第1章 DSP概述

1、第一章第一章 DSP概述概述 第一章第一章 DSP概述概述 1.1 DSP芯片的概念芯片的概念 1.2 DSP芯片的发展芯片的发展 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 1.4 DSP芯片的分类芯片的分类 1.5 DSP系列产品系列产品 DSP-Digital Signal Processing DSP-Digital Signal Processor 前者对应前者对应“数字信号处理数字信号处理”这门课，侧重这门课，侧重理论和理论和 算法的研究算法的研究 后者对应后者对应“DSP原理与应用原理与应用”这门课，主要来学这门课，主要来学 习习DSP芯片的结构和使用方法芯片的结构和使用方法 1.1 D

2、SP芯片的概念芯片的概念 DSP系统基于软件设系统基于软件设 计，灵活性高，抗干计，灵活性高，抗干 扰能力强扰能力强 A/D与与D/A转换器建立转换器建立 起了数字世界与现实模拟起了数字世界与现实模拟 世界之间的桥梁世界之间的桥梁 将输入信号将输入信号x(t)进行抗混叠滤波，滤掉高于折进行抗混叠滤波，滤掉高于折 叠频率的分量，以防止信号频谱的混叠；叠频率的分量，以防止信号频谱的混叠； 经采样和经采样和A/D转换器，将滤波后的信号转换为转换器，将滤波后的信号转换为 数字信号数字信号x(n)； 数字信号处理器对数字信号处理器对x(n)进行处理，得数字信号进行处理，得数字信号 y(n)； 经经D/A

3、转换器，将转换器，将y(n)转换成模拟信号；转换成模拟信号； 经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模 拟信号拟信号y(t)。 u在通用计算机上用软件实现在通用计算机上用软件实现 u用单片机实现用单片机实现 u用可编程用可编程DSP实现实现 u用专用用专用DSP实现实现 u用可编程阵列用可编程阵列FPGA等实现等实现 uDSP+单片机单片机+FLASH+CPLD uDSP+FPGA uDSP+ARM+操作系统操作系统 u基于标准总线的基于标准总线的DSP系统系统 DSP芯片的应用芯片的应用 随着随着DSP芯片价格的下降，性能价格比的提高，芯片价格的下降，

4、性能价格比的提高，DSP芯片芯片 具有巨大的应用潜力。具有巨大的应用潜力。 主要应用：主要应用： 如：数字滤波、自适应滤波、如：数字滤波、自适应滤波、 快速傅氏变换、快速傅氏变换、Hilbert变换、变换、 相关运算、频谱分析、相关运算、频谱分析、 卷卷 积、模式匹配、积、模式匹配、 窗函数、波形产生等；窗函数、波形产生等； 如：调制解调器、自适应均衡、如：调制解调器、自适应均衡、 数据加密、数据压缩、数据加密、数据压缩、 回波抵消、多路复用、回波抵消、多路复用、 传真、扩频通信、传真、扩频通信、 移动通信、纠错编译码、移动通信、纠错编译码、 可视电话、路由器等；可视电话、路由器等； 如：语音

5、编码、语音合成、如：语音编码、语音合成、 语音识别、语音增强、语音识别、语音增强、 语音邮件、语音存储、语音邮件、语音存储、 文本文本语音转换等；语音转换等； 如：二维和三维图形处理、如：二维和三维图形处理、 图像压缩与传输、图像压缩与传输、 图像鉴别、图像增强、图像鉴别、图像增强、 图像转换、模式识别、图像转换、模式识别、 动画、电子地图、动画、电子地图、 机器人视觉等；机器人视觉等； 如：保密通信如：保密通信 雷达处理雷达处理 声纳处理声纳处理 导航导航 导弹制导导弹制导 电子对抗电子对抗 全球定位全球定位GPS 搜索与跟踪搜索与跟踪 情报收集与处理等情报收集与处理等 如：频谱分析、函数发

