2. TMS320C55x概况
目前C55x系列芯片主要有:
C5501/2(主频300MHz, McBSP,HPI接口), C5503/6/7/9A (主频200MHz, McBSP, HPI,
优点：成本低廉 缺点：性能差、
速度慢
DSP处理器
优点：速度高、大规模生产成本低； 缺点：开发成本高、通用性差。
针对数字信号处理的要求而设计，是数 字信号处理系统设计中采用的主流芯片。 优点：灵活、高速、便于嵌入式应用
7
1.2 DSP芯片简介
1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势 1.2.2 DSP芯片的特点 1.2.3 DSP芯片的分类 1.2.4 DSP芯片的应用领域 1.2.5 选择DSP芯片考虑的因素
可同时进行取指令和多个数据存取操作,使CPU
在一个机器周期内可多次对程序空间和数据空
采用哈佛结构 间进行访问, 大大地提高了DSP的运行速度。
采用多总线结构
T1
T2
T3
T4
时钟
采用流水线结构
取指令
N
N+1
N+2
N+3
指令译码
N-1
N
N+1
N+2
配有专用的硬件乘法-累加器 取操作数 N-2
DSP第四章
位8：保留 位7：ADC CLKEN，ADC模块时钟使能控制位 0－禁止ADC模块时钟（节能） 1－使能ADC模块时钟，且正常运行 位6：SCICLKEN，SCI模块时钟使能控制位 0－禁止SCI模块时钟（节能） 1－使能SCI模块时钟，且正常运行
位5：SPICLKEN， SPI模块时钟使能控制位 0－禁止SPI模块时钟（节能） 1－使能SPI模块时钟，且正常运行 位4：CANCLKEN， CAN模块时钟使能控制位 0－禁止CAN模块时钟（节能） 1－使能CAN模块时钟，且正常运行 位3：EVBCLKEN， EVB模块时钟使能控制位 0－禁止EVB模块时钟（节能） 1－使能EVB模块时钟，且正常运行
如这些引脚作I/O使用，则不使用输入时钟限定电路
位5：WD保护位，该位可用来禁止WD工作。该位 是－个只能清除的位，复位后＝1。通过向该位写 1对其清0。
0－保护WD，防止WD被软件禁止。 1－复位时的默认值,能够通过软件禁止WD工作 位4：XMIF HI-Z。该位控制外部存储器接口信号 (XMIF)。 0－所有XMIF信号为正常驱动模式(非高阻态)。 1-所有XMIF信号处于高阻态。
外设中断请求寄存器和外设中断应答寄存器 都属于外设中断扩展模块用来向CPU产生INT1INT6中断请求的内部寄存器。这些寄存器用于测 试目的，编程时可以忽略。用户只能对其读。 1．外设中断向量寄存器(PIVR) 外设中断向量寄存器(PIVR)映射在数据存储 器空间中的地址为701Eh，该寄存器的16位V15－ V0，为最近一次被应答的外设中断的地址向量。
中断请求(PIRQ)标志位一直保持到中断应答自动 清除或用软件将其清除。 在高层次中断，或逻辑运算的多个外设中断请求 INTn产生一个到CPU的中断请求，它是2个CPU时 钟脉冲宽的低电平脉冲。 当多个外设同时发出中断请求时，CPU总是响应 优先级高的中断请求。 注意：外设中断请求标志位是在CPU响应中断时 自动清除，即在高层次中断时清0，而不是在低层 次中断时，清0。
TMS320C55X_dsp原理及应用_第4章NEW
编译结果如下： _foo: MOV #10 , port(#_i) ; 将10存在_i中 MOV #_i , port( #_iop_ptr_to_ioport ) ; 存储_i的地址 MOV port(#_iop_ptr_to_ioport),AR3 ; 载入_i的地址 MOV *AR3 , AR1 ; 载入 _i MOV AR1 , port(# _j) ; 将10存到 _ j中 return
32位数据
AC0、AC1、AC2
( 2 ) 函数调用规则
父函数收集返回值，子函数的返回值也根据返回参数的 类型 使用不同的寄存器。
表4-5 C语言函数调用中返回参数所使用的寄存器表 子函数返回类型 Void char、unsigned char、 short int 、int long int 、float 、 double struct T0 AC0 所使用的寄存器 说明 无返回参数 返回16位数据 返回32位数据
挂起状态
被中断状态
任务状态转换
信号量
两种类型
