DSP

[DSP]DSP初学者指南

2019-07-13 11:00发布

此资料来源于网络 1TI DSP的选型
主要考虑处理速度、功耗、程序存储器和数据存储器的容量、片内的资源,如定时器的数量、I/O口数量、中断数量、DMA通道数等。DSP的主要供应商有TIADIMotorola,LucentZilog等,其中TI占有最大的市场份额。
TI公司现在主推四大系列DSP
1C5000系列(定点、低功耗):C54XC54XXC55X 相比其它系列的主要特点是低功耗,所以最适合个人与便携式上网以及无线通信应用,如手机、PDAGPS等应用。处理速度在80MIPS--400MIPS之间。C54XXC55XX 一般只具有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时器、DMA等外设。值得注意的是C55XX提供了EMIF外部存储器扩展接口,可以直接使用SDRAM,而C54XX则不能直接使用。两个系列的数字IO都只有两条。
2C2000系列(定点、控制器):C20XF20XF24XF24XX C28x该系芯片具有大量外设资源,如:A/D、定时器、各种串口(同步和异步),WATCHDOGCAN总线/PWM发生器、数字IO脚等。是针对控制应用最佳化的DSP,在TI所有的DSP中,只有C2000FLASH,也只有该系列有异步串口可以和PCUART相连。
3C6000系列:C62XXC67XXC64X 该系列以高性能著称,最适合宽带网络和数字影像应用。32bit,其中:C62XXC64X是定点系列,C67XX 是浮点系列。该系列提供EMIF扩展存储器接口。该系列只提供BGA封 装,只能制作多层PCB。且功耗较大。同为浮点系列的C3X中的VC33现在虽非主流产品,但也仍在广泛使用,但其速度较低,最高在150MIPS
4OMAP系列:OMAP处理器集成ARM的命令及控制功能,另外还提供DSP 的低功耗实时信号处理能力,最适合移动上网设备和多媒体家电。 
其他系列的DSP曾经有过风光,但现在都非TI主推产品了,除了C3X系列外,其他基本处于淘汰阶段,如:C3X的浮点系列:C30C31C32 C2XC5X系列:C20C25C50
每个系列的DSP都有其主要应用领域.

2、设计中如何得到技术参考资料以及如何得到相关源码
原则是碰到问题就去www.ti.com
1)在TI网站的搜索中用keyword搜索资料,主要要注意的就是Application Notesuser guides 比如不知道怎样进行VC5402McBSP编程,搜McBSPVC5402 如果不知道如何设计VC5402TLV320AIC23的接口以及编程,搜TLV320AIC23VC5402; 这样可以搜到一堆的资料,这些资料一般均有PDF文档说明和相应的源程序包提供,download后做少许改动即可
2)来DSP交流网,HELLODSP真诚欢迎每一位有需要的朋友
3google
4)再不济,找技术支持,碰运气了

3、如何看待TI DSP庞杂的技术文档
新手进行DSP开发学习之时,常常感觉技术文档太多,哪本都有用,哪本都想看,无从下手。此时原则是只看入门必须的、只看和芯片相关的。根据经验,如下的资料必看不可:
1)讲述DSPCPUmemoryprogram memory addressing,data memory addressing的资料都需要看、外设资源的资料可以只看自己用到的部分;
2C和汇编的编程指南需要看
3)汇编指令和C语言的运行时间支持库、DSPLIB等资料需要看其他的如:Applications GuideOptimizing CC++ Compiler User's GuideAssembly Language Tools User's Guide等资料留待入门之后再去看体会会更深一些。

4、如何高效开始TI DSP的硬件开发
1)根据应用领域选择TI推荐的DSP类型
2)参考选定的DSPEVM板,DSK等原理图,完成DSP最小系统的搭建(包括外扩内存空间、电源复位系统、各控制信号管脚的连接、JTAG口的连接等);
3)根据具体应用需要,选择外围电路的扩展,一般如语音、视频、控制等领域均有成熟的电路可以从TI网站得到。外围电路与DSP的接口可参看EVMDSK,以及所选外围电路芯片的典型接口设计原理图;最好外围电路芯片也选择TI的,这样的话不管硬件接口有现成原理图、很多
DSP与其接口的基本控制源码都有。
4)地址译码、IO扩展等用CPLD或者FPGA来做,将DSP的地址线、数据线、控制信号线如IS/PS/DS等都引进去有利于调试

