LDXDSP原理与应用第1章课件.ppt

1、李大湘数字信号处理器原理数字信号处理器原理A 工业和信息化普通高等教育工业和信息化普通高等教育“十二五十二五”规划教材立项项目规划教材立项项目 DSP原理及图像处理应用原理及图像处理应用 人民邮电出版社人民邮电出版社 赵小强等赵小强等 编著编著 可到可到“当当网当当网”“亚马逊亚马逊”购买购买普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”规划教材规划教材DSP原理与应用教程原理与应用教程 近年来，随着超大规模集成电路技术和工艺水平的飞速发展，以近年来，随着超大规模集成电路技术和工艺水平的飞速发展，以高速数字信号处理器（高速数字信号处理器（DSP）为平台的实时数字图像处理系统迅速）为平台的实时数字图像

2、处理系统迅速发展，且广泛应用于视频监控、智能交通系统、图像传输、图像编发展，且广泛应用于视频监控、智能交通系统、图像传输、图像编解码、图像通信、医学图像和遥感图像处理系统等。解码、图像通信、医学图像和遥感图像处理系统等。针对当前针对当前DSP教材与数字图像处理相脱离的问题，基于高速教材与数字图像处理相脱离的问题，基于高速DSP处理硬件平台，编写了这本以图像处理为实际应用的处理硬件平台，编写了这本以图像处理为实际应用的DSP教程。教程。本书分为本书分为20章，可划分为二大部分：章，可划分为二大部分：第一部分：第一部分：DSP基本原理。该部分包括第基本原理。该部分包括第1-7章章;第二部分：图像处

3、理实例。第二部分：图像处理实例。读者不仅能够掌握读者不仅能够掌握DSP的基本知识，而且能够掌握图像处理算法的基本知识，而且能够掌握图像处理算法的基本原理与编程方法。的基本原理与编程方法。1 总课时：总课时：64课时课时(48理论理论+16实践实践),4个学分个学分 2 理论：教材前理论：教材前6章内容章内容+试验相关算法介绍试验相关算法介绍 3 实践：实践：(1)试验箱：试验箱：Wintech TS-DM642 (2)数字图像处理相关的试验数字图像处理相关的试验 例如：边缘检测、直方图均衡、中值滤波等例如：边缘检测、直方图均衡、中值滤波等 4 考试：考试：平时的试验报告平时的试验报告40%+笔

4、试笔试60%5 要求：要求：不能旷课、不迟到、不早退，参加试验课且交报告不能旷课、不迟到、不早退，参加试验课且交报告 各班班长下次课交一份本班同学名单各班班长下次课交一份本班同学名单（Digital Signal Processors,简称简称）是一种用于数字）是一种用于数字信号处理的信号处理的。DSPDSP的诞生与快速发展，使各种的诞生与快速发展，使各种得以得以，为数字信号处，为数字信号处理的研究和应用打开了新局面，提供了理的研究和应用打开了新局面，提供了低成本的实际工作环境和应用平台，低成本的实际工作环境和应用平台，。什么是数字信号处理器？什么是数字信号处理器？了解了解DSP的结构特点；的

5、结构特点；了解了解DSP的发展概况；的发展概况；了解了解DSP的分类、性能与主要应用领域。的分类、性能与主要应用领域。学习内容：学习内容：1、DSP系统和芯片的结构特点系统和芯片的结构特点2、DSP的发展概况及趋势的发展概况及趋势3、DSP芯片的分类、性能及其应用芯片的分类、性能及其应用n 让大家对让大家对DSP在总体上先有一个在总体上先有一个的认识与了解。的认识与了解。第第0章：章：DSP技术概要技术概要1、DSP系统和芯片的结构特点系统和芯片的结构特点1.1 DSP系统的基本结构系统的基本结构 第第0章：章：DSP技术概要技术概要1.1 DSP系统和芯片的结构特点系统和芯片的结构特点 （D

