dsp原理与开发第3讲.ppt

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1、1/34DSP技术及应用（技术及应用（II）第二讲复习第二讲复习DSP的历史：的历史：历史第一片历史第一片DSP，发展的三个阶段，发展的三个阶段DSP芯片的特点：芯片的特点：哈佛结构、多总线结构、流水线技术、多哈佛结构、多总线结构、流水线技术、多处理单元、特殊的处理单元、特殊的DSP指令、快速的指令周期、硬件配置强、指令、快速的指令周期、硬件配置强、支持多处理结构、省电管理和低功耗支持多处理结构、省电管理和低功耗DSP芯片的分类：芯片的分类：三种方式三种方式数据格式：数据格式：定点、浮点定点、浮点DSP芯片的发展现状和趋势：芯片的发展现状和趋势：多、快、好、省多、快、好、省2/21DSP技术及

2、应用（技术及应用（II）第三讲第三讲 TI DSP介绍介绍3/34DSP技术及应用（技术及应用（II）DSP芯片制造商芯片制造商ADI公司公司:TI公司公司:朗讯公司朗讯公司:Motorola公司公司:DSP Group公司公司:Zilog公司公司:4/34DSP技术及应用（技术及应用（II）各公司比较有代表性的产品介绍各公司比较有代表性的产品介绍TI公司为TMS320系列：C3X，C67X为浮点处理器.AD公司产品nADSP21XX为为定定点点处处理理器器，如如：ADSP2101/2103/2105，ADSP2111/2115，ADSP2161/2162/2163/2164/2165/216

3、6，ADSP2171/2173/2181等。等。nADSP21XXX为浮点处理器，如：为浮点处理器，如：ADSP21020，ADSP21060，ADSP21062.AT&T公司产品nAT&T公公司司比比较较有有代代表表性性的的定定点点处处理理器器有有DSP16、DSP16A、DSP16C、DSP1610、DSP1616等。等。nAT&T公司比较有代表性的浮点处理器有公司比较有代表性的浮点处理器有DSP32、DSP32C、DSP3210等等 MOTOROLA公司n代表性的定点处理器有代表性的定点处理器有MC56000、MC56001、MC56002。n代表性的浮点处理器有代表性的浮点处理器有MC

4、96002等。等。NEC公司产品nNEC公司比较有代表性的定点处理器有公司比较有代表性的定点处理器有uPD77C25、uPD77220等。等。nNEC公司比较有代表性的浮点处理器有公司比较有代表性的浮点处理器有uPD77240等。等。5/34DSP技术及应用（技术及应用（II）德州仪器公司（德州仪器公司（TI）德州仪器公司（德州仪器公司（TITI）提供创新的）提供创新的DSPDSP和模拟技术和模拟技术，公司的业，公司的业务还包括务还包括传感器传感器和和控制产品控制产品，以及，以及教育产品教育产品。在全球超过。在全球超过2525个国家设有制造、研发或销售机构个国家设有制造、研发或销售机构。德州仪

5、器推出业界速度最快的德州仪器推出业界速度最快的1818位位模数转换器模数转换器;9090毫微米毫微米的的集成电路工艺技术集成电路工艺技术投产投产;9 9层金属层金属结构；高性能结构；高性能电源管理芯片电源管理芯片据据 EngibousEngibous介绍，从美国到中国，目前有介绍，从美国到中国，目前有1,0001,000家家第三方软第三方软件开发商和件开发商和900900所大学所大学专门研究开发和讲授专门研究开发和讲授DSPDSP架构架构.中国大中国大学计划学计划(在在4747所大学设立约所大学设立约100100个个DSPSDSPS实验室实验室)全球全球DSPDSP竞赛竞赛(10(10万美金）

6、万美金）。TITI预想未来世界的方方面面都渗透着预想未来世界的方方面面都渗透着 TI TI 产品的点点滴滴，产品的点点滴滴，您的每个电话、每次上网、拍的每张照片、听的每首歌都来您的每个电话、每次上网、拍的每张照片、听的每首歌都来自自 TI TI 数字信号处理器数字信号处理器 (DSP)(DSP)及模拟技术的神奇力量。及模拟技术的神奇力量。6/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI的市场地位的市场地位1 1，DSPDSP产品全球第一产品全球第一2 2，模拟产品全球第一，模拟产品全球第一3 3，无线产品全球第一，无线产品全球第一4 4，图形计算器全球第一，图形计算器全球第一5 5，硬盘产品全