6、生、如：频谱分析、函数发生、 数据采集、锁相环、数据采集、锁相环、 模态分析、暂态分析、模态分析、暂态分析、 石油石油/地质勘探、地质勘探、 地震预测与处理等；地震预测与处理等； 如：引擎控制如：引擎控制 声声 控控 发动机控制发动机控制 自动驾驶自动驾驶 机器人控制机器人控制 磁盘磁盘/光盘伺服控制光盘伺服控制 神经网络控制等神经网络控制等 如：助听器如：助听器 X-射线扫描射线扫描 心电图心电图/脑电图脑电图 超声设备超声设备 核磁共振核磁共振 诊断工具诊断工具 病人监护等病人监护等 如：高保真音响如：高保真音响 音乐合成音乐合成 音调控制音调控制 玩具与游戏玩具与游戏 数字电话数字电话/

7、电视电视 高清晰度电视高清晰度电视HDTV 变频空调变频空调 机顶盒等机顶盒等 如：震裂处理器如：震裂处理器 图形加速器图形加速器 工作站工作站 多媒体计算机等多媒体计算机等 1.2 DSP芯片的发展芯片的发展 DSP芯片诞生于芯片诞生于20世纪世纪70年代末，至今已经得到年代末，至今已经得到 了突飞猛进的发展，并经历了以下三个阶段了突飞猛进的发展，并经历了以下三个阶段。 第一阶段，第一阶段，DSP的雏形阶段（的雏形阶段（1980年前后）年前后） 第二阶段，第二阶段，DSP的成熟阶段（的成熟阶段（1990年前后）年前后） 第三阶段，第三阶段，DSP的完善阶段（的完善阶段（2000年以后）年以后

8、） 1.2 DSP芯片的发展芯片的发展 第一阶段，第一阶段，DSP的雏形阶段（的雏形阶段（1980年前后）年前后） 1978年年AMI公司生产出第一片公司生产出第一片DSP芯片芯片S2811。 1979年美国年美国Intel公司发布了商用可编程公司发布了商用可编程DSP器件器件Intel2920, 由于内部没有单周期的硬件乘法器，使芯片的运算速度、数据由于内部没有单周期的硬件乘法器，使芯片的运算速度、数据 处理能力和运算精度受到了很大的限制。运算速度大约为单指处理能力和运算精度受到了很大的限制。运算速度大约为单指 令周期令周期200250ns，应用领域仅局限于军事或航空航天部门。，应用领域仅局

9、限于军事或航空航天部门。 这个时期的代表性器件有这个时期的代表性器件有 Intel2920(Intel) PD7720(NEC) TMS320C10(TI) DSP16(AT&T) S2811(AMI) ADSP-21(AD) 第二阶段，第二阶段，DSP的成熟阶段（的成熟阶段（1990年前后）年前后） 这个时期的这个时期的DSP器件在硬件结构上更适合数字信号处理的器件在硬件结构上更适合数字信号处理的 要求，能进行硬件乘法、硬件要求，能进行硬件乘法、硬件FFT变换和单指令滤波处理，其变换和单指令滤波处理，其 单指令周期为单指令周期为80100ns。 如如TI公司的公司的TMS320C20，它是该

10、公司的第二代，它是该公司的第二代DSP器件器件, 采用了采用了CMOS制造工艺，其存储容量和运算速度成倍提高，为制造工艺，其存储容量和运算速度成倍提高，为 语音处理、图像硬件处理技术的发展奠定了基础。语音处理、图像硬件处理技术的发展奠定了基础。 20世纪世纪80年代后期，以年代后期，以TI公司的公司的TMS320C30为代表的第为代表的第 三代三代DSP芯片问世，伴随着运算速度的进一步提高，其应用范芯片问世，伴随着运算速度的进一步提高，其应用范 围逐步扩大到通信、计算机领域。围逐步扩大到通信、计算机领域。 1.2 DSP芯片的发展芯片的发展 这个时期的器件主要有：这个时期的器件主要有：TI公司

11、的公司的 TMS320C20、C30、C40、C50系系 列，列，Motorola公司的公司的DSP5600、 9600系列，系列，AT&T公司的公司的DSP32等等 第三阶段，第三阶段，DSP的完善阶段（的完善阶段（2000年以后）年以后） 这一时期各这一时期各DSP制造商不仅使信号处理能力更加完善，而且使系统开制造商不仅使信号处理能力更加完善，而且使系统开 发更加方便、程序编辑调试更加灵活、功耗进一步降低、成本不断下降。发更加方便、程序编辑调试更加灵活、功耗进一步降低、成本不断下降。 尤其是各种通用外设集成到片上，大大地提高了数字信号处理能力。这一尤其是各种通用外设集成到片上，大大地提高了

