內容簡介
《TMS320C55x DSP應用係統設計(第3版)/“十二五”高等院校規劃教材》以TI公司的TMS320C55x係列芯片為對象,係統地介紹瞭DSP芯片的基礎知識和DSP應用係統的開發設計方法。全書共分10章,主要內容是:C55x的硬件結構和指令係統;采用匯編語言、C/C++語言進行C55x軟件開發的基礎知識和方法,包括CCS5.4在內的軟件開發工具的使用方法;典型應用程序設計,包括數據定標與溢齣處理,多字整數、小數的加法、減法、乘法和除法,FIR、IIR濾波器,FFT,DSPLIB庫的使用等;常用C55x片上外設和CSL庫的使用;C55x應用係統的硬件擴展方法;典型應用係統設計實例。
《TMS320C55x DSP應用係統設計(第3版)/“十二五”高等院校規劃教材》選材新、內容豐富、通俗易懂、實用性強,可作為電氣信息類專業及其他相近專業的高年級本科生和研究生學習DSP課程的教材參考書,也可供從事DSP應用係統開發的科技工作者工程技術人員參考。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 DSP的基本概念
1.2 DSP芯片簡介
1.2.1 DSP芯片的發展曆史、現狀和趨勢
1.2.2 DSP芯片的特點
1.2.3 DSP芯片的分類
1.2.4 DSP芯片的應用領域
1.2.5 選擇DSP芯片考慮的因素
1.3 DSP芯片産品簡介
1.3.1 TI公司的DSP芯片概況
1.3.2 其他公司的DSP芯片概況
1.3.3 TMS320C5000概況
思考題與習題
第2章 TMS320C55x的硬件結構
2.1 TMS320C55x的總體結構
2.1.1 C55x CPU內部總綫結構
2.1.2 C55x的CPU組成
2.1.3 C55x存儲器配置
2.1.4 C55x外設配置
2.2 C55x的封裝和引腳功能
2.2.1 引腳屬性
2.2.2引腳信號定義與描述
2.3 C55x的CPU結構
2.3.1存儲器接口單元(M單元)
2.3.2指令緩衝單元(I單元)
2.3.3程序流單元(P單元)
2.3.4地址數據流單元(A單元)
2.3.5數據計算單元(D單元)
2.3.6地址總綫與數據總綫
2.3.7指令流水綫
2.4 CPU寄存器
2.4.1概況
2.4.2 纍加器(ACO~AC3)
2.4.3 變換寄存器(TRNO、TRNl)
2.4.4 T寄存器(TO~T3)
2.4.5用作數據地址空間和I/O空間的寄存器
2.4.6 程序流寄存器(PC、RETA、CFCT)
2.4.7 中斷管理寄存器
2.4.8循環控製寄存器
2.4.9 狀態寄存器ST0 55
2.4.10狀態寄存器ST1 55
2.4.11 狀態寄存器ST2 55
2.4.12 狀態寄存器ST3 55
2.5 存儲空間和I/O空間
2.5.1存儲器映射
2.5.2程序空間
2.5.3數據空間
2.5.4 110空間
2.6堆棧操作
2.6.1數據堆棧和係統堆棧
2.6.2堆棧配置
2.6.3快返迴與慢返迴
2.7 中斷和復位操作
2.7.1 中斷概述
2.7.2 中斷嚮量與優先級
2.7.3可屏蔽中斷
2.7.4不可屏蔽中斷
2.7.5硬件復位
2.7.6軟件復位
……
第3章 集成開·發環境(CCS5. 4)
第4章 TMS320C55x的指令係統
第5章 TMS320C55x匯編語言編程
第6章 C/C++語言程序設計
第7章 應用程序設計
第8章 C55x的片上外設
第9章 C55x的硬件擴展
第10章 C55x應用係統設計實例
前言/序言
數字化已成為現代信息技術的重要標誌,是電子産品高品質的象徵。數字信號處理具有靈活、精確、重復性好等優良特性,這些都是模擬信號處理方法所無法比擬的,它在電子信息、通信、計算機、儀器設備、自動控製、醫學、消費類電子和軍事等領域起著越來越重要的作用。DSP芯片將越來越多地滲透到各種電子産品當中,成為各種電子産品尤其是通信、音視頻、娛樂類産品的技術核心。因此,DSP技術已成為高校學生和科技人員必須掌握的一門重要技術。
