TMS320C54x DSP结构、原理及应用(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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戴明桢，周建江 著

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787811242461

商品编码：29692049333

包装：平装

出版时间：2007-08-01

基本信息

书名:TMS320C54x DSP结构、原理及应用(第2版)

：34.00元

售价：24.8元,便宜9.2元,折扣72

作者:戴明桢,周建江

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2007-08-01

ISBN：9787811242461

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.481kg

编辑推荐

内容提要

DSP经历了近30年的飞速发展，已经在众多高科技领域和日常生活中得到了越来越广泛的应用。本书是一本学习DSP的入门教材。全书以TI公司推出的性能价格比高、结构典型、应用十分广泛的TMS320C54x系列DSP芯片为例，详细介绍了DSP的结构组成、工作原理、指令系统、软件编程和集成开发环境CCS的使用方法，并且给出了TMS320C54x DSP在实现FIR和IIR滤波器、FFT等应用中的编程使用方法。
本书既可作为高等院校工科电子类专业本科生和研究生的教材，也可供从事数字信号处理技术和DSP芯片开发应用的广大工程技术人员参考。

目录

诸论
章 TMS320C54x的结构原理
1.1 TMS320系列DSP芯片概述
1.2 TMS320C54x DSP
1.3 总线结构
1.4 存储器
1.5 户央处理单元
1.6 数据寻址方式
1.7 程序存储器地址生成方式
1.8 流水线
1.9 在片外围电路
1.10 串行口
1.11 DMA控制器
1.12 外部总线
1.13 TMS320C54x引脚信号说明
第2章 指令系统
2.1 指令的表示方法
2.2 指令系统
第3章 汇编语言程序开发工具
3.1 TMS320C54x软件开发过程
3.2 汇编语言程序的编写方法
3.3 汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程
3.4 COFF的一般概念
3.5 汇编
3.6 链接
第4章 Simulator和CCS集成开发工具的使用方法
4.1 Simulator的使用方法
4.2 什么是CCS
4.3 如何安装和设置CCS
4.4 CCS窗口介绍
4.5 如何建立工程文件
4.6 如何调试程序
4.7 如何与外部文件交换数据
4.8 如何仿真外部中断和测试程序的执行时间
4.9 如何利用图形窗口观察和分析数据
4.10 通用扩展语言
4.11 CCS应用举例
第5章 汇编语言程序设计
5.1 程序的控制与转移
5.2 堆栈的使用方法
5.3 加、减法和乘法运算
5.4 重复操作
5.5 数据块传送
5.6 双操作数乘法
5.7 长字运算和并行运算
5.8 小数运算
5.9 除法运算
5.10 浮点运算
第6章 TMS320C54x的软硬件应用
6.1 TMS320C54x与存储器及外围设备接口
6.2 TMS320C54x与慢速器件接口
6.3 FIR滤波器的C54x实现方法
6.4 IIR滤波器的C54x实现方法
6.5 快速傅里叶变换(FFT)的C54X实现方法
6.6 正弦和余弦信号发生器
6.7 自举加载器
6.8 DMA与McBSP相结合的数据采集系统
附录A TMS320系列芯片DSP的命名方法
附录B TMS320C5402引脚图和引脚分配表
附录C TMS320C54x DSP的中断向量表和硬件中断优先权
附录D 等待周期表
附录E TMS320C54x指令系统一览表(按指令功能排列)
附录F TMS320C54x指令系统一览表(按指令字母顺序排列)
附录G TMS320CS4x汇编命令一览表
附录H FFT正弦、余弦系数表