12、数字信号处理能力。这一 时期的时期的DSP运算速度可达到单指令周期运算速度可达到单指令周期10ns左右，可在左右，可在 Windows 环境下环境下 直接用直接用 C 语言编程，使用方便灵活，使语言编程，使用方便灵活，使DSP芯片不仅在通信、计算机领芯片不仅在通信、计算机领 域得到了广泛的应用，而且逐渐渗透到人们日常消费领域。域得到了广泛的应用，而且逐渐渗透到人们日常消费领域。 目前，目前，DSP芯片的发展非常迅速。硬件方面芯片的发展非常迅速。硬件方面 主要是向多处理器的并行处理结构、便于外部数主要是向多处理器的并行处理结构、便于外部数 据交换的串行总线传输、大容量片上据交换的串行总线传输、大

13、容量片上RAM和和 ROM、程序加密、增加、程序加密、增加I/O驱动能力、外围电路驱动能力、外围电路 内装化、低功耗等方面发展。软件方面主要是综内装化、低功耗等方面发展。软件方面主要是综 合开发平台的完善，使合开发平台的完善，使DSP的应用开发更加灵活的应用开发更加灵活 方便。方便。 1.2 DSP芯片的发展芯片的发展 DSP芯片的结构特点芯片的结构特点 经典的经典的DSP算法举例算法举例 u求两序列信号求两序列信号h(n)、x(n)的卷积：的卷积： u求两序列信号求两序列信号y(n)、x(n)的相关函数：的相关函数： u数字滤波器的数学表达式为数字滤波器的数学表达式为 ： u对信号进行快速傅

14、立叶变换对信号进行快速傅立叶变换FFT ： 数字信号处理的突出特点：数字信号处理的突出特点：AiXi 、高速实时、高速实时 ( )( ) () xy n mx n y nm 10 ( )()() NM kk kk y na y n kb x n k 1 0 ( )( ) N nk N n X kx n W ( )* ( )( ) () m h nx nh m x nm 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 DSP特别适合于数字信号处理的结构：特别适合于数字信号处理的结构： 1采用改进型哈佛结构采用改进型哈佛结构 计算机的总线结构分为：计算机的总线结构分为： 冯

15、冯诺依曼结构诺依曼结构 哈佛结构哈佛结构 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 u冯冯诺依曼结构诺依曼结构 特点：程序和数据共用同一套总线，对程序和数据需要分时特点：程序和数据共用同一套总线，对程序和数据需要分时 读写，执行速度慢，数据吞吐量低，计算机结构简单，读写，执行速度慢，数据吞吐量低，计算机结构简单， 不适于进行高速度的数字信号处理不适于进行高速度的数字信号处理 多数微处理器和单片机采用冯多数微处理器和单片机采用冯诺依曼结构诺依曼结构 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 u哈佛结构哈佛结构 特点：程序、数据具有独立的存储空间，有独立的程序特点：程序、数据具有独立的存储空间，有独立的程序

16、总线和数据总线，可同时对程序和数据进行寻址总线和数据总线，可同时对程序和数据进行寻址 和读写访问，执行速度高，数据吞吐量大，计算和读写访问，执行速度高，数据吞吐量大，计算 机结构复杂，非常适于进行高速的数字信号处理。机结构复杂，非常适于进行高速的数字信号处理。 u (a) 哈佛结构哈佛结构 (b) 改进型哈佛结构改进型哈佛结构 (a) 哈佛结构哈佛结构 (b) 改进型哈佛结构改进型哈佛结构 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 DSP采用的是改进型哈佛总线结构，如图采用的是改进型哈佛总线结构，如图(b)所示所示 改进之处主要体现在下列改进之处主要体现在下列3点