二进制型—看做一个只有一位的计数器型信号量 计数器型 单向同步
两个任务之间利用信号量来取得同步
任务用一个信号量触发另一个任务
双向同步
通信
通信途径：全局变量或消息 消息邮箱：初始化邮箱内的消息；将消息 放入邮箱；等待消息进入邮箱；从邮箱中 取得消息。 消息队列：消息队列初始化，即将消息队 列清空；将一个消息放到消息队列之中； 等待消息到来；得到消息。
采用直接嵌套的方法要十分小心，这是因为C 语言编译器并不检查的分析所嵌入的汇编语言。如 果采用嵌套汇编语句，在编译时不应采用优化功能。 如果采用该方法实现较复杂的功能，会造成 程序的可读性较差，并影响程序的可移植性，因此 更可行的方法数独立编写C语言程序和汇编程序， C语言通过函数调用汇编子程序，这样既提高了程 序的运行效率，有保证了程序的可移植性，这样做 的优点还有程序的结构性较好，并不影响C语言编 译器的优化功能。
32位数据
AC0、AC1、AC2
( 2 ) 函数调用规则
父函数收集返回值，子函数的返回值也根据返回参数的 类型 使用不同的寄存器。
表4-5 C语言函数调用中返回参数所使用的寄存器表 子函数返回类型 Void char、unsigned char、 short int 、int long int 、float 、 double struct T0 AC0 所使用的寄存器 说明 无返回参数 返回16位数据 返回32位数据
挂起状态
被中断状态
任务状态转换
信号量
两种类型
二进制型—看做一个只有一位的计数器型信号量 计数器型 单向同步
两个任务之间利用信号量来取得同步
任务用一个信号量触发另一个任务
双向同步
通信
通信途径：全局变量或消息 消息邮箱：初始化邮箱内的消息；将消息 放入邮箱；等待消息进入邮箱；从邮箱中 取得消息。 消息队列：消息队列初始化，即将消息队 列清空；将一个消息放到消息队列之中； 等待消息到来；得到消息。
采用直接嵌套的方法要十分小心，这是因为C 语言编译器并不检查的分析所嵌入的汇编语言。如 果采用嵌套汇编语句，在编译时不应采用优化功能。 如果采用该方法实现较复杂的功能，会造成 程序的可读性较差，并影响程序的可移植性，因此 更可行的方法数独立编写C语言程序和汇编程序， C语言通过函数调用汇编子程序，这样既提高了程 序的运行效率，有保证了程序的可移植性，这样做 的优点还有程序的结构性较好，并不影响C语言编 译器的优化功能。
DSP第四章 DSP程序流程控制
第四章 程序流程控制
程序流程：指的是指令的执行顺序。 C55x中影响指令执行顺序的主要有： 程序跳转(分支) 指令重复执行 条件执行 中断
程序调用
程序的流程控制主要与指令缓冲单元(I单元)和程序流程单元(P 单元)有关。
第四章 程序流程控制
P单元产生24位的程序地址，并放到PAB总线上。
1=255
举例： RPTCC #7， AC1 > #0 ADD #1，AC0 ；AC0=AC0+1
第四章 程序流程控制
以下指令不能用做单指令循环体： B ；跳转 IDLE ；空闲指令 RPTBLOCAL ；块重复 RESET；软件复位 MOV RPTC, TAx ；RPTC单指令重复计数器
TRAP ；软件陷阱 MOV dbl(Lmem), RETA
RPTBLOCAL和RPTB区别
RPTBLOCAL被定义为指令缓冲队列(IBQ)的本地循环，即直接 从IBQ中获取循环体指令，这样可以减少功率消耗，但是循环 体指令的字数不能超过56个字节。 当循环体指令超过56个字节时，使用RPTB块循环。
第四章 程序流程控制 支持两层块循环 一层循环(外循环)：BRC0, RSA0, REA0； 二层循环(内循环)： BRC1, RSA1, REA1，BRS1；
第四章 程序流程控制
vector: (4) 执行中断服务程序 rs b _c_int00 nop ISR包含中断返回指令，当中断返回时，自动恢复以前保存 nop nmi b __ret 在寄存器中的内容。 nop nop 3、中断矢量及其优先级 int0 b __ret CPU接受和响应中断请求后，产生一个中断矢量地址，地址 nop nop 指向相关中断服务程序的中断矢量。书中表4-2。 . 多个中断同时发生时，CPU按照事先定义的优先级进行处理。 . . 优先级为0的优先权最高，随着优先级数的逐步增加，优先 dmac5 b __ret 权逐步减小。 nop nop
