DSP总结(附程序)

DSP总结（附程序)
1.数字信号处理器也称DSP芯片,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理
器,主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

2.DSP芯片的主要特点：
1。

哈佛结构;2．多总线结构；3．流水线结构;4。

多处理单元;
5。

特殊的DSP指令;6．指令周期短；7．运算精度高; 8．硬件配置强
3.选择DSP芯片时应考虑的因素：
1)DSP芯片的运算速度：这是一项很重要的性能指标，决定系统实时性问题。

运
算速度可以用以下几种性能指标来衡量：
①指令周期：执行一条指令所需要的时间,通常以毫秒为单位。

② MAC时间：完成一次乘法和一次加法的时间.
③ FFT执行时间:运行一个N点FFT程序所需的时间。

④ MIPS:每秒执行百万条指令。

⑤ MOPS：每秒执行百万次操作.
⑥ MFLOPS：每秒执行百万次浮点操作.
⑦ BOPS：每秒执行十亿次操作。

2)DSP芯片的硬件资源：如片内ROM和RAM的大小,外部可扩展的程序、数据和
空间，总线接口和I/O接口等。

3)DSP芯片的运算精度：参加运算的数据字长越长精度越高。

一般DSP字长16
位，如TI公司的TMS320系列；有的定点芯片字长为24位,如MOTOLORA公司
的MC56001。

浮点芯片为32位。

4)DSP芯片的功耗。

4.TMS320C54x是16位定点数字信号处理器.TMS320C54x的体系结构采用改进的哈佛
结构，程序与数据分开存放，内部具有8条高度并行的总线。

片内集成有片内的存储器和片内的外设以及专门用途的硬件逻辑,并配备有功能强大的指令系统，使得该芯片具有很高的处理速度和广泛的应用适应性。

再加上采用模块化设计以及先进的集成电路技术，芯片的功耗小，成本低，自推出以来已广泛地应用于诸如移动通信、数字无线电、计算机网络以及各种专门用途的实时嵌入系统和仪器仪表中。

5.TMS320C54x的硬件结构基本有三大块：
1)CPU 包括算术逻辑运算单元、乘法器、累加器、移位寄存器、各种专门用途
的寄存器、地址生成器以及内部总线;
2)存储器系统包括16～24位外接存储器接口、片内的程序ROM、片内单访问
的数据RAM和双访问的数据RAM；
3)片内的外设与专用硬件电路包括片内的定时器、各种类型的串口、主机接口、
片内的锁相环(PLL）时钟发生器以及各种控制电路.
6.TMS320C54x的主要特性—-CPU部分
1)先进的多总线结构.
2)40位算术逻辑单元（ALU）。

3)17位×17位并行乘法器与一个40位专用加法器相连。

4)比较、选择、存储单元（CSSU)。

5)指数编码器可以在单个周期内计算40位累加器中数值的指数。

6)双地址生成器包括8个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术运算单元（ARAU）。

7.TMS320C54x的主要特性—-存储器系统（内核中的汇编）
具有16位192K字的可寻址空间：
1)64 K字程序存储器
2)64 K字数据存储器
3)64K字I/O空间
4)在C548、C549、C5402、C5410和C5420中程序存储器可以扩展。

5)不同型号芯片的片内存储器的结构及容量也不同.
8.TMS320C54x的主要特性——在片外设和专用电路
⑧可与主机直接连接的8位并行主机接口(HPI），有些产品还包括扩展的8位并行
主机接口（HPI8)和16位并行主机接口（HPI16）
⑨片内的串口根据型号不同可分为全双工的标准串口、支持8位和16位数据传送、
时分多路（TDM)串口、缓冲串口（BSP）以及多通道缓冲串口（McBSP）
9.TMS320C54x的主要特性——电源和功耗
①可采用5v（C），3.3v（LC),3v（UC）1.8v或2.5v（VC）的超低电压供电
②可采用功能下降指令IDLE1、IDLE2和IDLE3控制芯片的功耗.
③可控制禁止CLKOUT信号
10.’C54x片内存储器简介：
（1）片内ROM：
1)多用作程序存储空间的一部分；
2)2K容量的ROM含一个TI公司定义的引导装入程序，用于将程序；
3)快速引导入片内或片外的快速RAM中；
4)大容量ROM可划分为数据及程序空间；
5)较大的ROM属于通用的ROM，可以利用TI公司提供的合适工具和方法；
6)将目标文件格式的代码和数据固化到ROM中。