17、：点： 1）片内）片内RAM可映像至数据空间，也可映像至程序空间可映像至数据空间，也可映像至程序空间 2）片内）片内ROM可映像至程序空间，也可映像至数据空可映像至程序空间，也可映像至数据空 间间 3）具有根装载）具有根装载(Bootloader)功能功能 2采用流水线技术采用流水线技术 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 指令的执行通常分为以下指令的执行通常分为以下4个阶段：个阶段： 取指取指 Fetch 译码译码 Decode 取操作数取操作数 Operand 执行执行 Execute 取指取指.译码译码.取操作数取操作数.执行执行 指令指令n-2 取指取指.译码译码.取操作数取操作数.执

18、行执行 指令指令n-1 取指取指.译码译码.取操作数取操作数.执行执行 指令指令n 采用冯采用冯诺依曼结构的微处理器指令流如下图诺依曼结构的微处理器指令流如下图 CPU是在完成一条指令的全部是在完成一条指令的全部4个操作阶段后再去执个操作阶段后再去执 行另一条指令的，从时间上看是一种串行执行的过程行另一条指令的，从时间上看是一种串行执行的过程 ，因此需要花费较多的，因此需要花费较多的CPU时钟周期。时钟周期。 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 T1T1T2T2T3T3T4T4 时时 钟钟 取取 指指 令令 指令译码指令译码 取操作数取操作数 执行指令执行指

19、令 四级流水线操作四级流水线操作 N N-1 N-2 N-3 N+1 N N-1 N-2 N+2 N+1 N N-1 N+3 N+2 N+1 N DSP采用多级流水线结构采用多级流水线结构 所谓流水线操作就是将一条指令的不同阶段所谓流水线操作就是将一条指令的不同阶段 分配在连续的几个周期上，通过不同的硬件去分配在连续的几个周期上，通过不同的硬件去 完成指令的不同执行阶段完成指令的不同执行阶段(称为级称为级)。 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 TMS320C6000系列定点系列定点DSP采用的多级流水线如图所示采用的多级流水线如图所示 3. 配有专用的硬件乘法器和硬件乘加单元配有专用的硬件乘

20、法器和硬件乘加单元 DSP内集成了硬件乘法器，可在单周期内完成内集成了硬件乘法器，可在单周期内完成1616位、位、 3232位等的乘法运算。位等的乘法运算。 DSP内集成了乘加单元，从硬件结构上为高速完成卷积、内集成了乘加单元，从硬件结构上为高速完成卷积、 相关、相关、FFT及数字滤波等信号处理算法提供了基础。及数字滤波等信号处理算法提供了基础。 4. 具有特殊的具有特殊的DSP指令指令 为了满足数字信号处理的需要，在为了满足数字信号处理的需要，在DSP的指令系统中，设的指令系统中，设 计了一些完成特殊功能的指令。如：计了一些完成特殊功能的指令。如：TMS320C54x中的中的FIRS和和 L

21、MS指令，专门用于完成系数对称的指令，专门用于完成系数对称的FIR滤波器和滤波器和LMS(Least Mean Square)最小均方算法。最小均方算法。 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 5快速的指令周期快速的指令周期 由于采用哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、由于采用哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、 特殊的指令以及集成电路的优化设计，使指令周期可在特殊的指令以及集成电路的优化设计，使指令周期可在20ns 以下。如：以下。如：TMS320C67x的运算速度为的运算速度为100MIPS (Million Instructions Per Second)，即，即100百万条百万条

22、/秒。秒。 6嵌入式功能嵌入式功能 新一代的新一代的DSP芯片具有较强的接口功能，除了具有串行芯片具有较强的接口功能，除了具有串行 口、定时器、主机接口（口、定时器、主机接口（HPI）、）、DMA控制器、软件可编程控制器、软件可编程 等待状态发生器等片内外设外，还配有中断处理器、等待状态发生器等片内外设外，还配有中断处理器、PLL、 片内存储器、仿真器接口等单元电路，可以方便地构成一个片内存储器、仿真器接口等单元电路，可以方便地构成一个 嵌入式数据处理系统。嵌入式数据处理系统。 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 7支持多处理器结构支持多处理器结构 为了满足多处理器系统的设计，许多为了满足多处