7、球第一，硬盘产品全球第一7/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI公司的公司的DSP命名命名8/34DSP技术及应用（技术及应用（II）常用封装常用封装四边扁平封装四边扁平封装(TQFP)球格阵列（球格阵列（BGA）封装）封装SOICLQFP28PLCCCeramic DIP 9/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI公司主推的三大公司主推的三大DSP系列系列C2000 DSPTI C55x DSP 核心核心:世界上最低功耗性能比世界上最低功耗性能比 mW/MIPS的的DSPs 以达到以达到0.05mW/MIPs的最低的最低 功耗性能比而具有最长的电池功耗性能比而具有最长的电池 寿

8、命寿命。最佳的代码密度最佳的代码密度 兼容兼容C54x DSP软件软件 工作频率将达到工作频率将达到1.1GHz 最好的最好的DSP编译器编译器,便于便于 使用使用 兼容兼容C62x DSP软件软件 可扩展性能达到可扩展性能达到400MIPs 最佳的最佳的C/C+控制代控制代码码效率效率 兼容兼容C24x DSP软件软件C5000 DSPC6000 DSPTI C28x DSP 核心核心:世界上第一颗针对控制进行世界上第一颗针对控制进行优化的优化的DSPTI C64x DSP 核心核心:世界上具有最高性能的世界上具有最高性能的DSPsMotorControl DSPPersonal DSPBr

9、oadbandInfrastruc-ture DSP10/34DSP技术及应用（技术及应用（II）Optical NetworkingControl of laser diodeTV screenDeflection of electron beam for small angle and sharp corner TV screenAutomotive-EPSBattery operated precision for steeringPrinterPrint head controlPaper path motor controlDigital Power SupplyProvides c

10、ontrol,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11/34DSP技术及应用（技术及应用（II）下一步可能的应用下一步可能的应用.互联网相关:智能电冰箱等高速,高密度磁盘驱动 数字视频 Internet 服务器 高效的电动汽车高精度的加工工艺12/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C200

11、0系列系列DSP子系列子系列C2xxC2xx子系列：子系列：1616位定点位定点DSPDSP、20MIPS20MIPS代表器件：TMS320F206PZC24xC24x子系列：子系列：1616位定点位定点DSPDSP、20MIPS20MIPS代表器件：TMS320F240LF240 xALF240 xA子系列：子系列：1616位定点位定点DSPDSP、40MIPS40MIPS代表器件：TMS320LF2407AF28xF28x子系列：子系列：3232位定点位定点DSPDSP、150MIPS150MIPS代表器件：TMS320F2812、TMS320F281013/34DSP技术及应用（技术及应

12、用（II）Up To 40 MIPSControl Performance High-Precision Control C242F241LC2404ALF2401ALC2402AMulti-Function,Appliance&Consumer Control F240F243LC2406ALF2402ALF2403ALF2406ALF2407AF2810128-LQFPF2812176-LQFPF2812179-u*BGA150 MIPS!Software CompatibleHigh-endDerivativesApplicationspecificversionsScaledDownv

13、ersionsC2000系列系列DSPRoadmap14/34DSP技术及应用（技术及应用（II）2 Timers 5 Compares8 PWM Outputs Dead band logic3 Input Captures2 QEP channelsEvent Manager2 status registers32-bit accumulatorShift L(0-7)8 auxiliary registers8-level hardware stack32-bit ALUShift L(0,1,4,-6)32-bit P register16-bit T register16 x 16

14、multiply16-bit barrelshifter(L)Repeat countProgram/Data/I/O Buses CAN Program Flash32K wordsA/D Converter10 bits,16 channelsD(15-0)A(15-0)SPI SCI C2xx DSP CoreData RAM2.5K wordsPeripheral Bus WD Timer 2 timers 5 compares8 PWM outputs Dead band logic3 input captures2 QEP channelsEvent ManagerBoot ROM

15、256 wordsTMS320LF2407:高集成度的高集成度的DSP控制器控制器15/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C2000:参数选择列表参数选择列表*C28x Broad Sampling Mid 2001*16/34DSP技术及应用（技术及应用（II）Memory Bus Code securityXINTF32-BitRegister FileReal-TimeJTAG32-bitTimers(3)150 MIPs C28xTM 32-bit DSP32x32 bitMultiplierR M WAtomicALU Peripheral BusEvent ManagersU

16、ltra-Fast 12-bit ADC16.7 MSPS Conversion SpeedDual s/h enable simultaneous samplingAuto Sequencer,up to 16 conversions w/o CPUMultiple standard communication ports provide simple interfaces to other componentsFast program execution out of bothRAM and Flash memory110-120 MIPS with Flash Acceleration