（2)片内双访问RAM（DARAM）：
1)DARAM由几个块组成；
2)各DARAM块在每个机器周期内可被访问两次；
3)常被划分为数据空间存储数据值；
4)也可划分为程序空间存储程序代码;
5)’C5416片内含64K字程序/数据DARAM，分8块,每块8K字.
11.’C54x的外部程序存储器可寻址64K字的存储空间。

他们的片内ROM、双寻址RAM
（DARAM）以及单寻址RAN（SARAM）,都可以通过软件映像到程序空间。

档存储单元映像到程序空间时，处理器就能自动地对它们所处的地址范围寻址.
12.TMS320C54x存储器由3个独立的可选择空间组成：程序空间、数据空间和I/O空
间.在任何一个存储空间内，RAM、ROM、EPROM、EEPROM或存储器映像外围设备都可以驻留在片内或者片外。

3个空间的总地址范围为192K字。

程序存储器空间存放要执行的指令和执行中所用的系数表，数据存储器存放执行指令所要用的数据。

I/O存储空间与存储映像外围设备接口,可以作为附加的数据存储空间使用.
在’C54x中片内存储器的形式有DARAM、SARAM和ROM3种,取决于芯片的型号。

RAM总是安排到数据存储空间，但也可以构成存储空间。

ROM一般构成程序存储空间，也可以部分安排数据存储空间。

’C54x的3个状态位:MP/位、OVLY位和DROM位.
13.2K字程序空间(F800H～FFFFH)中包含以下内容(TI公司定义的）:
1)自举加载程序从串行口、外部存储器、I/O口，或者主机接口自举加载；
2)256字律压扩表；
3)256字A律压扩表;
4)256字正弦函数值查找表;
5)中断向量表。

14.CPU（中央处理单元)的基本组成：
1)40位算术逻辑单元（ALU)
2)2个40位累加器
3)一个16～30位的桶形移位寄存器
4)乘法器/加法器单元
5)比较、选择和存储单元（CSSU）
6)指数编码器
7)CPU状态和控制寄存器
8)两个地址发生器
15.40位桶形移位寄存器的输入端来源:（数据来源）
1)DB取得16位输入数据；
2)DB和CB取得32位输入数据;
3)40位累加器A和B。

桶形移位器的功能框图
16.程序地址发生器（PAGEN）共有5个寄存器：
1)程序计数器（PC）
2)重复计数器(RC）
3)块重复计数器(BRC）
4)块重复起始地址寄存器（RSA)
5)块重复结束地址寄存器（REA）
17.完整的片内外设配置包括通用I/O引脚、定时器、时钟发生器、主机接口(HPI)、软
件可编程等待状态发生器、串行通信接口和可编程存储器切换逻辑等.
18.锁相环电路（PLL)通过设定芯片的3个时钟模式引脚CLKMD1、CLKMD2和CLKMD3
的电平,可以选择片内振荡时钟与外部参考时钟的倍频.
19.软件的时钟频率调节方式灵活方便，可以设置以下两种时钟模式之一：
①倍频模式，输入时钟乘以从0。

25~15共31档比例系数之一；
②分频模式（DIV），输入时钟CLKIN2分频或4分频.
20.HPI接口：TMS320C54x片内都有一个主机接口(HPI)，而HPI是一个8位的并行口，
用来与主设备或主处理器接口.外部主机是HPI的主控者，它可以通过HPI直接访问CPU的存储空间，包括映像存储器。

21.主机接口(HPI）各功能解释：
1)HPI存储器（DARAM) HPI RAM主要用于TMS320C54x与主机之间传送数据，
也可以用作通用的双寻址数据RAM或程序RAM。

2)HPI地址寄存器(HPIA）它只能由主机对其直接访问，寄存器中存放当前寻址
的存储单元的地址。

3)HPI数据锁存器(HPID）它同HPIA一样只能由主机对其直接访问。

4)HPI控制寄存器（HPIC) TMS320C54x和主机都能对它直接访问,它映像在
TMS320C54x数据存储器的地址为002CH.
5)HPI控制逻辑用于处理HPI与主机之间的接口信号。

22.HPI的2种工作方式：
1)共用访问模式（SAM）:常用
主机和DSP都能访问HPI存储器;异步工作的主机访问可以在HPI内部重新得到同步；主机和DSP的周期发生冲突时(同时读或写），主机具有访问优先权，DSP等待一个周期.
2)仅主机访问模式（HOM）：
只有主机能访问HPI存储器;主机可以以更快速度访问,与'C54x的时钟速率无关,DSP处于复位状态或所有内部外部时钟都停止的IDLE2空闲状态（最小功耗状态)。