23、理器系统的设计，许多DSP芯片都采用支芯片都采用支 持多处理器的结构。如：持多处理器的结构。如：TMS320C40提供了提供了6个用于处理个用于处理 器间高速通信的器间高速通信的32位专用通信接口，使处理器之间可直接位专用通信接口，使处理器之间可直接 对通，应用灵活、使用方便。对通，应用灵活、使用方便。 8省电管理和低功耗省电管理和低功耗 DSP功耗一般为功耗一般为0.54W，若采用低功耗技术可使功耗降，若采用低功耗技术可使功耗降 到到0.25W，可用电池供电，适用于便携式数字终端设备。，可用电池供电，适用于便携式数字终端设备。 1.3 DSP芯片的特点芯片的特点 1.4 DSP芯片的分类芯片

24、的分类 为了适应数字信号处理各种各样的实际应用，为了适应数字信号处理各种各样的实际应用， DSP厂商生产出多种类型和档次的厂商生产出多种类型和档次的DSP芯片。在众芯片。在众 多的多的DSP芯片中，可以按照下列芯片中，可以按照下列2种方式进行分类：种方式进行分类： 1. 按数据格式分类按数据格式分类 2. 按用途分类按用途分类 1按数据格式分类按数据格式分类 根据芯片工作的数据格式，按其精度或动态范围，可将根据芯片工作的数据格式，按其精度或动态范围，可将 通用通用DSP划分为定点划分为定点DSP和浮点和浮点DSP两类。两类。 若数据以定点格式工作的若数据以定点格式工作的定点定点DSP芯片。芯片

25、。 若数据以浮点格式工作的若数据以浮点格式工作的浮点浮点DSP芯片。芯片。 不同的浮点不同的浮点DSP芯片所采用的浮点格式有所不同，有的芯片所采用的浮点格式有所不同，有的 DSP芯片采用自定义的浮点格式，有的芯片采用自定义的浮点格式，有的DSP芯片则采用芯片则采用IEEE的的 标准浮点格式。标准浮点格式。 1.4 DSP芯片的分类芯片的分类 2. 按用途分类按用途分类 按照用途，可将按照用途，可将DSP芯片分为通用型和专用型两大类。芯片分为通用型和专用型两大类。 通用型通用型DSP芯片：芯片：一般是指一般是指可以用指令编程的可以用指令编程的DSP芯片芯片， 适合于普通的适合于普通的DSP应用，

26、具有可编程性和强大的处理能力，可应用，具有可编程性和强大的处理能力，可 完成复杂的数字信号处理的算法。完成复杂的数字信号处理的算法。 专用型专用型DSP芯片：芯片：是为特定的是为特定的DSP运算而设计，通常只针运算而设计，通常只针 对某一种应用，相应的算法由内部硬件电路实现，适合于数字对某一种应用，相应的算法由内部硬件电路实现，适合于数字 滤波、滤波、FFT、卷积和相关算法等特殊的运算。主要用于要求信、卷积和相关算法等特殊的运算。主要用于要求信 号处理速度极快的特殊场合。号处理速度极快的特殊场合。 1.4 DSP芯片的分类芯片的分类 1.4 DSP芯片的分类芯片的分类 DSP芯片的性能芯片的性

27、能 pMIPS:百万条指令百万条指令/每秒每秒 如如TMS320C6416在时钟为在时钟为1GHz时的峰值性能时的峰值性能 可达可达8000MIPS pMOPS：百万次操作：百万次操作/每秒每秒 如如TMS320C6201在时钟为在时钟为200MHz时的峰值性时的峰值性 能可达能可达2400MOPS pMFLOPS：百万次浮点操作：百万次浮点操作/每秒每秒 如如ADSP-TS201S的峰值性能可达的峰值性能可达14.4GFLOPS 1.4 DSP芯片的分类芯片的分类 DSP芯片的性能芯片的性能 pMBPS：百万位：百万位/每秒每秒 如如TMS320C6000的总线时钟为的总线时钟为200MHz

