基于DSP的现代电子系统设计

基于DSP的现代电子系统设计
作 者: 戴逸民
出版社: 电子工业出版社
丛编项: DSP应用丛书
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标 签: DSP
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暂缺《基于DSP的现代电子系统设计》作者简介

内容简介

本书全面系统地介绍了新一代电子产品的设计、制作原理和方法。在介绍TMS320C6000和TMS320C5000芯片结构、特点、硬件平台设计原理及应用软件开发方法的基础上,详细介绍了TI公司提供的3种DSP硬件平台设计原理,给出原理图和相应的软件工具,并通过DSP芯片在仪器、语音、图像、控制和通信领域的典型应用实例——硬件、算法和源程序,提高读者对DSP技术的兴趣和具体掌握开发电子新产品的方法。本书内容新颖,概念清晰,实践性强,适于从事各领域电子产品的设计、制造、调试、维修和使用的人员阅读,也可作为中专、高等学校电子类专业师生参考书。本书前言前言数字信号处理器(DSP)芯片从1980年开始为人们所使用,它引发了工业设计的革命。在当今的数字化时代背景下,DSP已成为通信、计算机和消费类电子产品等领域的基础器件。现在主要DSP厂家包括德州仪器(TI)、朗讯(AT&T)、摩托罗拉、模拟器件公司(ADI)等。其中TIDSP产品遍及全球,占世界市场45%的份额,每2个数字蜂窝电话中就有1个采用TI产品,全世界90%的硬盘和33%的MODEM均采用TIDSP技术。因此,了解使用TIDSP设计电子产品的方法,无论对理解国外电子产品还是自行设计电子产品,都是很重要的。DSP芯片不同于原来的微处理器,DSP是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器,其处理速度比最快的CPU还快10~50倍。这是因为DSP芯片内包含硬件并行乘法器。很多功能在微处理器中是用微码实现的,而现在是基于高速DSP硬件实现的。一般基于DSP实现的功能比基于数字逻辑电路实现的功能更加经济。DSP方法的重要贡献是可编程装置的可塑性,它能实现复杂的线性和非线性算法,同时可跳转到程序的不同部分,且可以关闭一些功能。一旦程序完成,单片功能不会随着时间改变。而模拟电路不仅体积大,而且必须补偿由于温度和时间改变所引起的参数变化。在DSP技术出现之前,数字信号处理的任务只能依靠微处理器来完成,但是微处理器的处理速度较低,无法满足高速实时要求。直到20世纪70年代,有人提出了DSP的理论和算法基础。那时信号处理器系统至少包栝100片MSI芯片。随着大规模集成电路(VLSI)技术的发展,1982年出现世界上第一代最流行的DSP芯片——NECPD7720和TITMS32010(后成为商用),这些芯片能完成16比特的加法,运算速度达到5MIPS(兆条指令/...

图书目录

第1章TMS320C6000平台技术概论

1.1引论

1.2DSP装置的功能性框图

1.3DSP装置的引脚和信号描述

1.4DSP装置的CPU结构特点

1.4.1C6000DSPCPU的共同特征

1.4.2C62xDSP,C67xDSP与C64xDSP的CPU性能比较

1.5CPU数据通道和控制

1.5.1一般目的寄存器文件

1.5.2功能单元

1.5.3寄存器交叉通道

1.5.4存储器装载和存储通道

1.5.5数据寻址通道

1.5.6TMS320C62x/C67x控制寄存器文件

1.5.7TMS320C67x控制存储器文件扩充

1.6TMS320C62x/C67xCPU定点汇编语言指令集

1.6.1CPU指令操作和执行符号

1.6.2CPU指令和功能单元之间的映射关系

1.6.3CPU操作代码图

1.6.4延迟槽

1.6.5平行操作

1.6.6状态(条件)操作

1.6.7资源约束

1.6.8寻址模式

1.6.9指令系统概要

1.7存储器

1.7.1程序存储控制器和内部程序存储器

1.7.2DMA控制器接入到内部程序存储器

1.7.3数据存储控制器和数据存储器接入

1.7.4存储器分配

1.7.5内部存储器

1.8TMS320C6000的片内集成外设

1.8.1外部存储器接口(EMIF)

1.8.2多通道缓冲串口

1.8.3自举逻辑控制

1.8.4中断选择器

1.8.5功率下降逻辑

第2章TMS320C62xEVM评估板软.硬件设计原理

2.1引论

2.2TMS320C6xEVM评估板硬件功能概要

2.2.1DSP

2.2.2DSP时钟

2.2.3外部存储器接口

2.2.4扩展总线XB(Expasion)接口

2.2.5PCI接口

2.2.6JTAG模拟器

2.2.7可控逻辑

2.2.8声频接口

2.2.9电源

2.2.10电压监视和复位控制

2.2.11用户任选

2.2.12LED指示

2.3TMS320C6xEVM评估板软件功能概要

2.3.1TMS320C6xEVM主机支持软件

2.3.2TMS320C6xEVMDSP支持软件

2.4TMS320C62xDSP实验板的设计

2.4.1概述

2.4.2设计思想

2.4.3原理说明以及电路实现

2.4.4结束语

第3章TMS320C5000平台技术概论

3.1TMS320C54x体系结构

3.1.1总线结构

3.1.2中央处理单元(CPU)