23.中断系统：’C54xDSP及支持软件中断，也支持硬件中断.
1)由程序指令(INTR、TRAP或RESET）请求的软件中断；
2)由外部物理设备信号请求的硬件中断。

该中断有两种形式：
①受外部中断口信号触发的外部硬件中断;
②受片内外设电路信号触发的内部硬件中断。

24.中断分类:’C54x DSP可支持16个用户可屏蔽中断(SINT15-SINT0）
1)可屏蔽中断
对’C5402只使用14个可屏蔽中断，这些硬件名为:
① INT3-—INT0;
② RINT0、XINT0、RINT1和XINT1（串行口中断）
③ TINT、TINT1（定时器中断）
④ HPINT（主机接口）DMAC0——DMAC5。

2)非屏蔽中断
25.处理中断步骤:
1)接收中断请求
2)应答中断
3)执行中断服务程序（ISR)
26.重新映象中断向量地址:
C54x的中断向量表是可重新定位的，即在DSP复位时,IPTR＝1FFH，中断向量新被映象到程序存储器的第511页,中断向量表的起始地址固定为0FF80H，复位后,此表的起始地址可由用户指定.
中断向量可重新被映象到程序存储器的任何一个128字页开始的地方（除保留区域外）.中断向量地址由PMST中的中断向量指针IPTR(9位）和中断向量号（0～
31)左移两位后组成。

27.第4章与第6、7章结合看，编程题……
28.（实现求和的）例6-2 计算.程序如下:（)
.title “example2。

asm”
.mmregs
STACK 。

usect “STK”，10H ；堆栈的设置
.bss x ， 5 ；为变量分配6个字的存储空间。

bss y , 1。

def start。

data
table： .word 10，20，30,40,50 ；x1,x2,x3,x4，x5
.text
start: STK ＃0 , SWWSR ；插入0个等待状态
LD ＃1 , DP
STM # STACK+10H，SP ；设置堆栈指针
STM # x，AR1 ；AR1指向x
RPT ＃4
MVPD table，＊AR1+
LD # 0,A
CALL SUM
end： B end
SUM： STM ＃ x，AR3
STM ＃ x,AR4
Loop: ADD ＊AR3+，A ;程序存储器
BANZ loop,＊AR4—
STL A,＠ y
RET
.end
.tit le “example2.asm”。

mmregs
STACK .usect “STK”,10H。

bss x ， 5。

bss y ， 1
.def start。

data
table: 。

word 10,20，30,40,50 .text
start： STK ＃0 , SWWSR
LD ＃1 , DP
STM # STACK+10H,SP
STM ＃ x,AR1
RPT ＃4
MVPD table，*AR1+
LD ＃ 0,A
CALL SUM
end： B end
SUM： STM ＃ x,AR3
STM # x,AR4
Loop： ADD ＊AR3+，A BANZ loop,＊AR4-
STL A，@ y
RET
.end
例 6.3 堆栈的使用
.title “example3.asm”。

mmregs
size 。

set 100
stack .usect “STK”,size
.def start
.text
start： STM # 0 SWWSR
STM stack + size,sp
LD ＃ 1234H,A
STM #100，AR1
MVMM SP,AR7
Loop: STL A,*AR7—
BANZ loop，＊AR1—
.end
.mmregs
STACK 。

usect “STK",10H。

bss x,1。

bss y,1
.bss w,1
.bss z,1
.def start
.data
table：。

word 30,20，25。

text
Start： STM ＃ 0, SWWSR
STM STACK + 10H,SP
STM ＃ x,AR1
RPT ＃ 2
MVPD table，*AR1+
CALL SUMB
end : B end
SUMB： LD @ x,A
ADD @ y,A
SUB @ w,A
STL A,＠ z
RET
.end
例6。