程序流程：指的是指令的执行顺序。 C55x中影响指令执行顺序的主要有： 程序跳转(分支) 指令重复执行 条件执行 中断
程序调用
程序的流程控制主要与指令缓冲单元(I单元)和程序流程单元(P 单元)有关。
第四章 程序流程控制
P单元产生24位的程序地址，并放到PAB总线上。
1=255
举例： RPTCC #7， AC1 > #0 ADD #1，AC0 ；AC0=AC0+1
第四章 程序流程控制
以下指令不能用做单指令循环体： B ；跳转 IDLE ；空闲指令 RPTBLOCAL ；块重复 RESET；软件复位 MOV RPTC, TAx ；RPTC单指令重复计数器
TRAP ；软件陷阱 MOV dbl(Lmem), RETA
RPTBLOCAL和RPTB区别
RPTBLOCAL被定义为指令缓冲队列(IBQ)的本地循环，即直接 从IBQ中获取循环体指令，这样可以减少功率消耗，但是循环 体指令的字数不能超过56个字节。 当循环体指令超过56个字节时，使用RPTB块循环。
第四章 程序流程控制 支持两层块循环 一层循环(外循环)：BRC0, RSA0, REA0； 二层循环(内循环)： BRC1, RSA1, REA1，BRS1；
第四章 程序流程控制
vector: (4) 执行中断服务程序 rs b _c_int00 nop ISR包含中断返回指令，当中断返回时，自动恢复以前保存 nop nmi b __ret 在寄存器中的内容。 nop nop 3、中断矢量及其优先级 int0 b __ret CPU接受和响应中断请求后，产生一个中断矢量地址，地址 nop nop 指向相关中断服务程序的中断矢量。书中表4-2。 . 多个中断同时发生时，CPU按照事先定义的优先级进行处理。 . . 优先级为0的优先权最高，随着优先级数的逐步增加，优先 dmac5 b __ret 权逐步减小。 nop nop
DSP教程 第四章_中断管理和复位
使其退出HALT模式。在XMNICR寄存器中，CPU有一位使能/禁止XNMI 。
▲ STANDBY模式：如果在LPMCRl寄存器中被选中，所有信号(包括
XNMI)都能够将处理器从STANDBY模式唤醒，用户必须选择具体哪个信号唤醒 处理器。在唤醒处理器之前，要通过OSCCLK确认被选定的信号：OSCCLK的周 期数在LPMCR0寄存器当中确定。
D9
R/W-0
D8
R/W-0
CANRX SCIRXB SCIRXA C6TRIPC5TRIPC4TRIPC3TRIPC2TRIP
D7 D6
R/W-0
D5
R/W-0
D4
R/W-0
D3
R/W-0
D2
R/W-0
D1
R/W-0
D0
R/W-0
C1TRIP
R/W-0
T4CTRIP T3CTRIP T2CTRIP T1CTRIP
WDINT XNMI XINT1
低功耗方式控制1寄存器LPMCR1
第4章 中断管理和复位
七、片内外设的中断扩展
▲ PIE：外设中断扩展模块（the Peripheral Interrupt Expansion block）把许
多中断源多路复用成一个较小的中断输入集。
▲ 功能：PIE模块支持96个不同的中断，这些中断分成12个组，每个组有8个
第4章 中断管理和复位
三、非屏蔽中断
C28x非屏蔽中断包括： ▲ 软中断INTR和TRAP指令 ▲ 硬件中断NMI ▲ 非法指令陷阱 ▲ 硬件复位中断RS
INTR指令
可以通过INTR指令用标号INTl～INTl4、DLOGINT、 RTOSINT和NMI来对指令进行初始化。 ▲ INTl～INTl4、DLOGINT和RTOSINT。 ▲ NMI——一个非屏蔽中断，引脚上的硬件请求和用INTR指令引起的软
▲ STANDBY模式：如果在LPMCRl寄存器中被选中，所有信号(包括
XNMI)都能够将处理器从STANDBY模式唤醒，用户必须选择具体哪个信号唤醒 处理器。在唤醒处理器之前，要通过OSCCLK确认被选定的信号：OSCCLK的周 期数在LPMCR0寄存器当中确定。
D9
R/W-0
D8
R/W-0
CANRX SCIRXB SCIRXA C6TRIPC5TRIPC4TRIPC3TRIPC2TRIP
D7 D6
R/W-0
D5
R/W-0
D4
R/W-0
D3
R/W-0
D2
R/W-0
D1
R/W-0
D0
R/W-0
C1TRIP
R/W-0
T4CTRIP T3CTRIP T2CTRIP T1CTRIP