現在世界上主要的DSP芯片廠傢包括TI、ADI、Freescale及AT&T;等公司,其中TI公司的DSP産品種類最多,應用麵最廣,對行業影響最大。TI公司的DSP産品型號眾多,其TMS320C5000(簡稱C5000)、TMS320C2000、TMS320C6000等係列産品是當前和未來一段時期內TI公司的主流DSP産品。其中C5000係列為16位定點DSP,由於其具有高性能、低功耗、體積小、價格低等顯著優點,因此被廣泛地應用在IP電話機、IP電話網關、數字式助聽器、便攜式聲音/數據/視頻産品、調製解調器、手機/移動電話基站、語音服務器、數字收音機、小型辦公室/傢庭語音和數據係統中。
C5000係列DSP芯片目前已有三代産品,即C5x、C54x和C55x。C55x是C5000係列的新一代産品,與C54x的源代碼兼容。與C54x相比,C55x處理速度明顯提高,功耗也明顯降低。如300MHz的C55x與120MHz的C54x相比,C55x的處理速度比C54x提高瞭5倍,而功耗隻有C54x的1/6。
本書以C55x為描述對象,參考最新的TI公司係列資料以及其他有關教材和著作,結閤作者多年來開發應用DSP係統的體會和心得,在近年來為本科生開設“DSP應用係統設計”課程而編寫的講義基礎上,進行充實、提高和改編而成。
《TMS320C55x DSP應用係統設計(第3版)/“十二五”高等院校規劃教材》圖書簡介 洞悉數字信號處理前沿,掌握TMS320C55x DSP高效應用 本書概述: 《TMS320C55x DSP應用係統設計(第3版)》是一部全麵、深入、實用的高等院校規劃教材,專為從事數字信號處理(DSP)領域研究、開發與教學的師生以及廣大工程技術人員精心編寫。本書緊扣“十二五”國傢高等教育教學改革的時代脈搏,聚焦於德州儀器(TI)公司在業界享有盛譽的TMS320C55x係列DSP處理器,係統地闡述瞭基於該係列DSP的應用係統設計方法、關鍵技術及工程實踐。 本書第三版在繼承前兩版成功經驗的基礎上,結閤近年來DSP技術的發展趨勢和工程應用的新需求,進行瞭大量的更新和優化。內容涵蓋瞭TMS320C55x DSP的體係結構、指令集、開發環境、外設接口、中斷係統、功耗管理,以及在通信、音頻、圖像、醫療、工業控製等眾多領域的典型應用案例。本書注重理論與實踐的緊密結閤,通過大量代碼示例、工程設計流程指導和實際項目開發經驗分享,幫助讀者快速掌握TMS320C55x DSP的開發技能,提升解決實際工程問題的能力。 本書特色: 1. 體係結構深度剖析,理解DSP核心: 本書將TMS320C55x DSP的硬件體係結構進行瞭詳盡的分解和介紹,包括其高性能的Harvard架構、高效的指令流水綫、專門為DSP優化的乘加纍加(MAC)單元、支持嚮量操作的SIMD指令集、豐富的片內外設(如DMA控製器、定時器、UART、SPI、I2C、ADC/DAC接口等)以及其獨特的功耗管理機製。通過對這些核心組件的深入理解,讀者能夠更深刻地認識到C55x係列DSP在信號處理任務上的卓越性能和低功耗優勢。 2. 指令係統精講細練,解鎖高性能優化: DSP的核心競爭力在於其強大的指令集。本書詳細闡述瞭TMS320C55x DSP的各種指令,特彆是針對信號處理優化的匯編指令,如MAC指令、嚮量指令、數據移動指令等。通過對指令集的深入剖析和示例講解,讀者能夠掌握如何編寫高效的匯編代碼,充分挖掘DSP的處理能力,實現算法的最優化,為開發高性能的DSP應用奠定堅實基礎。 3. 開發環境全麵指導,高效上手: 本書係統介紹瞭TI提供的Code Composer Studio(CCS)集成開發環境,包括其安裝配置、項目創建、代碼編寫、編譯鏈接、調試方法(斷點設置、單步執行、變量查看、寄存器監控、內存觀察等)以及仿真器(如XDS係列)的使用。通過詳實的步驟和圖文並茂的講解,幫助初學者快速熟悉和掌握CCS開發環境,從而高效地進行DSP應用程序的開發和調試。 4. 外設接口靈活應用,構建完整係統: 現代DSP應用係統往往需要與外部世界進行豐富的信息交互。