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《TMS320C54x DSP 体系架构、工作原理及实用技巧解析》 概述 本书全面深入地剖析了德州仪器（TI）公司经典的 TMS320C54x 系列数字信号处理器（DSP）的内部结构、核心运行机制以及在实际工程应用中的开发实践。它旨在为读者提供一个坚实的基础，帮助其理解和掌握这一在嵌入式系统设计领域曾经占据重要地位的 DSP 平台。本书不仅涵盖了 TMS320C54x 的基本指令集、存储器组织、外设接口等技术细节，更侧重于从系统设计的角度出发，阐述如何有效地利用其强大的信号处理能力来解决实际问题。无论您是初次接触 DSP 的学生，还是寻求深化对 C54x 平台理解的工程师，本书都将是您宝贵的参考资料。 第一部分：TMS320C54x DSP 核心架构解析 本部分将从最基础的层面，系统地介绍 TMS320C54x DSP 的核心架构。 第一章：TMS320C54x DSP 概述与发展背景 DSP 技术的重要性与应用领域： 探讨数字信号处理（DSP）技术在现代科技中的关键作用，从通信、音频、视频处理到工业控制、医疗设备等广泛的应用场景。 TI DSP 家族概览： 简要回顾德州仪器在 DSP 领域的发展历程，以及 TMS320 系列 DSP 的演变，为 C54x 的出现奠定历史背景。 TMS320C54x 系列的定位与特点： 详细介绍 C54x 系列作为一款高性能、低功耗的 16 位定点 DSP 的核心优势，如其优秀的运算能力、丰富的片上资源、灵活的指令集以及广泛的市场接受度。 C54x 的主要型号与差异： 区分 C54x 系列中的不同型号（如 C5410, C5420, C5430 等），并阐述它们在时钟频率、内存大小、外设配置等方面的关键区别，帮助读者选择最适合其应用需求的型号。 为何深入学习 C54x： 强调即使在新的 DSP 技术不断涌现的今天，理解 C54x 的架构和工作原理对于掌握 DSP 基础概念、理解更复杂 DSP 架构以及应对遗留项目仍然具有重要意义。 第二章：C54x DSP 的指令集与运算核心 C54x 的指令集架构 (ISA)： 深入剖析 C54x 的指令集特点，包括其定点运算能力、哈佛结构带来的并行处理优势，以及用于高效执行信号处理算法的专用指令。 数据类型与运算格式： 详细介绍 C54x 支持的 16 位定点数据格式，包括整数、小数表示法，以及对这些数据类型进行运算的精度和范围。 算术逻辑单元 (ALU) 与乘法器 (Multiplier)： 详细解析 C54x 的核心运算部件，包括其 ALU 的功能、位宽，以及高性能的乘法器（如 MAC - Multiply-Accumulate 单元）在加速滤波、卷积等运算中的作用。 专用信号处理指令： 重点介绍 C54x 中用于优化信号处理任务的特有指令，如饱和运算指令、条件执行指令、位操作指令等，以及它们如何提高算法执行效率。 指令流水线与并行性： 解释 C54x 的指令流水线机制，以及它如何通过指令重叠和并行执行来提升整体处理速度。 指令执行的效率分析： 提供分析和评估 C54x 指令执行效率的方法，帮助读者写出更优化的汇编代码。 第三章：C54x DSP 的存储器组织与寻址模式 C54x 的存储器映射： 详细阐述 C54x 的存储器组织结构，包括程序存储器、数据存储器、I/O 存储器之间的划分。 内部 RAM 与 ROM： 介绍 C54x 片内 RAM 和 ROM 的容量、特点及其在程序存储和数据暂存中的应用。 外部存储器接口： 详细讲解 C54x 如何通过其外部存储器接口（如 CE, WE, OE 等信号）连接外部 RAM、ROM、Flash 等，以及内存扩展的策略。 DMA（直接内存访问）控制器： 深入分析 C54x 内置的 DMA 控制器，解释其工作原理，如何实现 CPU 与外设之间的数据高效传输，以及 DMA 在提升系统吞吐量中的作用。 寻址模式详解： 详细介绍 C54x 支持的各种寻址模式，包括立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址、循环缓冲寻址等，并结合实际应用场景解释其优劣。 循环缓冲 (Circular Buffering) 技术： 重点介绍 C54x 在实现循环缓冲方面的强大支持，解释其工作机制，以及在滤波、FFT 等算法中如何利用该技术实现高效的数据处理。 第四章：C54x DSP 的片上外设与接口 中断系统： 详细讲解 C54x 的中断控制器，包括中断向量表、中断优先级、中断服务程序（ISR）的编写与管理，以及中断在事件驱动型应用中的重要性。 定时器/计数器： 介绍 C54x 内置的定时器/计数器的工作模式，如何用于产生周期性中断、测量时间间隔、实现定时任务等。 