17、Technology150 MIPS out of RAM for time-critical code Control PeripheralsCommunications Ports Memory Sub-System F2810/F2812:业界最强大的控制专用业界最强大的控制专用DSPControl PortsTarget ApplicationOptical Networking,Power Supplies,Industrial Applications,Automotive,and many moreTMX today,TMS Production mid 2003TMX toda

18、y,TMS Production mid 2003(Multichannel Buffered Serial Port)多通道缓冲串行口 17/34DSP技术及应用（技术及应用（II）最高的代码效率最高的代码效率伺服控制C编译器的编译结果比较C28xARMThumbSH-DSPSH3C28x:最高最高的代码效率的代码效率C16xC19618/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI的的DSP在精密控制中的优势在精密控制中的优势MIPS06080204014016010012040MIPS4XMotorolaDSP56F800MicrochipdsPIC30FxxxADI ADMCxxxTI

19、TMS320C24xTMTITMS320C28xTM15012X15016-Bit Math Performance32-Bit Math Performance19/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C5000系列系列DSP的应用的应用TI DSPs in 60%of all digital cell phonesTI DSPs chosen by 8 of top 10 internet consumer electronic manufacturersTI DSPs chosen by 7 of top 8 digital still camera manufacturersTI

20、DSPs in 80%of IP phone designsTI has 80%of VoIP Gateway marketTI DSPs used in 8 of the top 10 wireless infrastructuresTMS320C5000500020/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C5000系列系列DSP子系列子系列C54x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、100160MIPS，应用于低端产品，应用于低端产品代表器件：TMS320VC5402、VC5409、VC5410、VC5416C55x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、400MIPS，应用于高端产

21、品，应用于高端产品代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54xARM7子系列：主要应用于嵌入式系统中，如静态数码相机子系列：主要应用于嵌入式系统中，如静态数码相机代表器件：TMS320VC5470、VC5471、DSC21C55xARM9子系列：主要应用于子系列：主要应用于2G和和3G手机中手机中 即即OMAP平台：平台：Open Multimedia Applications Platform开放式多媒体应开放式多媒体应用平台用平台代表器件：OMAP591021/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C5000系列系列DSPRoadmapApplication E

22、nhancedC5502400 MIPSC5509288-400 MIPSC5510320-400 MIPSC55xTM DSP DSP+RISCPower Efficiency/System DensityFeature IntegrationC5470C5470C54xC54xTMTM+ARM7+ARM7C5471C5471C54xC54xTMTM+ARM7+ARM7OMAPTM OMAP5910MulticoreC5420 200 MIPSC5421 200 MIPSC5441532 MIPSC54xTMMulticore Software CompatibleC5407C5407120

23、 MIPS120 MIPSC540150 MIPSC5402100-160 MIPSC540980-160 MIPSC5410100-160MIPSC5416120-160 MIPSOver 500 Million ShippedC54xTM DSPWorlds Most Popular DSP$5 Billion in Design-insC55xTM DSPBest DSPMicroprocessor ReportDSP Product of the YearInternet TelephonyEDN 2000 DSPC5404C5404120120 MIPS MIPS22/34DSP技术

24、及应用（技术及应用（II）23/34DSP技术及应用（技术及应用（II）What is Digital Media Processor?24/34DSP技术及应用（技术及应用（II）OMAP的基本结构的基本结构开放式多媒体应用平台（OMAP）是TI专门位支持2.5G和3G手机应用需求而设计的处理器体系结构（DSPMCUMTC内存和流量控制器）。25/34DSP技术及应用（技术及应用（II）DSL modemsPooled modemsBase station transceiversWireless LANEnterprise PBXSpeech recognitionMultimedia g

25、atewayProfessional audioNetworked cameraMachine visionSecurity identificationIndustrial scannerHigh speed printerAdvanced encryptionBroadband CommunicationsWireless 3G Base StationsMedical ImagingC6000系列系列DSP的应用的应用600026/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C6000系列系列DSP子系列子系列C62xC62x子系列：子系列：3232位定点位定点DSPDSP、12001200

26、2400MIPS2400MIPS代表器件：TMS320C6211C67xC67x子系列：子系列：3232位浮点位浮点DSPDSP、120012001800MIPS1800MIPS，9009001350MFLOPS1350MFLOPS代表器件：TMS320C6711、C6712、C6713C64xC64x子系列：子系列：3232位定点位定点DSPDSP，400040005760MIPS5760MIPS代表器件：TMS320C6414、C6415、C641627/34DSP技术及应用（技术及应用（II）C6000 Catalog Roadmap C6000 Catalog Roadmap Fixe