28、时，其总时，其总 线数据吞吐率为线数据吞吐率为800M字节字节/秒秒 pMAC执行时间：完成一次乘执行时间：完成一次乘-累加运算所需时间累加运算所需时间 大部分大部分DSP可在单周期内完成一次可在单周期内完成一次MAC pFFT执行时间：完成一个执行时间：完成一个N点点FFT运算所需时间运算所需时间 目前全球目前全球DSP市场中的主要厂商：市场中的主要厂商： TI (美国德州仪器公司美国德州仪器公司)公司位居榜首，在全球公司位居榜首，在全球DSP市市 场的占有率为场的占有率为44%左右左右 Lucent公司排名第二位，占有率为公司排名第二位，占有率为22.8% Motorola公司的占有率为公

29、司的占有率为13.2%左右左右 ADI公司的占有率为公司的占有率为10.2%左右左右 其他一部分由其他一部分由 Hitachi、NEC、Zilog和和 STMicroelectoncs等公司占据等公司占据 Texas Instruments Embedded Processors uMicrocontrollers (MCUs) l16-bit Ultra Low Power MCU MSP430 l32-bit Real-Time MCUs C2000 Delfino Piccolo uARM Based Processors l32-bit ARM MCU Stellaris Cortex

30、-M3 TMS570 Cortex-R4 l32-bit ARM MPU for Performance Applications Sitara ARM Cortex-A8 and ARM9 uDigital Signal Processors (DSPs) lDaVinci Digital Video Processor lC6-Integra DSP+ARM Processor lC6000 High Performance Multicore DSP lC6000 High Performance DSP TMS320C674x Low Power DSP TMS320C67x DSP

31、TMS320C667x DSP TMS320C64x DSP TMS320C62x DSP lC5000 Ultra Low Power DSP TMS320C5000 低功耗低功耗 手机手机 电信电信 数码相机数码相机 便携式媒体播放器便携式媒体播放器 最佳测控最佳测控 电机控制电机控制 家用电器家用电器 变频电源控制变频电源控制 工业自动化工业自动化 TMS320C2000 高性能高性能 无线基站无线基站 视频流、视频流、 视频会议视频会议 视频安防视频安防/监控制监控制 医疗成像医疗成像 TMS320C6000 TI公司主推的公司主推的DSP平台平台 Optical Networking

32、 Control of laser diode TV screen Deflection of electron beam for small angle and sharp corner TV screen Automotive - EPS Battery operated precision for steering Printer Print head control Paper path motor control Digital Power Supply Provides control, sensing, PFC, and other functions “Segway” Many

33、 new cool Application to come Tire Pressure Low cost pressure sensing based on tire rotation speed measurement C2000系列系列MCU 应用领域应用领域 C2000系列系列MCU uC2xx子系列：子系列：16位定点位定点DSP、20MIPS 代表器件：代表器件：TMS320F206PZ uC24x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、20MIPS 代表器件：代表器件：TMS320F240 uLF240 x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、40MIPS 代表器件：代表器件：T

34、MS320LF2407 uF28x子系列：子系列：32位定点位定点DSP、150MIPS 代表器件：代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810 uF28x Delfino Floating-point Series 代表器件：代表器件：TMS320F28335、TMS320F28346 C2000系列系列MCU Peripherals optimized for digital control XD(15-0) CAN 2.0B SPI 2 SCI A/D Converter 12-Bits, 16 Channels WD Timer 2 Timers 5 Compares 8

35、PWM Outputs Dead Band Logic 3 Input Captures 2 QEP channels Event Manager 2 Timers 5 Compares 8 PWM Outputs Dead Band Logic 3 Input Captures 2 QEP channels Event Manager 2 Status Registers 32-Bit Accumulator 3 32-Bit Timers 8 Auxiliary Registers Stack Point （SP） 32-Bit ALU Shift L (0,1,4,-6) 32-Bit

36、P Register 32-Bit T Register 32 x 32 Multiply 32-Bit Barrel Shifter (L) Repeat Count Program / Data / I/O Buses Program FLASH 128K words 150-MIPS C28x 32位位DSP Core Data RAM 18K words Peripheral Bus Boot ROM 4K words XA(18-0) McBSP TMS320F2812内部结构内部结构 Processor Performance 300 MFLOPS at 150MHz Single

