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基于TMS320C5402的DSP实验开发系统的设计.pdf78页
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基于TMS320C5402的DSP实验开发系统的设计
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中南大学 硕士学位论文
基于TMS320C5402的DSP实验开发系统的设计 姓名：杨明远 申请学位级别：硕士 专业：模式识别与智能系统 指导教师：陈明义 座机电话号码 摘要 DSP理论和技术是目前电子技术和IT领域中的基本工程理论与核心技
术。实际上，DSP技术已经深入到各个工业应用技术中，它己经成为21世
纪初各种新技术的共同基础。因此，将DSP技术应用于教学实践具有十分
重要的意义。目前，许多大专院校纷纷开设了DSP相关课程，因此，研制
出适合教学的实验平台已迫在眉睫。为大专院校提供一个功能完备、价格
低廉、技术流行、能满足教学和开发双重需求的DSP课程教学实验系统是
本文研究和解决的重要课题。
进行功能扩展，从而组建开放式实验系统。本文重点叙述了系统的硬件设
的人机接口软硬件设计；最后，本文设计出了一些基本实验和有针对性的
实验。整个系统以模块电路为基础展开设计，采用实验和仿真的方法进行
验证，文中所有软件设计都进行了仿真，结果正确。在总线驱动、在线擦
写Flash、人机接口的硬件实现上进行了改进。 本课题的研究，使得实验者在此系统上可以进行常规的DSP实验，通过
实验掌握DSP芯片的基本功能和应用，从而使DSP的教学更具有实际意义，
更系统化，更易于掌握。同时，使得今后可以在此基础上，根据使用者的
需求，进一步增加相应的软硬件模块，扩展其功能，构建资源更加丰富的
DSP硬件平台开发系统。
关键词DSP，TMS320C5402，最小系统，McBSP，人机接口 ABSTRACT The and theories ofDSParebasic theoriesandcore techniques engineering ofelectronics andITfield
techniques technique ofDSPhas been intoallkindsof
technique alreadydeep appliedindustry has the bec
正在加载中，请稍后...第2章 TMS320C2000系列DSP芯片的基本结构及性能_图文_百度文库
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第2章 TMS320C2000系列DSP芯片的基本结构及性能
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当前位置：&>>&&>>&&>>&基于TMS320CGHz DSP的参考方案
　　导读：TI公司的TMS320C6655/57是定点/浮点数字信号处理器（DSP），基于多核架构，内核速度高达1.25GHz,集成了各种包括C66x内核、子系统、外设和加速器在内的各种子系统，适用于高性能低功耗可编程应用，如任务关键型、测试与自动化、医疗影像以及基础设施设备等。
　　1& 概述
　　TI公司的TMS320C6655/57 DSP最高可以提供2.5GHz的累积DSP,使得该平台具有高能效，并易于使用。此外，它与所有现有的C6000系列、定点和浮点DSP完全向后兼容。其KeyStone架构提供了一个可编程的平台，整合了各种子系统（C66x内核、存储器子系统、外设和加速器），并使用一些创新的组件和技术，大限度地提高了器件内和器件间的通信，可以使多种DSP资源有效和无缝地操作。
　　这一架构有一些关键组件，如，多核导航器，可以对各种组件之间进行高效的数据管理。Teranet是一个无阻塞转换结构，能够使内部数据快速地移动。其多核共享存储器控制器可以直接访问共享存储器和外部存储器，而不影响交换结构的性能。
　　对于定点使用，C66x核拥有C64x+多核的4×倍数累加（MAC）的能力。此外，C66x核集成了浮点运算能力和每个核粗计算性能，它是较好的40GMACS/核和20GFLOPS/核（@1.25GHz工作频率）。它可以执行8个单精度浮点的MAC操作（每个周期），并且可以执行双倍和混合精度运算，符合IEEE754标准。该型C66x核集成了90个新指令（相对于C64x +核），以用于浮点和向量数学处理。这些增强功能大幅度地提高了信号处理中使用的DSP内核的性能。该型C66x核与TI公司以前的C6000固定和浮点DSP内核向后代码兼容，保证了软件的可移植性，缩短了软件开发周期。