5 计算y=mx+b。

title“example5。

asm”。

mmregs
STACK .usect “STACK”，10H。

bss x ,1
.bss m ,1。

bss b ,1
.bss y ,1。

def start
.data
table： .word 3，15,20
.text
Start： STM ＃ 0， SWWSR
STM STACK + 10H,SP
STM ＃ x,AR1
RPT ＃ 2
MVPD table,*AR1+
CALL SU
end : B end
SU ： LD ＠ x，T
MPY ＠ m，A
ADD ＠ b，A
STL A,@ y
RET
.end。

mmregs
STACK 。

usect “STACK"，10H
.bss x1 ,1。

bss x2 ，1。

bss a1 ,1。

bss a2 ,1。

bss y，1。

def start
.data
table: 。

word 3，4,5，6。

text
Start： STM # 0， SWWSR
STM STACK + 10H，S
STM # x1,AR1
RPT ＃ 3
MVPD table,*AR1+
CALL SUM
end ： B end
SUM： LD @ x1，T
MPY @ a1，B
LD @ x2,T
MAC @ a2,B
STL B,＠ y
RET
.end
例6。

7 y=a1*x1+a2＊x2+a3＊x3+a4*x4。

.title“example6.asm”
.mmregs
STACK 。

usect “STACK",10H
.bss a ，4。

bss x ,4
.bss y ，1
.def start。

data
table：。

word 1,2,3，4
.word 8，6，4,2。

text
Start: STM # 0， SWWSR
STM STACK + 10H，SP
STM # a,AR1
RPT # 7
MVPD table，＊AR1+
CALL SUM
end : B end
SUM： STM ＃a，AR3
STM ＃x，AR4
RPTZ A，# 3
MAC ＊AR3+,＊AR4+，A
STL A,＠y
RET
.end。

title “example2.asm”。

mmregs
STACK .usect “STK",10H
.bss x , 5。

bss y , 1。

def start。

data
table：。

word 10，20,30，40,50 .text
start: STK ＃0 , SWWSR
LD ＃1 , DP
STM # STACK+10H，SP
STM ＃ x,AR1
RPT #4
MVPD table，＊AR1+
LD # 0,A
CALL SUM
end: B end
SUM: STM # x，AR3
STM # x，AR4
Loop： ADD *AR3+，A
BANZ loop,＊AR4-
STL A,@ y
RET。

end
例 6.3 堆栈的使用
.title “example3.asm”。

mmregs
size .set 100
stack .usect “STK”，size
.def start
.text
start: STM ＃ 0 SWWSR
STM stack + size，sp
LD # 1234H,A
STM ＃100,AR1
MVMM SP，AR7
Loop： STL A,*AR7-
BANZ loop,*AR1—。

end。

mmregs
STACK 。

usect “STK”,10H
.bss x，1
.bss y，1。

bss w,1
.bss z，1。

def start
.data
table: .word 30,20,25
.text
Start: STM # 0， SWWSR
STM STACK + 10H，SP
STM # x，AR1
RPT ＃ 2
MVPD table,*AR1+
CALL SUMB
end : B end
SUMB: LD ＠ x，A
ADD ＠ y,A
SUB ＠ w,A
STL A,＠ z
RET。

end
例6.5 计算y=mx+b。

title“example5.asm”。

mmregs
STACK .usect “STACK”，10H。

bss x ，1
.bss m ,1
.bss b ，1
.bss y ,1
.def start。

data
table：。

word 3，15，20。

text
Start： STM ＃ 0, SWWSR
STM STACK + 10H，SP
STM # x,AR1
RPT ＃ 2
MVPD table,＊AR1+
CALL SU
end : B end
SU ： LD ＠ x,T
MPY @ m,A
ADD ＠ b,A
STL A，@ y
RET。

end
.mmregs
STACK .usect “STACK”，10H
.bss x1 ，1
.bss x2 ，1
.bss a1 ，1
.bss a2 ,1。

bss y，1
.def start。

data
table: .word 3，4，5,6。

text
Start: STM # 0, SWWSR
STM STACK + 10H,S
STM ＃ x1,AR1
RPT # 3
MVPD table,*AR1+
CALL SUM
end : B end
SUM： LD ＠ x1,T
MPY ＠ a1,B
LD ＠ x2，T
MAC @ a2,B
STL B,＠ y
RET
.end
例6.7 y=a1＊x1+a2＊x2+a3＊x3+a4*x4。

title“example6.asm"。

mmregs
STACK 。

usect “STACK”,10H
.bss a ，4。

bss x ，4
.bss y ,1
.def start。

data
table： .word 1，2,3，4
.word 8,6，4,2。

text
Start: STM # 0, SWWSR
STM STACK + 10H，SP
STM # a,AR1
RPT # 7
MVPD table，*AR1+
CALL SUM
end ： B end
SUM: STM #a,AR3
STM #x，AR4
RPTZ A,# 3
MAC ＊AR3+，＊AR4+，A
STL A,@y
RET。

end。