WDINT XNMI XINT1
低功耗方式控制1寄存器LPMCR1
第4章 中断管理和复位
七、片内外设的中断扩展
▲ PIE：外设中断扩展模块（the Peripheral Interrupt Expansion block）把许
多中断源多路复用成一个较小的中断输入集。
▲ 功能：PIE模块支持96个不同的中断，这些中断分成12个组，每个组有8个
第4章 中断管理和复位
三、非屏蔽中断
C28x非屏蔽中断包括： ▲ 软中断INTR和TRAP指令 ▲ 硬件中断NMI ▲ 非法指令陷阱 ▲ 硬件复位中断RS
INTR指令
可以通过INTR指令用标号INTl～INTl4、DLOGINT、 RTOSINT和NMI来对指令进行初始化。 ▲ INTl～INTl4、DLOGINT和RTOSINT。 ▲ NMI——一个非屏蔽中断，引脚上的硬件请求和用INTR指令引起的软
《DSP原理与应用》课件
DSP与模拟信号处理的比较
原始信号
模拟信号处理基于连续信号，数字信号处理基于离散信号。
处理方式
数字信号处理能够使用计算机技术来高效地实现复杂的处理算法。
系统复杂度
数字信号处理系统通常比模拟信号处理系统更加复杂，但可以实现更高的处理精度。
数字信号处理中的时间和频率分析
时间域分析
时间域分析用于了解信号随时间变化的规律，以便 更好地理解信号。
DSP在音频信号处理中的应用
音频数字信号处理
音频数字信号处理可以提高音质，混响消除，消回声降噪等方面都可以运用。
立体声
DSP在立体声方面可以实现环绕音效、模拟融合等处理。
语音识别
DSP技术在语音识别中发挥着极其重要的作用。
DSP在视频信号处理中的应用
视频编解码
DSP在视频编解码方面可以提高压缩速度和压缩比；
数字滤波器分为有限脉冲响应（FIR）和无限脉 冲响应（IIR）两种类型。
数字滤波器的特点
数字滤波器可以实现各种复杂滤波算法，具有 高精度和处理速度快等特点。
FIR与IIR数字滤波器的比较
FIR数字滤波器
FIR数字滤波器具有线性相位、相对稳定的稳态性能，但计算复杂度通常较高。
IIR数字滤波器
IIR数字滤波器具有更低的计算复杂度，但是在一些特殊情况下可能会出现不稳定性。
先进芯片技术
先进芯片技术是DSP未来发展的必要条件，新的芯片 技术必将会为DSP的智能化、小型化开辟新的道路。
人工智能
随着人工智能的发展，DSP将有更广泛的应用场景， 如机器人、自动驾驶等领域。
DSP在智能控制领域的应用前景
自动控制
在自动控制领域，DSP可以用于传感器数据采集、处理、控制回路与调节等方面。
数字信号处理器(DSP)原理与应用.ppt
数字信号处理的实现方法
实现方法 PC机 高级语言 编程 速度 中等 快 慢 应用场合 非嵌入式 非嵌入式 嵌入式 适应性 复杂算法 复杂算法 简单算法
Tianjin University
性价比 较好 中等 较好
PC机＋高 速处理
单片机
硬件＋ 专用指令
汇编语言 编程
通用DSP
专用DSP
专用指令
硬件＋ 专用指令
•机器人视觉
•图像传输/压缩 •同态处理 •模式识别 •工作站
•动画/数字地图
Tianjin University
DSP芯片的主要应用领域
（1）信号处理
•频谱分析
（2）图像处理
•函数发生器
•模式匹配 •地震信号处理 •数字滤波 •锁相环
（3）仪器
（4）声音/语言 （5）控制 （6）军事应用 （7）电信 （8）无线电
MIPS(Million Instruction per second)是 一种评估DSP速度的一个指标。DSP运行频率也 是评估DSP的一个指标，他们二者之间的联系 需要考虑到DSP体系结构（是否多路并行结构、 是执行定点还是浮点运算）。
Tianjin University
价格 商业级 ：一般应用；适用于实验室等环境较好 场合； 工业级 ：可靠性好；适用于工业现场等环境恶 劣场合； 军品 ：可靠性高；适用于各种恶劣场合； 航空级 ：可靠性很高；适用于特殊场合；
Tianjin University
血压计
DSP系统基本构成
Tianjin University
输入
抗混叠 滤波 A/D DSP
平滑 滤波 D/A
输出
存储器
Tianjin University
《DSp学习资料》课件
对学习者未来的建议和展望
深入学习：掌握DSp的基本原理 和操作技巧
持续学习：关注DSp的最新发展 动态，不添加标题