6、igital Signal Processing，）：）：是是研究如何研究如何对信号采样、变换、滤波、估计、对信号采样、变换、滤波、估计、增强、混合、比较、压缩及识别等处理算法增强、混合、比较、压缩及识别等处理算法的一的一门学科。门学科。围绕理论、实现和应用而得到迅速发速。围绕理论、实现和应用而得到迅速发速。第第0章：章：DSP技术概要技术概要第第0章：章：DSP技术概要技术概要 实时处理（实时处理（Real-Time）：数字信号处理与信）：数字信号处理与信号的输入和输出保持同步号的输入和输出保持同步 非实时处理（非实时处理（Non Real-Time）：先对信号进）：先对信号进行采样并存储，

7、然后再对其进行处理行采样并存储，然后再对其进行处理第第0章：章：DSP技术概要技术概要 在通用计算机上用软件实现在通用计算机上用软件实现 用单片机实现用单片机实现 用可编程用可编程DSP实现实现 用专用用专用DSP实现实现 用可编程阵列用可编程阵列FPGA等实现等实现 DSP+单片机单片机+FLASH+CPLD DSP+FPGA DSP+ARM+操作系统操作系统 基于标准总线的基于标准总线的DSP系统系统 数字信号处理的实现数字信号处理的实现第第0章：章：DSP技术概要技术概要1.2 DSP芯片的结构特点芯片的结构特点 经典的经典的DSP算法举例算法举例求两序列信号求两序列信号h(n)、x(n

8、)的卷积：的卷积：求两序列信号求两序列信号y(n)、x(n)的相关函数：的相关函数：数字滤波器的数学表达式为数字滤波器的数学表达式为：对信号进行快速傅立叶变换对信号进行快速傅立叶变换FFT：数字信号处理的突出特点数字信号处理的突出特点：AiXi 、高速实时、高速实时()()()xynmx n y nm10()()()NMkkkky na y nkb x nk10()()NnkNnX kx n W()*()()()mh nx nh m x nm第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSP特别适合于数字信号处理的结构特别适合于数字信号处理的结构 计算机的总线结构通常可分为二种：计算机的总线结构通常

9、可分为二种：冯冯诺依曼结构诺依曼结构 哈佛结构哈佛结构第第0章：章：DSP技术概要技术概要 冯冯诺依曼结构诺依曼结构 特点：程序和数据特点：程序和数据，对程序和数，对程序和数 据需要据需要，执行速度慢，数据吞吐，执行速度慢，数据吞吐 量低，计算机结构简单，不适于进行高速量低，计算机结构简单，不适于进行高速 度的数字信号处理度的数字信号处理第第0章：章：DSP技术概要技术概要 多数微处理器和单片机采用冯多数微处理器和单片机采用冯诺依曼结构，如诺依曼结构，如图所示图所示第第0章：章：DSP技术概要技术概要 哈佛结构哈佛结构特点：程序、数据具有特点：程序、数据具有，有，有，可同时对程序和，可同时对程

10、序和 数据进行寻址和读写访问，执行速度高，数据进行寻址和读写访问，执行速度高，数据吞吐量大，计算机结构复杂，非常适数据吞吐量大，计算机结构复杂，非常适 于进行高速的数字信号处理。于进行高速的数字信号处理。(a)哈佛结构哈佛结构 (b)改进型哈佛结构改进型哈佛结构 第第0章：章：DSP技术概要技术概要 (a)哈佛结构哈佛结构 (b)改进型哈佛结构改进型哈佛结构第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSP采用的是改进型哈佛总线结构，如上图采用的是改进型哈佛总线结构，如上图(b)所示所示 改进之处主要体现在下列改进之处主要体现在下列3点：点：1）片内）片内RAM可映像至数据空间，也可映像至程序空间可