本書詳細介紹瞭TMS320C55x DSP的各種片內外設接口,包括如何配置和使用DMA控製器實現高效數據傳輸,如何利用定時器進行精確控製和時間測量,如何通過UART、SPI、I2C等串行通信接口與其他芯片或外圍設備進行通信,以及如何利用ADC/DAC接口進行模數和數模轉換,實現與現實模擬信號的對接。通過這些介紹,讀者可以學習如何根據具體應用需求,靈活選擇和配置DSP的外設,構建齣功能完整的DSP應用係統。 5. 中斷係統精妙設計,響應迅速可靠: 中斷是DSP係統中實現高效實時響應的關鍵機製。本書深入講解瞭TMS320C55x DSP的中斷嚮量錶、中斷服務程序的編寫、中斷優先級管理、中斷使能與禁用等。通過對中斷係統的精妙設計,讀者能夠掌握如何處理外部事件,實現DSP的高效多任務處理和實時響應,這對於許多實時信號處理應用至關重要。 6. 功耗管理精打細算,節能為王: 功耗是許多便攜式和電池供電DSP應用的核心考量。TMS320C55x係列DSP在功耗管理方麵擁有業界領先的技術。本書詳細介紹瞭其多種功耗管理模式,如動態電壓頻率調整(DVFS)、空閑模式、待機模式以及各種低功耗狀態的喚醒機製。通過學習和應用這些功耗管理技術,讀者能夠設計齣更加節能的DSP應用係統,延長設備續航時間,滿足綠色電子産品的設計需求。 7. 典型應用案例詳盡解析,學以緻用: 為幫助讀者將理論知識轉化為實際能力,本書精心挑選瞭多個在通信、音頻處理、圖像處理、生物醫學工程、工業控製等領域具有代錶性的應用案例,並進行瞭詳細的解析。這些案例覆蓋瞭從算法實現到係統集成的全過程,例如: 通信領域: 數字濾波器在基帶信號處理中的應用,如FIR和IIR濾波器設計及其在C55x上的高效實現;語音編碼與解碼算法(如G.711, G.729)在DSP上的實現;OFDM信號的生成與接收。 音頻處理領域: 音頻采集與播放係統設計;聲學迴聲消除(AEC)算法的DSP實現;MP3/AAC音頻解碼器。 圖像處理領域: 圖像增強、邊緣檢測、圖像壓縮等基本圖像處理算法的DSP實現;CCD/CMOS圖像傳感器的接口與數據采集。 生物醫學工程: 心電圖(ECG)信號的濾波與分析;脈搏血氧儀的信號處理;醫療監護設備中的傳感器數據采集與處理。 工業控製: 電機控製中的PID算法實現;傳感器數據采集與處理在自動化生産綫中的應用;工業通信協議的實現。 對於每一個案例,本書都提供瞭清晰的設計思路、關鍵算法的DSP實現代碼(通常包含C語言和部分匯編優化),以及係統集成時的注意事項。 8. 理論與實踐深度融閤,培養工程思維: 本書不僅僅是一本技術手冊,更注重培養讀者的工程思維和解決實際問題的能力。在講解每個知識點時,都盡可能地聯係實際應用場景,引導讀者思考“為什麼”和“如何做”。通過大量的實例和實踐指導,鼓勵讀者動手實踐,將書本知識轉化為實際工程能力。 9. “十二五”高等院校規劃教材定位,體係完整: 作為“十二五”高等院校規劃教材,本書的內容組織和深度充分考慮瞭高等院校的教學需求,結構清晰,邏輯嚴謹,覆蓋瞭DSP相關課程的核心知識點。配套的教學資源(如PPT、實驗指導、參考答案等)可供教師教學和學生自學使用,能夠有效支持相關專業的教學改革和人纔培養。 本書目標讀者: 高等院校相關專業(如電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等)的本科生和研究生; 從事數字信號處理、嵌入式係統設計、通信設備、消費電子、醫療器械、工業自動化等領域的研發工程師; 對DSP技術感興趣並希望係統學習TMS320C55x係列DSP應用的科研人員和技術愛好者。 學習本書,您將能夠: 深入理解TMS320C55x DSP的強大功能和獨特優勢。 熟練掌握基於CCS的DSP應用程序開發流程。 編寫高效、優化的DSP算法代碼,充分發揮硬件性能。 靈活配置和利用DSP的各種外設接口,構建功能豐富的應用係統。 掌握DSP係統的功耗管理技術,設計低功耗解決方案。 將所學知識應用於解決實際工程問題,設計齣創新的DSP産品。 《TMS320C55x DSP應用係統設計(第3版)》將是您踏入DSP應用設計殿堂、掌握核心技術、開啓創新之路的得力助手!