实践应用：将所学知识应用到实 际项目中，提高解决问题的能力
职业规划：根据个人兴趣和职业 规划，选择合适的发展方向，如 数据分析、人工智能等
感谢观看
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DSp学习资料PPT课件
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DSp学习资料PPT课件介绍
DSp学习资料PPT课件内容详解
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DSp学习资料PPT课件总结与展 望
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DSp学习资料PPT课件介绍
DSp学习资料PPT课件的背景
学习DSp学习资料PPT课件的注意事项
确保电脑安装了DSp 软件
熟悉DSp软件的基本 操作和功能
认真阅读PPT课件中的 内容，理解其中的知识 点
结合实际案例进行练习， 提高操作技能
遇到问题时，及时查阅 相关资料或向老师请教
定期复习，巩固所学知 识
如何结合实际应用进行DSp学习
学习资料PPT 课件：介绍 DSp的基本概 念、原理和应
DSp是一种数字信号处理技术，广泛应用于通信、电子等领域 DSp学习资料PPT课件旨在帮助学习者更好地理解和掌握DSp技术 课件内容涵盖了DSp的基本原理、应用实例、实验操作等 课件设计注重实用性和可操作性，便于学习者快速上手和实践操作
DSp学习资料PPT课件的目的和意义
帮助用户了解DSp的基本概念和原理 提供DSp的学习方法和技巧 帮助用户掌握DSp的应用场景和实践案例 提高用户的DSp技能和实践能力
DSP第四章-如何构建一个完整的工程
库文件是以.lib为后缀的文件 Lib即“library”的缩写 CCS中库文件的默认路径为： C:\ccsv6\tools\compiler\c2000_6.2.7\lib\ 库文件不仅包含了寄存器的地址与对应
标示符的定义，还包含了C/C++运行支 持库函数，如系统启动函数_c_int00等。
GEL文件
GEL函数库
StartUp()
7个回 调函数
OnTargetConnect( )
6个存储器 映射函数
OnPreFileLoaded(
)
OnFileLoaded()ev合md众m达64自37带.gel
OnReset()
文件中用到的
OnRestart()
GEL函数
OnHalt()
6个其他函数
DSP28_Device.h
DSP28_Ecan.h DSP28_Ev.h DSP28_GlobalPrototypes.h
DSP28_Gpio.h
DSP28_McBsp.h DSP28_PieCtrl.h DSP28_PieVect.h DSP28_Sci.h
DSP28_Spi.h DSP28_SysCtrl.h DSP28_Xintf.h DSP28_XIntrupt.h
静态库与动态库的区别（1）
lib是编译时需要的，而dll是运行时需要 的。如果要完成源代码的编译，有lib就 够了。如果要使动态链接的程序运行起 来，有dll就够了。当然，在开发和调试 阶段，最好两者都有。
静态库与动态库的区别（2）
一般的动态库程序有lib文件和dll文件。lib文 件是必须在编译期就连接到应用程序中的， 而dll文件是运行期才会被调用的。如果有dll 文件，那么对应的lib文件一般是一些索引信 息，具体的实现在dll文件中。如果只有lib文 件，那么这个lib文件是静态编译出来的，索 引和实现都在其中。静态编译的lib文件优点 是给用户安装时就不需要再挂动态库了。但 也有缺点，就是导致应用程序比较大，而且 失去了动态库的灵活性，在版本升级时，同 时要发布新的应用程序才行。
标示符的定义，还包含了C/C++运行支 持库函数，如系统启动函数_c_int00等。
GEL文件
GEL函数库
StartUp()
7个回 调函数
OnTargetConnect( )
6个存储器 映射函数
OnPreFileLoaded(
)
OnFileLoaded()ev合md众m达64自37带.gel
OnReset()
文件中用到的
OnRestart()
GEL函数
OnHalt()
6个其他函数
DSP28_Device.h