11、映像至数据空间，也可映像至程序空间2）片内）片内ROM可映像至程序空间，也可映像至数据空间可映像至程序空间，也可映像至数据空间3）具有根装载）具有根装载(Bootloader)功能，即把片外的指令代码功能，即把片外的指令代码调至数据存储器，供调至数据存储器，供CPU零等待运行。零等待运行。第第0章：章：DSP技术概要技术概要指令的执行通常分为以下指令的执行通常分为以下4个阶段：个阶段：取指取指 Fetch 译码译码 Decode 取操作数取操作数 Operand 执行执行 Execute第第0章：章：DSP技术概要技术概要 取指取指.译码译码.取操作数取操作数.执行执行 指令指令n-2取指取指

12、.译码译码.取操作数取操作数.执行执行指令指令n-1取指取指.译码译码.取操作数取操作数.执行执行指令指令n采用冯采用冯诺依曼结构的微处理器指令流如下图诺依曼结构的微处理器指令流如下图CPU是在完成一条指令的全部是在完成一条指令的全部4个操作阶段后再个操作阶段后再去执行另一条指令的，从时间上看是一种去执行另一条指令的，从时间上看是一种的过程，因此需要花费较多的的过程，因此需要花费较多的CPU时钟周期。时钟周期。第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSP采用多级流水线结构采用多级流水线结构 所谓所谓就是将一条指令的不同阶段分就是将一条指令的不同阶段分配在连续的几个周期上，通过不同的硬件去完配在

13、连续的几个周期上，通过不同的硬件去完成指令的不同执行阶段成指令的不同执行阶段(称为级称为级)。当取指硬件完成取指任务，就将指令当取指硬件完成取指任务，就将指令N N交给译码硬件，它就可以去取下一条指令交给译码硬件，它就可以去取下一条指令N+1,N+1,而译码硬件则同时对指令而译码硬件则同时对指令N N进行译码。进行译码。第第0章：章：DSP技术概要技术概要 一个一个的示意图如图的示意图如图1-6所示。虽然就一条指所示。虽然就一条指令而言，似乎要用令而言，似乎要用4个时钟周期才能完成全部操作，个时钟周期才能完成全部操作，但从多条指令的角度看，则可认为每条指令的运行时但从多条指令的角度看，则可认为

14、每条指令的运行时间是单周期。这样，就使指令的运行速度得到了很大间是单周期。这样，就使指令的运行速度得到了很大提高。提高。第第0章：章：DSP技术概要技术概要 TMS320C6000系列定点系列定点DSP采用的多级流水采用的多级流水线如图所示线如图所示 第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSP内集成了内集成了，可在单周期内完成可在单周期内完成1616位、位、3232位等的乘法运位等的乘法运算。算。DSP内集成了内集成了，从，从硬件结构上为高速完成卷积、硬件结构上为高速完成卷积、相关、相关、FFT及数字滤波等信及数字滤波等信号处理算法提供了基础。号处理算法提供了基础。第第0章：章：DSP技术概

15、要技术概要 TMS320C6000系列系列片内有片内有2个硬件乘法个硬件乘法器，支持在单周期内器，支持在单周期内完成下列乘法运算。完成下列乘法运算。16位位16位位 16位位32位位 双双16位位16位位 4个个8位位8位位C64x CPUData Path 2Data Path 1Register File AD2S2L2A31-A16Instruction DecodeInstruction DispatchInstruction FetchControl RegistersInterrupt ControlS1L1TMS320C64x-CPUA15-A0+M1xD1+Register F

16、ile BB31-B16B15-B0+M2Advanced Instruction Packing+xxxxxxxxxxxAdvancedEmulation第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSP的的CPU一般包括：算一般包括：算术逻辑运算单元术逻辑运算单元ALU、累、累加器、硬件乘法器、乘加加器、硬件乘法器、乘加单元、加法器、桶型移位单元、加法器、桶型移位器、程序地址产生和数据器、程序地址产生和数据地址产生等部分。地址产生等部分。例如：例如：TMS320C6000采采用双数据通道和用双数据通道和8个功能个功能单元的结构。具有超长指单元的结构。具有超长指令字令字(VLIW)操作能力。操作能