3.1.3内部存储器

3.1.4在片外设

3.1.5串行口

3.2TMS320C54x的存储空间组织

3.2.1程序存储器

3.2.2数据存储器

3.2.3I/O存储空间

3.3寻址方式

3.3.1数据寻址

3.3.2程序寻址

3.4TMS320C54x的指令系统

第4章TMS320C54x硬件平台设计

4.1TMS320C54xEVM硬件平台的结构

4.2TMS320C54xEVM对主机的要求

4.3TMS320C54xEVM操作

4.3.1TMS320C54x存储器接口

4.3.2PC/AT主机接口

4.3.3TMS320C54xI/O接口

4.3.4主机与目标处理器的通信

4.3.5外部串行口

4.3.6模拟接口

4.4应用实例

第5章DSP软件的开发方法

5.1TMS320C54x的C语言开发知识准备

5.1.1存储器模式

5.1.2C编译器生成的块

5.1.3C系统的堆栈

5.1.4动态存储器分配

5.1.5RAM和ROM模式

5.1.6寄存器规则

5.1.7系统初始化

5.1.8链接器

5.2在CodeComposerStudio中进行TMS320C54x的C语言开发实例

5.2.1创建新工程

5.2.2向工程中添加文件

5.2.3程序代码

5.2.4构建并运行程序

5.2.5修改程序选项及更正语法错误

5.2.6使用断点和监视窗口

5.2.7使用监视窗口查看结构体

5.2.8测算代码运行时间

5.3TMS320C54x下的汇编语言开发

第6章TMS320C6000源代码开发流程和代码优化技术

6.1引论

6.2第一阶段的代码优化问题

6.2.1数据类型的选择

6.2.2分析C代码的性能

6.2.3编译C代码和存储器的依赖性

6.3第二阶段的代码优化问题

6.3.1C6x编译器内部函数的使用

6.3.2short型数据的int处理

6.3.3软件流水线技术的使用

6.3.4循环结构中的代码展开

6.4第三阶段的代码优化问题

6.4.1汇编代码格式

6.4.2使用线性汇编优化汇编代码

第7章数字滤波器的DSP实现

7.1数字滤波与卷积

7.1.1概述

7.1.2离散时间卷积与频率响应

7.2有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的DSP实现

7.2.1使用TMS320C6000实现FIR滤波器

7.2.2使用TMS320C55x实现FIR滤波器

7.2.3使用TMS320C30实现FIR滤波器

7.3无限脉冲响应(IIR)数字滤波器

7.4IIR数字滤波器优化设计和DSP实现

7.4.1IIR滤波器设计

7.4.2典型程序

7.5数字滤波器设计的性能考虑

第8章自适应滤波器的DSP实现

8.1概论

8.2自适应滤波器应用

8.3自适应滤波器的实现

8.3.1线性最佳滤波器问题的描述

8.3.2最小均方值算法的一般结构和操作

8.3.3使用最小均方差(LMS)算法的自适应横向滤波器结构

8.3.4TMS320C30的实现

8.3.5最小均方值自适应算法

8.4基于DSP的典型自适应滤波器产品

8.4.1线路回波产生的背景

8.4.2线路回波抵消理论和算法

8.4.3回波抵消器实现

第9章离散傅里叶变换与频域测量仪器的DSP实现

9.1傅里叶变换的分类

9.2离散傅里叶变换(DFT)

9.2.1实数离散傅里叶变换的符号和格式

9.2.2频域的独立变量

9.2.3DFT基函数

9.2.4计算DFT的反变换

9.2.5计算DFT

9.2.6极坐标符号

9.3傅里叶变换的特性

9.3.1傅里叶变换的线性特性

9.3.2相位特性

9.3.3DFT的周期特性

9.3.4信号的压缩与扩展

9.3.5信号的乘法(幅度调制)

9.4快速傅里叶变换(FFT)

9.4.1使用复数DFT计算实数DFT

9.4.2FFT工作原理

9.4.3FFT程序

9.4.4速度与精度比较

9.4.5FFT算法的DSP实现

9.5设计频谱分析器遇到的技术问题和解决办法

第10章语音信号的数字处理及其DSP的实现

10.1人耳的基本组成和听觉形成机理

10.2音色

10.3声音质量与数据速率

10.4在数字电话中的语音数据缩展器

10.4.1数字语音数据压缩扩展技术

10.4.2用TMS320C6000DSP实现m律和A律

10.5语音信号的特征.产生模型与三维语谱

10.5.1语音信号的特征和产生模型

10.5.2语音信号的表示方法

10.5.3语音产生模型的应用

10.6语音合成

10.6.1语音合成的基本流程和算法

10.6.2一个实际中文语音合成系统的设计

10.7语音识别

10.7.1信号的预处理

10.7.2参数测量

第11章图像信号的数字处理及其DSP实现

11.1数字图像结构

11.2数字图像显示技术

11.3数码照相机的设计

11.3.1数码照相机系统的概要介绍

11.3.2数码照相机图像的获得

11.3.3数码照相机的图像流水线

11.3.4数码照相机的DSP实现

11.4图像压缩编码

11.4.1图像压缩编码原理

11.4.2静止图像的国际压缩编码标准JPEG

第12章DSP在编码中的应用

12.1数字通信系统中DSP应用概况

12.1.1DSP在通信中的应用分类与设计要素

12.1.2浮点和定点解决方案

12.1.3通信应用摘要

12.2分组纠错编码技术

12.2.1分组编码基础

12.2.2循环码

12.2.3循环冗余检验(CRC)码

12.2.4CRC码算法在TMS320C54xDSP上的实现

12.3格子码.卷积码与维特比译码技术

12.3.1卷积码

12.3.2卷积码的解码过程

12.3.3卷积码的最大似然解码(维特比译码算法)

12.3.4维特比译解码算法的DSP实现

12.3.5卷积码的DSP实现

12.3.6结论

参考文献