串行端口 (McBSP - Multi-channel Buffered Serial Port)： 深入剖析 McBSP 的结构和工作原理，重点介绍其在数字音频、通信接口（如 I2S、PCM）等领域的应用，以及如何配置 McBSP 实现同步和异步通信。 通用输入/输出 (GPIO) 接口： 讲解 C54x 的 GPIO 引脚功能，如何配置为输入或输出，以及如何用于控制外部设备或读取状态信息。 看门狗定时器 (Watchdog Timer)： 介绍看门狗定时器的作用，如何防止程序死锁，以及其在提高系统可靠性中的应用。 时钟与电源管理： 讨论 C54x 的时钟生成与控制机制，以及其低功耗模式和电源管理策略。 第二部分：C54x DSP 的软件开发与算法实现 本部分将聚焦于 C54x 的软件开发流程、编程工具以及核心信号处理算法的实现。 第五章：C54x DSP 的开发工具链与环境 CCS (Code Composer Studio) 集成开发环境 (IDE)： 详细介绍 TI 提供的 Code Composer Studio（CCS）IDE，包括其安装、配置、项目管理、代码编辑、编译、链接等功能。 汇编语言编程： 讲解 C54x 的汇编语言语法、汇编器的工作流程，以及如何编写高效的汇编代码以充分发挥 DSP 性能。 C 语言编程与嵌入式 C： 介绍如何在 C54x 上使用 C 语言进行开发，包括嵌入式 C 的特性、数据类型、指针操作、函数调用等，以及如何结合汇编实现性能优化。 编译器优化选项： 探讨 CCS 编译器提供的各种优化选项，如函数内联、循环展开、死代码消除等，以及如何选择合适的优化级别以平衡代码大小和执行速度。 链接器脚本与内存模型： 详解链接器脚本的作用，如何定义程序的内存布局，以及不同内存模型（如 FAR, NEAR）对代码生成和执行的影响。 调试技术： 详细介绍在 CCS 中进行硬件仿真和目标板调试的各种技术，包括断点设置、单步执行、变量监视、寄存器查看、性能分析等。 第六章：DSP 基础算法的 C54x 实现 滤波器设计与实现： FIR 滤波器： 讲解 FIR 滤波器的基本原理，以及如何在 C54x 上高效实现 FIR 滤波器，重点关注 MAC 指令的应用和循环缓冲的使用。 IIR 滤波器： 介绍 IIR 滤波器的基本原理，以及在 C54x 上实现 IIR 滤波器时需要注意的精度问题和系数表示。 FFT（快速傅里叶变换）算法： FFT 的基本原理： 简要回顾 FFT 的数学基础。 C54x 上的 FFT 实现： 探讨在 C54x 上实现 FFT 的优化策略，包括蝶形运算的实现、输入数据重排、以及如何利用 C54x 的专用指令和架构特性加速 FFT 计算。 卷积 (Convolution) 与相关 (Correlation) 运算： 卷积与相关在信号处理中的应用： 介绍卷积和相关在系统辨识、模式匹配等领域的应用。 C54x 上的高效实现： 分析如何在 C54x 上利用滑动窗口、MAC 操作等技术高效地实现卷积和相关运算。 数学函数库： 介绍 C54x 提供的标准数学函数库，如三角函数、对数函数等，以及如何优化对这些函数的调用。 第七章：C54x DSP 的系统集成与嵌入式应用 DSP 与微控制器的协同工作： 探讨 DSP 与传统微控制器（MCU）在嵌入式系统中的分工与集成，以及如何通过片上通信接口实现数据交互。 嵌入式操作系统 (RTOS) 的应用： 简要介绍在 C54x 上运行 RTOS 的概念和优势，以及如何进行任务调度、资源管理等。 通信接口应用实例： 音频接口设计： 以 I2S/PCM 音频为例，讲解如何配置 McBSP 实现音频数据的采集和播放。 通信协议栈实现： 探讨在 C54x 上实现常见通信协议（如 SPI, UART）的接口驱动开发。 传感器数据采集与处理： 介绍如何利用 C54x 的 ADC 接口（如果支持）或外部 ADC 模块，实现传感器数据的采样、滤波和分析。 功耗优化与实时性保证： 讨论在实际应用中如何通过代码优化、电源管理、中断策略等手段，在保证实时性的同时实现功耗的最小化。 DSP 应用的性能评估与调优： 提供评估 C54x 应用性能的常用方法，如周期计数、功耗测量，以及针对性能瓶颈的调优技巧。 第三部分：C54x DSP 的高级主题与实战技巧 本部分将进一步深入探讨 C54x 的一些高级特性和实用的开发技巧。 第八章：C54x DSP 的指令级优化技巧 利用 MAC 单元最大化吞吐量： 深入分析如何将算法中的乘累加操作映射到 MAC 指令，以及多条 MAC 指令的并行执行。 