17、力。TMS320C64xCPU内核内核第第0章：章：DSP技术概要技术概要 许多许多DSP芯片具有芯片具有的专用硬件及重复操的专用硬件及重复操作指令，能够自动重复执行单条或一段指令。作指令，能够自动重复执行单条或一段指令。TMS320C5000中有重复计数器中有重复计数器RPTC。当执行一条重。当执行一条重复指令复指令RPT#N时，会将重复时，会将重复值值N送入送入RPTC，则紧接，则紧接RPT后面的那条指令将被重复执行后面的那条指令将被重复执行N+1次。每重复执次。每重复执行一次行一次，RPTC的内容自动减的内容自动减1，直至减至零为止。这，直至减至零为止。这样可通过硬件自动完成循环操作过程

18、。样可通过硬件自动完成循环操作过程。假设：块假设：块ai存放于程序存储器块中（起始地址存放于程序存储器块中（起始地址2000h）块块bi存放于数据存储器中（起始地址存放于数据存储器中（起始地址1000h）块长块长N=100MAR *，AR1 ；指定当前辅助寄存器；指定当前辅助寄存器AR为为AR1LAR AR1，#1000h ；1000h AR1LACC#0 ；ACC清清0RPT#99 ；后面一条指令重复执行；后面一条指令重复执行100次次MAC 2000H，*+10()NnnnS ka b,0kN1本例若假设代码、程存块和本例若假设代码、程存块和数存块操作数均在片内存储数存块操作数均在片内存储

19、器中，则执行本段程序的周器中，则执行本段程序的周期最短为：期最短为：1+2+1+1+99+2=106在重复执行在重复执行100次次MAC 2000HAR1指令时，由于有了硬件重指令时，由于有了硬件重复机制的支持，取指仅使用了复机制的支持，取指仅使用了2Pcode，大大缩短了执行时间。，大大缩短了执行时间。若取若取CPUCLK=50ns，则本段，则本段程序的全速运行时间为程序的全速运行时间为5.3s MAC算法举例算法举例第第0章：章：DSP技术概要技术概要 所谓复合操作是指在一条所谓复合操作是指在一条中可分别中可分别。以以MPYA（乘且累加前次乘积）指令为例。（乘且累加前次乘积）指令为例。MP

20、YA *+，AR3；设设AR为为AR1，执行后会发生下列事件：，执行后会发生下列事件：（PC）+1 PC（ACC）+移位后的（移位后的（PREG）ACC（TREG）（数据存储器）（数据存储器）PREG（AR1）+1 AR1 令令AR3为为AR ARP=011B ，ARB=001B第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSP片内集成有大量片内集成有大量片内外设，不用外扩片内外设，不用外扩很多器件，既可组成很多器件，既可组成独立的应用系统。独立的应用系统。DSP芯片具有强大的芯片具有强大的扩展接口能力，可有扩展接口能力，可有效连接一系列外扩器效连接一系列外扩器件。件。DSP=数字信号处理数字信号处

21、理能力能力+嵌入式功能嵌入式功能通用通用DSP系统结构系统结构DSP内核内核测试和开发测试和开发接口接口(JTAG)主机主机接口接口系统时钟系统时钟Bootloader电源控制电源控制程序存储器程序存储器数据存储器数据存储器通信端口通信端口模拟模拟I/O编解码器编解码器ADC第第0章：章：DSP技术概要技术概要 时钟：时钟：CPU时钟时钟EMIF时钟时钟外设时钟外设时钟VcoreVI/O电源：电源：电源供电电源供电电源监视电源监视系统监视系统监视 手动复位手动复位 看门狗电路看门狗电路存储器：存储器：异步存储接口异步存储接口 SRAM、Flash、NvRAM同步存储器同步存储器 同步静态同步静