　　C6655/57 DSP器件集成了大量的片上存储器。除了32kB的L1程序和数据高速缓冲存储器以外，在每个核上还具有1024kB的专用存储器，可以配置为映射RAM或高速缓冲存储器。该器件还集成了1024kB的多核共享存储器，可以用来作为共享的L2 和/或共享的L3 SRAM.所有的L2存储器都具有错误检测和错误纠正功能。为了方便快速访问外部存储器，该器件还包括了一个32位的DDR-3外部存储器接口（），为1333MHz运行，并具有ECC内存支持。
　　该系列支持多种高速标准接口，包括RapidIOver2,第二代PCI Express和千兆以太网。它还包括I2C、UART、多通道缓冲串行端口（McBSP）、通用并行端口、一个16位异步EMIF,以及通用的CMOS IO.该器件还采用了一个称为超链接的，40Gbaud全双工接口，以用于高吞吐量，低延迟通信（设备之间或FPGA）。
　　2& TMS320C6655/57系统框图
　　C6655/57器件具有一套完整的开发工具，其中包括：增强的C编译器、汇编优化器（来简化编程和调度）和WindowsR调试器接口，用于源代码执行的监视。
　　图1 TMS320C6655/57框图
　　3& TMS320C6655/57主要特性
　　•一个（C6655）或两个（C6657）TMS320C66x DSP内核子系统 （CorePacs），每个内核子系统
　　- 850MHz（C6657），1.0GHz或1.25GHz的C66x定点/浮点CPU核40GMAC/核，用于固定点（1.25GHz）20GFLOP/核，用于浮点（1.25GHz）
　　-内存32kB L1P每核32kB L1D每核 1024kB 本地L2每核
　　•多核共享存储器控制器（MSMC）
　　- 1024kB MSM SRAM存储器（由两 个DSP C66x CorePacs分享，用于C6657）
　　-存储器保护单元，用于MSM SRAM和_EMIF
　　•多核导航器
　　- 8192多用途硬件队列与队列管理器
　　-基于分组的DMA,用于零开销传输
　　•硬件加速器
　　-两个Viterbi协处理器
　　-一个Turbo协处理器解码器
　　•外设
　　-四通道SRIO2.1每通道1.24/2.5/3.125/5Gbaud操作支持支持直接I / O,信息传递支持四个1×，2个2×，一个4×，和两个1×+一个2×链路配置
　　-第二代PCIe单端口支持1或2车道最多支持5Gbaud（每通道）
　　-超链接支持连接其他KeyStone架构的器件，提供可扩展性资源最高支持40Gbaud
　　-千兆以太网（GbE）子系统一个SGMII端口支持10/100/1000Mbps操作
　　- 32位DDR3接口DDR3-13338GB寻址内存空间
　　-16位EMIF
　　-通用并行端口8位双通道或16位每个支持SDR和DDR传输
　　-两个UART接口
　　-两个多通道缓冲串行端口（McBSP）
　　- I2C接口
　　- 32个GPIO引脚
　　- SPI接口
　　-信号灯模块
　　- 8个64位
　　-两个片上锁相环
　　- SoC安全支持
　　•商用温度0℃~85℃
　　•扩展级温度40℃~100℃
　　•扩展低温55℃~100℃
　　4& 评估板简介
　　C6657 Lite EVM精简版是一款高性能、低成本、独立的开发平台，使用户能够评估和开发，采用德州仪器TMS320C6657数字信号处理器（DSP）的产品。该评估模块（EVM）也可作为TMS320C6657 DSP的硬件参考设计平台。该EVMs的形状大小相当于一个PICMG AMC.0 R2.0的AdvancedMC模块。TMDSEVM6657LE带有一个集成，高速，具有系统跟踪能力的XDS560V2夹层模拟器。还带有原理图、代码示例和应用笔记，以方便开发，并缩短上市时间。
　　图2 评估板TMDXEVM6657L框图
　　5& 评估板主要特性
　　•德州仪器的定点DSP TMS320C6657
　　•的DDR3内存（最高支持1024Mbytes）
　　&#MB的NAND闪存
　　•16MB的NOR闪存
　　•一千兆位以太网端口，支持
　　10/100/1000Mbps的数据速率--RJ-45连接器和AMC查找之间交换
　　&#引脚B+风格的AMC接口
　　•超链接的高性能连接器
　　基于TMS320CGHz DSP的参考方案