27、d Point Software CompatiblePerformanceFloating Point C67HPMulti-CoreFeature IntegrationC64x+RISCC67LCC64LCC6416C6415C6414C6411DM64xTMC6712CC6711CC6713C6203C6701C6711C6201C6204C6211C6712C6205C6202C64xTM DSPBest DSP of 2001InStat/MicroDesignResources2001 Innovation of the YearEDN Magazine28/34DSP技术及应用

28、（技术及应用（II）29/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI推出推出720 MHz 时钟时钟DM642媒体处理器媒体处理器u TI 720 MHz DM642 processoru Real-time HD decoding&transcoding:WM9,MPEG4,MPEG2 formats availableu Integrated peripherals:10/100 Ethernet MAC,66 MHz PCI,3 HD-enabled video portsu Production qualified samples available nowuC64X DSP Cor

29、eHD enabledSet Top-BoxHD ContentOutSet-Top Box offers multi-format audio,video,and image encoding/decodingAudioOutSDRAMFlashAudioDACVideo EncoderHDDPowerMgmtDM642Ethernet PHYGPP30/34DSP技术及应用（技术及应用（II）DSP总体结构总体结构DSP Core：CALU乘法器、寄存器数据地址发生器数据存储器片内外设:ADCWD/RTISCISPICAN*McBSP*程序存储器数数据据总总线线外外设设总总线线程程序序总总

30、线线基本模块：时钟外部扩展JTAG系统接口等31/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI DSP 性能总结（性能总结（1）1.片内存储器的情况 C2000C2000系列的片内系列的片内RAMRAM最小最小 (一般小于一般小于2k2k字字)C5000 C5000系列较多系列较多 (几十几十k k字字)C6000 C6000系列最多系列最多 (几百几百k k字节字节)2.外部存储器的扩展能力 C2000C2000的数据和程序寻址能力都只有的数据和程序寻址能力都只有64k64k字，但字，但C28XC28X进行进行了改进，有了改进，有4M4M字的程序空间以及字的程序空间以及4G4G字的数据空间。

31、字的数据空间。C3XC3X、C55xxC55xx和和C6000C6000的外部存储器的扩展能力较强，一般的外部存储器的扩展能力较强，一般可以到几百可以到几百M M字节，甚至到几个字节，甚至到几个G G字节。字节。32/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI DSP 性能总结（性能总结（2）3.3.提供外设的能力 TMS320TMS320系列都提供同步串口、定时器、多种串口；系列都提供同步串口、定时器、多种串口；C2000C2000提供提供PWMPWM、CANCAN等；等；C2000C2000系列提供多通道的片上系列提供多通道的片上A/DA/D转换器；转换器；C6000C6000和和C50

32、00C5000都有都有HPIHPI、DMADMA接口；接口；个别个别C55xxC55xx型号，如型号，如55095509带有带有USBUSB接口。接口。个别个别C6000C6000型号，如型号，如62056205、64116411带有带有PCIPCI接口；接口；4.4.芯片的运算能力 C3X,C67X C3X,C67X 浮点；其它浮点；其它 定点定点 C2000C2000：40MIPS40MIPS 150MIPS150MIPS；C5000C5000：80MIPS80MIPS 400MIPS400MIPS；C6000C6000：800MIPS800MIPS 1600MIPS1600MIPS。33

33、/34DSP技术及应用（技术及应用（II）TI DSP 性能总结（性能总结（3）5.5.多多CPUCPU的混合系统的混合系统TITI的的C547XC547X系列中在一个芯片上集成两个系列中在一个芯片上集成两个CPUCPU，一个是，一个是ARM7ARM7，另一个是另一个是C54XC54X；开放式多媒体应用平台（；开放式多媒体应用平台（OMAPOMAP）是）是TITI专门位专门位支持支持2.5G2.5G和和3G3G手机应用需求而设计的处理器体系结构（手机应用需求而设计的处理器体系结构（DSPDSPMCUMCUMTCMTC内存和流量控制器）内存和流量控制器）,OMAP,OMAP上的两个核是上的两个核是C55XC55X和和ARM9ARM9；有时采用多个低档的；有时采用多个低档的DSPDSP并行比采用一片高档的并行比采用一片高档的DSPDSP会会大大降低系统的成本。大大降低系统的成本。34/34DSP技术及应用（技术及应用（II）SOC-System on a Chip