22、态RAM：SBSRAM、ZBTSRAM 同步动态同步动态RAM：SDRAM 同步同步FIFO模拟模拟I/O：通用通用A/D、D/A音频音频Codec视频视频Decoder、Encoder数字数字I/O：开入开出开入开出串行通信接口串行通信接口 UART（RS232、RS422/RS485）CAN总线总线 USB 多处理器接口：多处理器接口：双口双口RAM（DPRAM）HPI接口接口PCI接口接口总线扩展总线扩展存储总线存储总线外设总线外设总线系统总线：复位、时钟、中断系统总线：复位、时钟、中断DSP外部接口外部接口CLKCPUCLKEMIFCLKI/O数据数据地址地址控制控制片上外设片上外设R

23、ESET DSP应用系统功能框图应用系统功能框图DSP第第0章：章：DSP技术概要技术概要2.1 DSP的发展概况的发展概况 1978年，年，AMI公司宣布第一个公司宣布第一个DSP S2811问世问世 1980年，日本年，日本NEC公司推出的公司推出的D7720是第一片具有硬件乘法器的是第一片具有硬件乘法器的商用商用DSP 1982年，美国年，美国TI公司推出首枚低成本高性能的公司推出首枚低成本高性能的DSP-TMS32010芯片，芯片，16位定点位定点DSP，采用了哈佛结构和硬件乘法器。，采用了哈佛结构和硬件乘法器。1985年，年，TI公司推出公司推出TMS32020系列芯片，寻址空间达到

24、系列芯片，寻址空间达到64K。ADSP2100，DSP56001，DSP16A第第0章：章：DSP技术概要技术概要（2）20世纪世纪90年代后：惊人发展期年代后：惊人发展期 性能与指标不断提高；性能与指标不断提高；芯片尺寸与功耗不断减小，价格逐年降低；芯片尺寸与功耗不断减小，价格逐年降低；出现了种技术先进的定点与浮点出现了种技术先进的定点与浮点DSP芯片；芯片；TI公司的公司的TMS320C20,C30,C40,C50,C80系列芯片；系列芯片；ADSP21XX系列；系列；更适合于数字信号处理算法；更适合于数字信号处理算法；3.3V(I/O),1.8V 内核内核 第第0章：章：DSP技术概要技

25、术概要（3）1997年以后：进入完善期年以后：进入完善期 普遍采用普遍采用0.25,0.18um工艺，增加了集成度；工艺，增加了集成度；片内存储器容量增大片内存储器容量增大,几百千字；几百千字；内核电压内核电压1.2V，进行一步降低功耗；，进行一步降低功耗；TI公司的公司的TMS320C64x;开发手段更方便，优化方法更灵活；开发手段更方便，优化方法更灵活；第第0章：章：DSP技术概要技术概要目前全球目前全球DSP市场中的主要厂商市场中的主要厂商 TI公司位居榜首，在全球公司位居榜首，在全球DSP市场的占有率为市场的占有率为44%左右左右 Motorola公司的占有率为公司的占有率为13.2%

26、左右左右 ADI公司的占有率为公司的占有率为10.2%左右左右 其他一部分由其他一部分由 Hitachi（日立）、（日立）、NEC、Zilog（桑那）（桑那）等公司占据等公司占据 第第0章：章：DSP技术概要技术概要TI公司的三大系列公司的三大系列DSP芯片：芯片：（1）TMS320C2000系列：系列：16/32位的定点位的定点DSP芯片；速度芯片；速度150MIPS;主要应用：数字马达控制，电机控制，数字电视，工业主要应用：数字马达控制，电机控制，数字电视，工业主动化，智能传感器等嵌入式应用领域。主动化，智能传感器等嵌入式应用领域。第第0章：章：DSP技术概要技术概要（2）TMS320C5