DSP28_Ecan.h DSP28_Ev.h DSP28_GlobalPrototypes.h
DSP28_Gpio.h
DSP28_McBsp.h DSP28_PieCtrl.h DSP28_PieVect.h DSP28_Sci.h
DSP28_Spi.h DSP28_SysCtrl.h DSP28_Xintf.h DSP28_XIntrupt.h
静态库与动态库的区别（1）
lib是编译时需要的，而dll是运行时需要 的。如果要完成源代码的编译，有lib就 够了。如果要使动态链接的程序运行起 来，有dll就够了。当然，在开发和调试 阶段，最好两者都有。
静态库与动态库的区别（2）
一般的动态库程序有lib文件和dll文件。lib文 件是必须在编译期就连接到应用程序中的， 而dll文件是运行期才会被调用的。如果有dll 文件，那么对应的lib文件一般是一些索引信 息，具体的实现在dll文件中。如果只有lib文 件，那么这个lib文件是静态编译出来的，索 引和实现都在其中。静态编译的lib文件优点 是给用户安装时就不需要再挂动态库了。但 也有缺点，就是导致应用程序比较大，而且 失去了动态库的灵活性，在版本升级时，同 时要发布新的应用程序才行。
DSP原理及结构PPT课件
第10页/共87页
（8）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、导弹制导等。 （9）计算机与工作站：计算机加速卡、图形加速卡。 （10）消费电子：数字电视、图形/声音压缩解压装置。
第11页/共87页
4、DSP产品的现状 定点DSP有200多种，浮点DSP有100多种。主要生产:TI 公司、
单3.3V电压输出：TI公司的TPS7133、TPST7233 单电源可调电压输出：TI公司的TPS7101、TPST7201 双电源输出（两路输出的芯片）：TPS73H301、TPS73H325、TPS73H318
第44页/共87页
(5)3.3V和5V混合逻辑系统设计 各种电平转换标准
第45页/共87页
第35页/共87页
（3）加电次序 理想情况下，两个电源应同时加电，但在一些场合很难做到。不同型号器件上电顺序不一样。
第36页/共87页
TMS320VC5402与大多数DSP芯片的上电 顺序：
低电压电源CVdd先上电；高电压电源 DVdd后电压；
高电压电源DVdd先断电；低电压电源 CVdd后断电；
列处理器的指令周期已经从第一代的200ns降至20ns以下。快速的指令周 期使DSP芯片能够实时实现许多DSP应用
第30页/共87页
二、TMS320系列DSP的结构 第31页/共87页
1、多总线结构 由哈佛结构决定了具有独立的程序总线和数据总线，以及独立的程序
存储器和数据存储器，这样就可以同时获得指令字和操作数互不干扰，即一 个指令周期内可以同时准备好指令和操作数。
*若不遵照此次序，那么CVdd与DVdd的差 值必须小于2.8V。
TMS320VC549具有静电保护结构，所以上 电 顺 序 与 上 相 反 。第37页/共87页
（8）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、导弹制导等。 （9）计算机与工作站：计算机加速卡、图形加速卡。 （10）消费电子：数字电视、图形/声音压缩解压装置。
第11页/共87页
4、DSP产品的现状 定点DSP有200多种，浮点DSP有100多种。主要生产:TI 公司、
单3.3V电压输出：TI公司的TPS7133、TPST7233 单电源可调电压输出：TI公司的TPS7101、TPST7201 双电源输出（两路输出的芯片）：TPS73H301、TPS73H325、TPS73H318
第44页/共87页
(5)3.3V和5V混合逻辑系统设计 各种电平转换标准
第45页/共87页
第35页/共87页
（3）加电次序 理想情况下，两个电源应同时加电，但在一些场合很难做到。不同型号器件上电顺序不一样。
第36页/共87页
TMS320VC5402与大多数DSP芯片的上电 顺序：
低电压电源CVdd先上电；高电压电源 DVdd后电压；
高电压电源DVdd先断电；低电压电源 CVdd后断电；
列处理器的指令周期已经从第一代的200ns降至20ns以下。快速的指令周 期使DSP芯片能够实时实现许多DSP应用
第30页/共87页