37、-cycle 32-bit MAC 6-channel DMA support for EMIF, ADC, McBSP Memory 512KB flash and 68KB RAM Configurable 16- or 32-bit EMIF Control Peripherals PWM outputs interfaces for three 3-phase motors 6 High-resolution PWM outputs Highest-speed on-chip ADC Communications Ports Each McBSP configurable as SPI

38、 CAN 2.0b with 32 mailboxes I2C at 400 Kbps Development Tools SEED-DEC28335+SEED-XDSusb2.0 Code Composer Studio IDE V3.3 Software libraries TMS320F28335 内部结构内部结构 Up To 40 MIPS Control Performance High-Precision Control C242 F241 LC2404A LF2401A LC2402A Multi-Function, Appliance & Consumer Control F2

39、40 F243 LC2406A LF2402A LF2403A LF2406A LF2407A F2810 128-LQFP F2812 176-LQFP F2812 179-u*BGA 150 MIPS! Software Compatible High-end Derivatives Application specific versions Scaled Down versions C2000系列系列MCU Roadmap Device Future Production Development Sampling Performance Integration F2810 F2812 P

40、in to pin compatible C2810 C2811 C2812 F2811 F28332 C28xx Roadmap 高端产品高端产品 F28334 F28335 F28232 F28234 F28235 C28xxx eMAC C28344 C28345 C28244 C28245 F28LC Roadmap 低端产品低端产品 Device Future Production Development Sampling Performance F28015 F28016 F2801-60 F2802-60 C2801 C2802 F2801 F2802 F2806 F2808 P

41、in to pin compatible F2809 Integration F28024 32kB F28036 128kB F28035 64kB F28034 32kB F28023 16kB Digital Motor Control Based On C2000 Controller Bridge Rectifier Power converter MOSFET/IGBT MotorLoad AC Input Current sense LM324, TLV274, TLV2774 Resolver Optical encoder Hall effect SN65HVD10/1/2

42、ADS8361 TLC354x ADS7864 C2000 DSP Controller LF240 x F280 x F281x voltage sense LM324, TLV274, TLV2774 TPS767D318 TPS767D301 TPS76x33 TPS76x18 SVS TPS380 x SN65HVD230/1 MAX3221/2/3 CAN Bus PFC MOSFET/IGBT QEP ADC CAP ADCADC RS485 RS232+/- 10v CAN SPI/EMIF SCISCI PWM UC3842 C5000系列系列DSP的应用的应用 TI DSP占

43、手机市场占手机市场 的的60% TI DSP 被前被前10位因特位因特 网消费类电子产品制造网消费类电子产品制造 商中的商中的8个所选中个所选中 TI DSP被前被前8位位 数码相机制造商数码相机制造商 中的中的7个所选中个所选中 TI DSP占占IP电话电话 设计的设计的 80% TI DSP占占VOIP 网关市场的网关市场的80% TI DSP 被前被前10位无线位无线 基站制造商中的基站制造商中的8个采用个采用 TMS320C5000 C5000系列系列DSP uC54x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、100160MIPS 代表器件：代表器件：TMS320VC5402、VC540

44、9、VC5410、 VC5416 uC55x子系列：子系列：16位定点位定点DSP、400MIPS 代表器件：代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502 uC54xARM7子系列：子系列： 代表器件：代表器件：TMS320VC5470、VC5471、DSC21 uC55xARM9子系列：子系列： 即即OMAP平台：平台：Open Multimedia Applications Platform 代表器件：代表器件：OMAP5910 High Performance 160-MIPS performance 16K words SRAM 3 McBSPs 6-channel

45、DMA 8/16-bit HPI 1.2-V and 1.8-V core options Low Power 72 mW active power (100 MIPS) Small Size 144-pin LQFP Ultra-small 144 microStar BGA (12 mm x 12 mm) D(15-0) A(22-0) 26 Muxed GP I/O Program/Data Buses 8/16-bit Host Port Interface (HPI) Program/Data RAM 16K Words Ch 0 Ch 1 Ch 2 Ch 3 Ch 4 Ch 5 D