27、000系列：系列：低功耗的低功耗的16位的定点位的定点DSP芯片；速度芯片；速度600MIPS;C54x,C55x.主要应用：个人或便携产品。主要应用：个人或便携产品。如：音乐播放器，数码相机如：音乐播放器，数码相机 2G，3G手机和基站；手机和基站；GPS接收器；接收器；多种消费类电子产品。多种消费类电子产品。第第0章：章：DSP技术概要技术概要（3）TMS320C6000系列：系列：高性能的高性能的32位的定点位的定点DSP芯片；芯片；具有强大的计算能力与并行处理能力具有强大的计算能力与并行处理能力.C62X，C64x，C67x。主要应用：音频与视频处理。主要应用：音频与视频处理。如：语音

28、识别，医学图像处理，视频监控。如：语音识别，医学图像处理，视频监控。音频会议与广播；音频会议与广播；第第0章：章：DSP技术概要技术概要目前目前TI公司和公司和ADI公司的主流公司的主流DSP的一些特性如表的一些特性如表第第0章：章：DSP技术概要技术概要1.单单片片DSP的发展的发展 将围绕将围绕性能、价格和功耗性能、价格和功耗这三大要素进行进一步的改善这三大要素进行进一步的改善2.DSP与其它可编程处理器技术相结合与其它可编程处理器技术相结合将将FPGA与与DSP技术相结合，可实现宽带信号处理，大大提高信号处理速度技术相结合，可实现宽带信号处理，大大提高信号处理速度 3.DSP与与SoC技

29、术相结合技术相结合 利用利用DSP核嵌入技术将一个系统集成在一块芯片上，提高设计速度，降低开核嵌入技术将一个系统集成在一块芯片上，提高设计速度，降低开发成本，可直接使用发成本，可直接使用DSP系统开发技术来开发内部嵌有系统开发技术来开发内部嵌有DSP内核的内核的SoC。System on Chip的缩写，称为系统级芯片的缩写，称为系统级芯片,也有称片上系统也有称片上系统。所谓。所谓SoC技术，技术，是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用SoC技术设计系统的核心技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用思想，就是

30、要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用SoC技术技术设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。系统电路全部集成在一起。第第0章：章：DSP技术概要技术概要1.按照数据格式分类按照数据格式分类：定点定点DSP芯片芯片 浮点浮点DSP芯片芯片2.按照芯片的用途分类按照芯片的用途分类 通用型通用型DSP 专用型专用型DSP3.按照芯片结构分类：按照芯片结构分类：静态静态DSP 为某种应用目的而专门设计的为某种应用目的而专门设计的ASIC系统系统硬连线逻辑电路硬连线逻辑电路 第第

31、0章：章：DSP技术概要技术概要 1.MIPS:百万条指令百万条指令/每秒每秒 如如TMS320C6416在时钟为在时钟为1GHz时的峰值性能可达时的峰值性能可达8000MIPS2.MOPS：百万次操作：百万次操作/每秒每秒 如如TMS320C6201在时钟为在时钟为200MHz时的峰值性能可时的峰值性能可达达2400MOPS3.MFLOPS：百万次浮点操作：百万次浮点操作/每秒每秒 如如ADSP-TS201S的峰值性能可达的峰值性能可达14.4GFLOPS 第第0章：章：DSP技术概要技术概要4.MBPS：百万位：百万位/每秒每秒 如如TMS320C6000的总线时钟为的总线时钟为200MH

32、z时，其总线数时，其总线数据吞吐率为据吞吐率为800M字节字节/秒秒5.MAC执行时间：完成一次乘执行时间：完成一次乘-累加运算所需时间累加运算所需时间 大部分大部分DSP可在单周期内完成一次可在单周期内完成一次MAC6.FFT执行时间完成一个执行时间完成一个N点点FFT运算所需时间运算所需时间第第0章：章：DSP技术概要技术概要3.3 DSP芯片的应用芯片的应用 第第0章：章：DSP技术概要技术概要TMS320C5000低功耗低功耗 手机手机 电信电信 数码相机数码相机 便携式媒体播放器便携式媒体播放器最佳测控最佳测控 电机控制电机控制 家用电器家用电器 变频电源控制变频电源控制 工业自动化