二、TMS320系列DSP的结构 第31页/共87页
1、多总线结构 由哈佛结构决定了具有独立的程序总线和数据总线，以及独立的程序
存储器和数据存储器，这样就可以同时获得指令字和操作数互不干扰，即一 个指令周期内可以同时准备好指令和操作数。
*若不遵照此次序，那么CVdd与DVdd的差 值必须小于2.8V。
TMS320VC549具有静电保护结构，所以上 电 顺 序 与 上 相 反 。第37页/共87页
DSP原理与应用DSP系统设计PPT课件
3.3V 3A
EN PG
可调 5A
EN PG
3.3V 5A
EN PG
第14页/共56页
电源
电源器件选型：常用器件（2）
开关电源控制器：
➢ 双路输出
TPS56300： 5V 1.3V～3.3V（可设置） 取决于MOS 管
TPS5602： 管
5V 可调节
取决于MOS
➢ 单路输出
TPS56100： 5V 1.3～2.6V（可设置） 管
优点：
➢ 电路简单 ➢ 占地小 ➢ 频率范围宽：1Hz～400MHz ➢ 驱动能力强：可提供多个器件使用
缺点：
➢ 成本较高 ➢ 频率生产时已确定，多个独立的时钟需
要多个晶振
注意：
➢ 使用时要注意时钟信号电平，一般为5V 或3.3V，要求1.8V电平的时钟不能选用， 如VC5401、VC5402、VC5409和F281x
TI DSP更提供多种灵活的时钟选项：
➢ 片内／片外振荡器 ➢ 片内PLL ➢ PLL分频／倍频系数可由硬件／软件配置
不同的DSP时钟可配置的能力可能不同，使用前应参考各自的数据 手册
第24页/共56页
时钟
时钟电路：晶体
优点：
➢ 电路简单：只需晶体＋2个电容 ➢ 价格便宜，占地小 ➢ 时钟信号电平自然满足要求
UART（RS232、RS422/RS485） CAN总线 USB ……
DSP系统需要的电源种类 数字电源和模拟电源 电源滤波 电源对PCB布局的影响 供电方案及器件选型 上电次序 电源监视与系统监视 电源电路实例
电源
第4页/共56页
电源
给TI DSP供电
核
I/O
电源 电源
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1．HPI与主机的连接
HCNTL0、
主机控制信号，与主机地址线
HCN或TL控1:制线连接，用来选择主机所要寻址的寄
存器。
HCNTL0 HCNTL1
功能说明
0
0
主机可以读/写HPIC寄存器。
主机可以读/写HPID寄存器。
0
1
每读1次，HPIA事后增1；
每写1次，HPIA事先增1。
1
0
主机可以读/写HPIA寄存器。 这个寄存器指向HPI存储器。
可以访问HPI RAM，而’C54x则配置为最小功耗
。 2021年2月25日
DSP原理及应用
4
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口
HPI口可以支持主设备与’C54x之间的高速 数据传送。
在SAM工作方式时，若HPI每5个CLKOUT周 期传送一个字节，则主机的运行频率可达(fd×n)/5 。 f在d—H—OM’方C5式4x时的，C主LK机O可UT以频获率得；更高的速度。 即每5n—0n—s寻主址机一每个进字行节一(次即外16部0寻M址bp的s)周，期且数与，通 常 ’nC是543x(的或时4)钟。速度无关。
1．HPI与主机的连接
HPI与主机连接的信号名称和功能:
HD0~HD 双向并行三态数据总线，与主机数据总
7:
线相连。
当不传送数据(HDSx或HCS=1)或EMU1/OFF=0(切 断所有输出)时，HD7~HD0均处于高阻状态。
HCS: 片选信号，与主机地址线或控制线相连。
作为HPI的使能输入端，在每次寻址期间必须 为低电平，而两次寻址之间也可以停留在低电平。
第4章 TMS320C54x片内外设、接口及应用
内容提要
本章详细介绍了TMS320C54x中主机接口HPI、定
时器、串行接口和中断系统。
主机接口HPI是TMS320C54x系列定点芯片内部具
有的一种接口部件，主要用于DSP与其他总线或CPU进
行通信。HPI接口通过HPI控制寄存器(HPIC)、地址
寄存器(HPIA)、数据锁存器(HPID)和HPI内存块实现
数据总线以及数据控线 制信号8 线外，不H需D0~H要D7 附加其他的逻
辑电路。主机 地址
HCNTL0 HCNTL0
读/写
HBIL TMS320C54x