46、MA Timer Program/Data ROM 16K Words Peripheral Bus RND, SAT 17 x 17 MPY 40-Bit Adder MAC Shifter 40-Bit Barrel (-16, 31) EXP Encoder 40-Bit ALU CMPS Operator (VITERBI) ALU Accumulators 40-Bit ACC A 40-Bit ACC B 8 Auxiliary Registers 2 Addressing Units Addressing Unit Multichannel Buffered Serial Por

47、t (McBSP Multichannel Buffered Serial Port (McBSP) JTAG Test/ Emulation Control Multichannel Buffered Serial Port (McBSP) PLL Clock Generator S/W Waitstate Generator Power Management C54x内部结构内部结构 OMAP Application Processor OMAP Processor Core Peripherals C5000系列系列DSP Roadmap Application Enhanced C55

48、02 400 MIPS C5509 288-400 MIPS C5510 320-400 MIPS C55x TM DSP DSP + RISC Power Efficiency/System Density Feature Integration OMAP TM OMAP5910 Multicore C5420 200 MIPS C5421 200 MIPS C5441 532 MIPS C55x TM Multicore Software Compatible C5401 50 MIPS C5402 100-160 MIPS C5409 80-160 MIPS C5410 100-160

49、MIPS C5416 120-160 MIPS Over 500 Million Shipped C54xTM DSP Worlds Most Popular DSP $5 Billion in Design-ins C55xTM DSP Best DSP Microprocessor Report DSP Product of the Year Internet Telephony EDN 2000 DSP DSL modems Modems 池 基站收发器 无线局域网 区域用户交换机 语音识别 多媒体网关 专业音频设备 网络照相机 机器视角 安全认证 工业扫描仪 高速打印机 高级加密器 B

50、roadband Communications Wireless 3G Base Stations Medical Imaging C6000系列系列DSP C6000系列系列DSP uC62x子系列：子系列：32位定点位定点DSP、12002400MIPS 代表器件：代表器件：TMS320C6211、TMS320C6205 u C67x子系列：子系列：32位位浮点浮点DSP、12001800MIPS，900 1350MFLOPS 代表器件：代表器件：TMS320C6713、C6727、C6747 uC64x子系列：子系列：32位定点位定点DSP，40005760MIPS 代表器件：代表器件：

51、TMS320C66414、C6415、C6416 数字媒体器件：TMS320DM640、DM641、DM642 McBSP1 OR 225 MHz C67x DSP 内核内核 l225MHz /1800 MIPS/1350 MFLOPS l32/64-bit 处理 TMS320C6713 Floating-Point DSP 16-通道通道 EDMA 32-bit EMIF 272引脚引脚BGA封装封装 16-bit HPI 2个个 IIC 总线总线 C67xTM DSP Core Level 1 Program Cache 4K Bytes OR McBSP 0 2 Timers 完全存储器

52、分层体系结构完全存储器分层体系结构 l4K字节1级程序Cache、4K字节1 级数据Cache，256K字节2级存储 器 Level 2 Cache/Memory 256K Bytes SRAM Level 1 Data Cache 4K Bytes McASP 0 2个多通道音频串口个多通道音频串口 (McASP) l最多支持16个 IIS接口的立体 声通道 l最多支持4个不同的时钟率 l兼容S/PDIF 传输协议 OR HPI GPIO EMIF Enhanced DMA Controller (EDMA) 16 Channel IIC 1 IIC 0 McASP 1 u TMS320C6

53、713 225MHz 音频应用音频应用DSP TMS320DM642（数字媒体应用）内部结构（数字媒体应用）内部结构 SDRAM 600/500 Mhz DSP 1.4/1.2 volts l4800MIPS（600MHz） l16KB L1P.16KB L1D.256KB L2. IIC 总线总线 66MHz PCI l32位、66MHz、3.3V l支持主/从模式，符合PCI 2.2规 范 10/100M以太网接口以太网接口EMAC+MDIO 64-bit wide 133MHz 10/100 Ethernet MAC C64xTM DSP Core L2 Cache/Memory 256 KBytes Enhanced DMA Controller Video port-0 Video port-1 Video port-2 McASP EMIF 66MHz PCI TMS320DM642 DSP L1D Cache L1P Cache Three Dual-Channel Video Ports l每个视频口有2个视频通道，并可由 软件配置为输入口或输出口 l具有视频滤波、水平缩