33、工业自动化TMS320C2000高性能高性能 无线基站无线基站 视频流、视频流、视频会议视频会议 视频安防视频安防/监控制监控制 医疗成像医疗成像TMS320C6000 TI公司主推的三大公司主推的三大DSP平台平台Optical NetworkingControl of laser diodeTV screenDeflection of electron beam for small angle and sharp corner TV screenAutomotive-EPSBattery operated precision for steeringPrinterPrint head co

34、ntrolPaper path motor controlDigital Power SupplyProvides control,sensing,PFC,and other functions“Segway”Many new coolApplication to comeTire PressureLow cost pressure sensing based on tire rotation speed measurementC2000系列系列DSP应用领域应用领域第第0章：章：DSP技术概要技术概要 C2000系列系列DSP子系列子系列C2xxC2xx子系列：子系列：16位定点位定点DSP

35、、20MIPS代表器件：代表器件：TMS320F206PZC24xC24x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、20MIPS代表器件：代表器件：TMS320F240LF240 xLF240 x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、40MIPS代表器件：代表器件：TMS320LF2407F28xF28x子系列：子系列：32位定点位定点DSP、150MIPS代表器件：代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810第第0章：章：DSP技术概要技术概要第第0章：章：DSP技术概要技术概要Up To 40 MIPSControl Performance High-Precision Con

36、trol C242F241LC2404ALF2401ALC2402AMulti-Function,Appliance&Consumer Control F240F243LC2406ALF2402ALF2403ALF2406ALF2407AF2810128-LQFPF2812176-LQFPF2812179-u*BGA150 MIPS!Software CompatibleHigh-endDerivativesApplicationspecificversionsScaledDownversionsRoadmapTI DSP占手机市场占手机市场的的60%TI DSP 被前被前10位因特网位因特网

37、消费类电子产品制造商中消费类电子产品制造商中的的8个所选中个所选中TI DSP被前被前8位位数码相机制造商数码相机制造商中的中的7个所选中个所选中TI DSP占占IP电话电话设计的设计的 80%TI DSP占占VOIP网网关市场的关市场的80%TI DSP 被前被前10位位无线基站制造商无线基站制造商中的中的8个所采用个所采用TMS320C5000C5000系列系列DSP的应用的应用第第0章：章：DSP技术概要技术概要 C5000系列系列DSP子系列子系列C54xC54x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、100160MIPS代表器件：代表器件：TMS320VC5402、VC5409、VC

38、5416C55xC55x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、400MIPS代表器件：代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54xC54xARM7ARM7子系列：子系列：代表器件：代表器件：TMS320VC5470、VC5471、DSC21C55xC55xARM9ARM9子系列：子系列：即即OMAP平台：平台：Open Multimedia Applications Platform代表器件：代表器件：OMAP5910第第0章：章：DSP技术概要技术概要第第0章：章：DSP技术概要技术概要Application EnhancedC5502400 MIPSC55092

39、88-400 MIPSC5510320-400 MIPSC55xTM DSP DSP+RISCPower Efficiency/System DensityC5000系列系列DSPOMAPTM OMAP5910MulticoreC5420 200 MIPSC5421 200 MIPSC5441532 MIPSC55xTMMulticore Software CompatibleC540150 MIPSC5402100-160 MIPSC540980-160 MIPSC5410100-160MIPSC5416120-160 MIPSOver 500 Million ShippedC54xTM D

40、SPWorlds Most Popular DSP$5 Billion in Design-insC55xTM DSPBest DSPMicroprocessor ReportDSP Product of the YearInternet TelephonyEDN 2000 DSPRoadmapHigh Performance160-MIPS performance16K words SRAM3 McBSPs6-channel DMA8/16-bit HPI1.2-V and 1.8-V core optionsLow Power 72 mW active power(100 MIPS)Sma