　　TMS320C6657|DSP|数字信号处理器|可编程平台
　　中电网
　　导读：TI公司的TMS320C6655/57是定点/浮点数字信号处理器（DSP），基于KeyStone多核架构，内核速度高达1.25GHz,集成了各种包括C66x内核、存储器子系统、外设和加速器在内的各种子系统，适用于高性能低功耗可编程应用，如任务关键型、测试与自动化、医疗影像以及基础设施设备等。
　　1& 概述
　　TI公司的TMS320C6655/57 DSP最高可以提供2.5GHz的累积DSP,使得该平台具有高能效，并易于使用。此外，它与所有现有的C6000系列、定点和浮点DSP完全向后兼容。其KeyStone架构提供了一个可编程的平台，整合了各种子系统（C66x内核、存储器子系统、外设和加速器），并使用一些创新的组件和技术，大限度地提高了器件内和器件间的通信，可以使多种DSP资源有效和无缝地操作。
　　这一架构有一些关键组件，如，多核导航器，可以对各种组件之间进行高效的数据管理。Teranet是一个无阻塞转换结构，能够使内部数据快速地移动。其多核共享存储器控制器可以直接访问共享存储器和外部存储器，而不影响交换结构的性能。
　　对于定点使用，C66x核拥有C64x+多核的4×倍数累加（MAC）的能力。此外，C66x核集成了浮点运算能力和每个核粗计算性能，它是较好的40GMACS/核和20GFLOPS/核（@1.25GHz工作频率）。它可以执行8个单精度浮点的MAC操作（每个周期），并且可以执行双倍和混合精度运算，符合IEEE754标准。该型C66x核集成了90个新指令（相对于C64x +核），以用于浮点和向量数学处理。这些增强功能大幅度地提高了信号处理中使用的DSP内核的性能。该型C66x核与TI公司以前的C6000固定和浮点DSP内核向后代码兼容，保证了软件的可移植性，缩短了软件开发周期。
　　C6655/57 DSP器件集成了大量的片上存储器。除了32kB的L1程序和数据高速缓冲存储器以外，在每个核上还具有1024kB的专用存储器，可以配置为映射RAM或高速缓冲存储器。该器件还集成了1024kB的多核共享存储器，可以用来作为共享的L2 SRAM和/或共享的L3 SRAM.所有的L2存储器都具有错误检测和错误纠正功能。为了方便快速访问外部存储器，该器件还包括了一个32位的DDR-3外部存储器接口（EMIF），为1333MHz运行，并具有ECC内存支持。
　　该系列支持多种高速标准接口，包括RapidIOver2,第二代PCI Express和千兆以太网。它还包括I2C、UART、多通道缓冲串行端口（McBSP）、通用并行端口、一个16位异步EMIF,以及通用的CMOS IO.该器件还采用了一个称为超链接的，40Gbaud全双工接口，以用于高吞吐量，低延迟通信（设备之间或FPGA）。
　　2& TMS320C6655/57系统框图
　　C6655/57器件具有一套完整的开发工具，其中包括：增强的C编译器、汇编优化器（来简化编程和调度）和WindowsR调试器接口，用于源代码执行的监视。
　　图1 TMS320C6655/57框图
　　3& TMS320C6655/57主要特性
　　•一个（C6655）或两个（C6657）TMS320C66x DSP内核子系统 （CorePacs），每个内核子系统
　　- 850MHz（C6657），1.0GHz或1.25GHz的C66x定点/浮点CPU核40GMAC/核，用于固定点（1.25GHz）20GFLOP/核，用于浮点（1.25GHz）
　　-内存32kB L1P每核32kB L1D每核 1024kB 本地L2每核
　　•多核共享存储器控制器（MSMC）
　　- 1024kB MSM SRAM存储器（由两 个DSP C66x CorePacs分享，用于C6657）
　　-存储器保护单元，用于MSM SRAM和DDR3_EMIF
　　•多核导航器
　　- 8192多用途硬件队列与队列管理器
　　-基于分组的DMA,用于零开销传输
　　•硬件加速器
　　-两个Viterbi协处理器
　　-一个Turbo协处理器解码器
　　•外设
　　-四通道SRIO2.1每通道1.24/2.5/3.125/5Gbaud操作支持支持直接I / O,信息传递支持四个1×，2个2×，一个4×，和两个1×+一个2×链路配置
　　-第二代PCIe单端口支持1或2车道最多支持5Gbaud（每通道）
　　-超链接支持连接其他KeyStone架构的器件，提供可扩展性资源最高支持40Gbaud
　　-千兆以太网（GbE）子系统一个SGMII端口支持10/100/1000Mbps操作