指令调度与流水线冲突避免： 讲解如何通过仔细安排指令顺序，避免流水线冲突，最大化指令吞吐量。 寄存器分配与管理： 探讨如何高效地分配和使用 C54x 的通用寄存器，减少对数据存储器的访问。 位操作与条件执行的应用： 演示如何利用 C54x 强大的位操作指令和条件执行指令，简化代码逻辑并提高效率。 循环优化技术： 介绍循环展开、循环剥离、流水线化循环等技术，用于加速循环密集型算法。 汇编与 C 语言混合编程策略： 详细讲解何时以及如何通过汇编语言对 C 语言中的关键函数进行优化，以达到最佳性能。 第九章：C54x DSP 的中断与实时操作系统应用 高级中断处理： 探讨嵌套中断、中断向量表的动态管理、以及如何设计高效的中断服务程序。 实时信号处理中的中断同步： 分析如何在采样、传输过程中利用中断实现与外部设备的精确同步。 RTOS 在 C54x 上的适配与开发： RTOS 的基本概念： 介绍任务、信号量、消息队列、互斥量等 RTOS 核心概念。 RTOS 在 C54x 上的移植： 简要探讨 RTOS 在 C54x 平台上的移植要点。 多任务协同设计： 演示如何在 C54x 上使用 RTOS 实现复杂的多任务实时信号处理系统。 第十章：C54x DSP 的调试、测试与故障排除 高级调试技巧： 逻辑分析仪与示波器的结合使用： 讲解如何利用外部逻辑分析仪和示波器辅助调试，观察信号时序和接口行为。 性能分析工具的应用： 介绍 CCS 中提供的性能分析工具，用于定位代码中的性能瓶颈。 内存与数据流的追踪： 演示如何追踪程序运行过程中数据在存储器中的变化，发现潜在的逻辑错误。 单元测试与集成测试： DSP 算法的单元测试方法： 介绍如何独立测试独立的 DSP 算法模块。 集成测试与系统级验证： 讲解如何进行整个嵌入式系统的集成测试，验证软硬件协同工作。 常见的 C54x 开发故障与排查： 时钟与复位问题： 分析时钟配置错误、复位不当可能导致的现象及排查方法。 存储器访问错误： 讲解段错误、总线错误等常见存储器访问问题的成因及定位。 接口通信异常： 讨论 McBSP、UART 等接口通信失败的常见原因及调试策略。 性能瓶颈分析与优化： 系统性地指导读者如何识别并解决性能问题。 附录 TMS320C54x 系列主要型号规格汇总 常用汇编指令速查表 C 语言与汇编代码互调示例 典型应用案例分析（简要介绍） 本书内容详实，结构清晰，理论与实践相结合，旨在帮助读者全面掌握 TMS320C54x DSP 的开发技能，为理解更先进的 DSP 技术打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构非常巧妙，体现了作者对知识体系构建的深刻理解。它并非简单地按照数据手册的顺序罗列功能模块，而是构建了一个逻辑严密的技术演进路径。开篇奠定理论基础，然后逐步深入到指令集、内存映射、以及最重要的——中断与I/O管理。这种递进式的组织结构，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。读者可以清晰地看到，从一个基础的加法指令，如何汇聚成一个复杂的实时控制系统。更值得称道的是，书中穿插的那些“设计陷阱”警示，像是经验老到的导师在前方探路，提前指明了新手容易失足的地方。这种“防坑指南”式的写作风格，使得学习过程中的挫败感大大降低，真正做到了“授人以渔”。我甚至觉得，这本书本身就是一本关于如何系统学习DSP的“元教材”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格真是独树一帜，读起来让人感觉像是在听一位经验丰富的老教授娓娓道来，那种深入浅出的讲解方式，把复杂的数字信号处理（DSP）概念讲得清晰明了。特别是对C54x系列处理器的底层架构剖析，简直是教科书级别的。我记得有一章专门讲中断处理和流水线结构，作者没有采用那种干巴巴的理论堆砌，而是结合了大量的实际应用场景和代码示例，让原本抽象的硬件逻辑变得触手可及。对于初学者来说，这种循序渐进的引导至关重要，它不仅仅是告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会这样设计”，以及“在实际项目中如何利用这个特性”。翻开书页，那种沉甸甸的知识感扑面而来，但阅读体验却出奇地流畅，绝无晦涩难懂之感。每次遇到技术瓶颈时，翻阅其中某一部分，总能找到新的启发点，它不是那种读完就束之高阁的参考书，而是真正能够陪伴工程师成长的工具书。