41、ll Size144-pin LQFPUltra-small 144 microStar BGA(12 mm x 12 mm)D(15-0)A(22-0)26 Muxed GP I/OProgram/Data Buses8/16-bit Host PortInterface(HPI)Program/Data RAM16K WordsCh 0Ch 1Ch 2Ch 3Ch 4Ch 5DMA Timer Program/Data ROM16K WordsPeripheral BusRND,SAT17 x 17 MPY40-Bit AdderMACShifter40-Bit Barrel(-16,31

42、)EXP Encoder40-Bit ALUCMPS Operator(VITERBI)ALUAccumulators40-Bit ACC A40-Bit ACC B8 Auxiliary Registers2 Addressing UnitsAddressing UnitMultichannel BufferedSerial Port(McBSPMultichannel BufferedSerial Port(McBSP)JTAG Test/EmulationControlMultichannel BufferedSerial Port(McBSP)PLL Clock Generator S

43、/W WaitstateGeneratorPower ManagementTMS320C54x内部结构内部结构第第0章：章：DSP技术概要技术概要C54xC55xHigher performanceCPU2-40 bit accumulators1-40-bit ALU1-40 bit barrel shifter L31,R161-17x17-bit MACunprotected pipeline1-16 bit program bus 3-16 bit data buses4-16 bit address busesseparate program,data memory4-40 bit

44、accumulators1-40-bit ALU-dual mode+1 16-bit ALU1-40 bit barrel shifter L32,R312-17x17-bit MACsprotected pipeline1-32 bit program bus5-16 bit data buses6-24 bit address busesunified memory spaceExtended hardwareresources16 bit instructionsdefined parallel instructionsSuperset of 54x Mnemonic8,16,24,3

45、2,40,48 bit instructionsdefined parallel instructionsuser defined parallel instructionsC54xMnemonicC55xMnemonicC54x与与C55x内含的差别内含的差别第第0章：章：DSP技术概要技术概要 C6000系列系列DSP子系列子系列C62xC62x子系列：子系列：32位定点位定点DSP、12002400MIPS 代表器件：代表器件：TMS320C6205 代表器件：代表器件：TMS320C6211C67xC67x子系列：子系列：32位浮点位浮点DSP、12001800MIPS，9001350

46、MFLOPS 代表器件：代表器件：TMS320C6701 代表器件：代表器件：TMS320C6711、C6712、C6713C64xC64x子系列：子系列：32位定点位定点DSP，40005760MIPS代表器件：代表器件：TMS320C6414、C6415、C6416数字媒体器件：数字媒体器件：TMS320DM640、DM641、DM642第第0章：章：DSP技术概要技术概要 DSL modems Modems 池池 基站收发器基站收发器 无线局域网无线局域网 区域用户交换机区域用户交换机 语音识别语音识别 多媒体网关多媒体网关 专业音频设备专业音频设备 网络照相机网络照相机 机器视角机器视

47、角 安全认证安全认证 工业扫描仪工业扫描仪 高速打印机高速打印机 高级加密器高级加密器Broadband CommunicationsWireless 3G Base StationsMedical ImagingC6000系列系列DSP的应用的应用第第0章：章：DSP技术概要技术概要第第0章：章：DSP技术概要技术概要Fixed Point Software CompatiblePerformanceFloating Point C67HPMulti-CoreC64x+RISCC67LCC64LCC6416C6415C6414C6411DM64xTMC6712CC6711CC6713C6203C6701C6711C6201C6204C6211C6712C6205C6202C64xTM DSPBest DSP of 2001InStat/MicroDesignResources2001 Innovation of the YearEDN Magazine 课后任务：课后任务：准备教材；准备教材；预习第一章内容；预习第一章内容；第第0章：章：DSP技术概要技术概要