HR/W
HDS1
数据口
HDS2
HCS
地址锁存使能
HAS
准备
HRDY
中断
HINT
2021年2月25日
DSP原理及应用
6
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
DSP54x片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口 4.2 ’C54x的定时器 4.3 ’C54x的串行接口 4.4 ’C54x的中断系统
2021年2月25日
DSP原理及应用
2
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口
2021年2月25日
DSP原理及应用
7
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
1．HPI与主机的连接
HPI与主机连接的信号名称和功能:
HAS 地址选通信号，与主机地址锁存使能(ALE)或 : 地址选通引脚相连，也可以不使用。
若主机的地址和数据是一条多路总线，HAS则 与主机的ALE引脚相连。在HAS的下降沿，锁存HBIL 、HCNTIL0/1和HR/W信号；
’C54x的主机接口(HPI)是一个8位并行口，用
来实现与主设备或主处理器的通信。
主机与HPI的通信，可通过专用地址和数据寄
存器、HPI控制寄存器以及使用外部数据与接口控制
信号来实现。
HPI口作为主机的外围设备，提供8根外部数据线
HD(0~7)与主机(或主设备)交换信息。当’C54x与
主机传送数据时，HPI能自动地将外部接口连续传来
的8位数组成16位数，并传送至’C54x。当主机使
用HPI寄存器执行数据传输时，HPI控制逻辑自动执
行对’C54x内部的双寻址RAM的访问,以完成数据
处理。 2021年2月25日
DSP原理及应用
3
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口
HPI接口有两种工作方式：
例如：’C54x的CLKOUT频率为40MHz，那么主
机的时钟频率可达32(或24)MHz，且不插入等待周
期。 2021年2月25日
DSP原理及应用
5
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口
1．HPI与主机的连接
’C54x通过HPI与主机设备连接，除了8位HPI
共用寻址模式(SAM方式)
在这种方式下，主机和’C54x都能寻址HPI存 储器。如果是异步工作的主机寻址，可在HPI内部 重新得到同步。当’C54x与主机的周期发生冲突时
，则主机具有寻址优先权，’C54x将等待一个周期 。 主机寻址模式(HOM方式)
在HOM方式下，HPI存储器只能让主机寻址，
而’C54x则处于复位状态或IDLE2空转状态。主机
当HBIL=0时，为第1字节；当HBIL=1时，为第2 字节。第1个字节是高字节还是低字节，由HPIC寄 存器中的BOB位决定。
HRDY:HPI准备好端，与主机异步准备好线相连。
高电平表示HPI已准备好，可执行一次数据传
送；低电平表示HPI正忙于完成当前事务。
2021年2月25日
DSP原理及应用
9
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
若主机的地址和数据线是分开的，则HAS接高
电平，此时由HDS1、HDS2或HCS中最迟的下降沿锁
存HBIL、HCNTL0/1和HR/W信号。
2021年2月25日
DSP原理及应用
8
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
1．HPI与主机的连接
HPI与主机连接的信号名称和功能:
HBIL: 字节识别信号，与主机地址线或控制线连 接，用于识别主机传送来的是第几字节。
1
1
主机可以读/写HPID寄存器。 HPIA寄存器不受影响
2021年2月25日
与主机通信。
片内定时器包括定时寄存器TIM、定时周期寄存
器PRD和定时控制寄存器TCR。
TMS320C54x的串行口有4种类型：标准同步串口
BP、缓冲同步串口BSP、多路缓冲串口McBSP和时分多
路同步串口TMD。
中断是由硬件或软件驱动的中断信号，使CPU中
断当前程序，去执行中断服务程序。
2021年2月25日