评分☆☆☆☆☆

从实用性的角度来看，这本书的价值简直无法估量。它并没有仅仅停留在理论的介绍层面，而是花了大量篇幅去探讨“应用”。比如在音频处理和通信系统中的具体实现，书里给出的那些设计思路和优化技巧，都是经过多年工程实践检验的“干货”。我特别欣赏作者在讨论算法移植时所展现出的那种务实态度，他不会回避在有限资源下如何权衡性能与功耗的难题。书中对定点运算的精度控制和溢出处理的讲解，简直是救了我好几次急。很多其他资料可能会一笔带过，但这本书却把它当作一个核心难点来深度剖析，提供了多种解决方案的优缺点对比，这对于我们这些常年在嵌入式系统边缘摸爬滚打的人来说，简直是雪中送炭。读完后，我感觉自己对底层硬件的掌控力提升了一个档次，不再是简单地调用库函数，而是真正理解了代码在芯片内部是如何被执行的，这是一种质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

装帧和印刷质量也值得一提，作为一本技术手册类的书籍，清晰的图表和准确的代码格式至关重要。这本书在这方面做得非常出色，即便是那些复杂的时序图和寄存器布局图，也印制得锐利清晰，长时间翻阅眼睛也不会感到疲劳。而且，书中引用的所有示例代码都经过了详尽的注释和验证，这极大地节省了读者自行搭建和调试环境的时间。这种对细节的极致追求，恰恰反映了作者对所教授对象——DSP——那种精益求精的精神。阅读体验上，它给我带来的感觉是专业、可靠，并且充满了可信度。它不是一本快速消费品，更像是一件值得收藏和反复研读的工程典籍。每次翻开它，都能感受到作者倾注的巨大心血。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调这本书的深度和广度，它成功地在学术严谨性和工程可操作性之间找到了一个近乎完美的平衡点。对于那些有志于深入理解DSP内核的读者而言，这本书提供了足够的“骨架”支撑起对更复杂技术的理解。例如，对特定寻址模式的深入分析，直接关系到那些对时序要求极高的循环操作的效率优化。作者用非常精确的术语和图示，描绘了多周期指令的执行流程，这种对微观层面的精确把握，是很多泛泛而谈的入门书籍所不具备的。但同时，它又避免了陷入纯粹的硬件描述语言（HDL）的细节泥潭，而是始终紧扣“应用”这个核心。所以，无论你是刚刚接触DSP的本科生，还是寻求技术突破的资深工程师，都能从中找到能让自己“眼前一亮”的知识点。