　　- 32位DDR3接口DDR3-13338GB寻址内存空间
　　-16位EMIF
　　-通用并行端口8位双通道或16位每个支持SDR和DDR传输
　　-两个UART接口
　　-两个多通道缓冲串行端口（McBSP）
　　- I2C接口
　　- 32个GPIO引脚
　　- SPI接口
　　-信号灯模块
　　- 8个64位定时器
　　-两个片上锁相环
　　- SoC安全支持
　　•商用温度0℃~85℃
　　•扩展级温度40℃~100℃
　　•扩展低温55℃~100℃
　　4& 评估板简介
　　C6657 Lite EVM精简版是一款高性能、低成本、独立的开发平台，使用户能够评估和开发，采用德州仪器TMS320C6657数字信号处理器（DSP）的产品。该评估模块（EVM）也可作为TMS320C6657 DSP的硬件参考设计平台。该EVMs的形状大小相当于一个PICMG AMC.0 R2.0的AdvancedMC模块。TMDSEVM6657LE带有一个集成，高速，具有系统跟踪能力的XDS560V2夹层模拟器。还带有原理图、代码示例和应用笔记，以方便开发，并缩短上市时间。
　　图2 评估板TMDXEVM6657L框图
　　5& 评估板主要特性
　　•德州仪器的定点DSP TMS320C6657
　　&#MB的DDR3内存（最高支持1024Mbytes）
　　&#MB的NAND闪存
　　•16MB的NOR闪存
　　•一千兆位以太网端口，支持
　　10/100/1000Mbps的数据速率--RJ-45连接器和AMC查找之间交换
　　&#引脚B+风格的AMC接口
　　•超链接的高性能连接器
　　&#B的I2C EEPROM用于引导
　　•4用户LED指示，4个软件控制的
　　6& LED和3个用户DIP
　　•3针接头或UART通过mini-USB连接器的RS232串行接口
　　•UPP、定时器、SPI、多通道缓冲串口、80针扩展接头的UART接口
　　•板上采用USB2.0接口XDS100仿真类型
　　•TI60引脚JTAG头，支持外部
　　•高速集成XDS560V2夹层模拟器
　　•高速集成XDS200夹层模拟器
　　•模块管理控制器（MMC）的智能平台管理接口（IPMI）
　　•采用直流砖（12V/2.5A）或AMC电信背板
　　•PICMG AMC.0 R2.0单宽，全高
　　7& AdvancedMC模块
　　C6657 Lite精简版EVM包含了双TMS320C6657定点数字信号处理器。该TMS320C6657器件是德州仪器（TI）开发的，基于第三 代高性能，先进VelociTI超长指令字（VLIW）架构，专门用于高密度有线/无线媒体网关基础设施。此设备是IP边界网关、视频转码和翻译、视频服务器、智能语音，以及视频识别应用的较理想选择。该型C66x器件与以前的C6000 DSP平台设备后代码兼容。& &&& &#B的I2C EEPROM用于引导
　　•4用户LED指示，4个软件控制的
　　6& LED和3个用户
　　•3针接头或UART通过mini-USB连接器的RS232串行接口
　　•UPP、定时器、SPI、多通道缓冲串口、80针扩展接头的UART接口
　　•板上采用USB2.0接口XDS100仿真类型
　　•TI60引脚JTAG头，支持外部仿真器
　　•高速集成XDS560V2夹层模拟器
　　•高速集成XDS200夹层模拟器
　　•模块管理控制器（MMC）的智能平台管理接口（IPMI）
　　•采用直流电源砖适配器（12V/2.5A）或AMC电信背板
　　•PICMG AMC.0 R2.0单宽，全高
　　7& AdvancedMC模块
　　C6657 Lite精简版EVM包含了双TMS320C6657定点数字信号处理器。该TMS320C6657器件是德州仪器（TI）开发的，基于第三 代高性能，先进VelociTI超长指令字（VLIW）架构，专门用于高密度有线/无线媒体网关基础设施。此设备是IP边界网关、视频转码和翻译、视频服务器、智能语音，以及视频识别应用的较理想选择。该型C66x器件与以前的C6000 DSP平台设备后代码兼容。
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现代的工业企业，广泛地采用直流电源。在冶金工业上，有色金属铝、镁、锌的冶炼及电解铜的生产，在化学工业上，电解、电镀、试剂和化学药品的生产，在矿山机械、钢铁工业及交通运输的驱动上，起重机、轧钢机、电机车、电气火车以及城市交通的电车等均需要直流电源。
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