5、如何高效开始TI DSP的软件开发 
如果你不是纯做算法,而是在一个目标版上进行开发,需要使用DSP的片上外设,需要控制片外接口电路,那么建议在写程序前先好好将这个目标版的电路设计搞清楚。最重要的是程序、数据、I/O空间的译码。不管是否纯做算法还是软硬结合,DSPCPU,memory,program memory addressing, data mem.ory addressing的资料都需要看.
1)看CCS的使用指南
2)明白CMD文件的编写
3)明白中断向量表文件的编写,并定位在正确的地方
4)运行一个纯simulator的程序,了解CCS的各个操作
5)到TI网站下相关的源码,参考源码的结构进行编程
6)不论是C编程还是ASM编程,模块化是必须的

6、选择C还是选择ASM进行编程
记住一条原则,TI的工程师在不断改进CCSC程序优化编译器,现在C优化的效率可达到手工汇编的90%甚至更高。当然有的时候如果计算能力和内存资源是瓶颈,ASM还是有优势,比如G.729编解码。但是针对一般的应用开发,C是最好的选择。 
新手编程则选择C和汇编混合编程更有利一些

7、选择什么仿真器
一般来说,买个并口的EPP就够了,价格便宜又稳定,现在用的比较多的是USB接口的仿真器

8、关于TI 54X系列DSPbootloader过程 
请详细阅读TI文档SPRA618ASPRA571,这些文档对boot的机制进行了详细说明同时说明了利用hex500*.out文件转化为*.hex文件时,需要编写的cmd文件的写法。

9。如何选择外部时钟? 
DSP的内部指令周期较高,外部晶振的主频不够,因此DSP大多数片内均有PLL。但每个系列不尽相同。 
1)TMS320C2000系列: 
TMS320C20xPLL可以÷2×1×2×4,因此外部时钟可以为5MHz40MHz。 
TMS320F240PLL可以÷2×1×1.5×2×2.5×3×4×4.5×5×9,因此外部时钟可以为2.22MHz40MHz。 
TMS320F241/C242/F243PLL可以×4,因此外部时钟为5MHz。 TMS320LF24xxPLL可以由RC调节,因此外部时钟为4MHz20MHz。 
TMS320LF24xxAPLL可以由RC调节,因此外部时钟为4MHz20MHz。 
2)TMS320C3x系列: 
TMS320C3x:没有PLL,因此外部主频为工作频率的2倍。 
TMS320VC33PLL可以÷2×1×5,因此外部主频可以为12MHz100MHz。 
3)TMS320C5000系列: 
TMS320VC54xxPLL可以÷4÷2×1-32,因此外部主频可以为0.625MHz50MHz。 
TMS320VC55xxPLL可以÷4÷2×1-32,因此外部主频可以为6.25MHz300MHz。 
4)TMS320C6000系列: 
TMS320C62xxPLL可以×1×4×6×7×8×9×10×11,因此外部主频可以为11.8MHz300MHz。 
TMS320C67xxPLL可以×1×4,因此外部主频可以为12.5MHz230MHz。 
TMS320C64xxPLL可以×1×6×12,因此外部主频可以为30MHz720MHz

10。软件等待的如何使用? 
DSP的指令周期较快,访问慢速存储器或外设时需加入等待。等待分硬件等待和软件等待,每一个系列的等待不完全相同。 
1)对于C2000系列: 硬件等待信号为READY,高电平时不等待。 软件等待由WSGR寄存器决定,可以加入最多7个等待。其中程序存储器和数据存储器及I/O可以分别设置。 
2)对于C3x系列: 硬件等待信号为/RDY,低电平是不等待。 软件等待由总线控制寄存器中的SWWWTCNY决定,可以加入最多7个等待,但等待是不分段的,除了片内之外全空间有效。 
3)对于C5000系列: 硬件等待信号为READY,高电平时不等待。 软件等待由SWWCRSWWSR寄存器决定,可以加入最多14个等待。其中程序存储器、控制程序存储器和数据存储器及I/O可以分别设置。 
4)对于C6000系列(只限于非同步存储器或外设): 硬件等待信号为ARDY,高电平时不等待。 软件等待由外部存储器接口控制寄存器决定,总线访问外部存储器或设备的时序可以设置,可以方便的同异步的存储器或外设接口。

11。仿真工作正常对于DSP的基本要求 
1)DSP电源和地连接正确。 2)DSP时钟正确。 3)DSP的主要控制信号,如RSHOLD信号接高电平。 4)C2000watchdog关掉。 5)不可屏蔽中断NMI上拉高电平。 
CCSEmurst运行时提示Can't Initialize Target DSP” 
1)仿真器连接是否正常?
2)仿真器的I/O设置是否正确? 
3)XDSPP仿真器的电源是否正确? 
4)目标系统是否正确? 
5)仿真器是否正常?
6)DSP工作的基本条件是否具备。 
建议使用目标板测试。 

12。为什么CCS需要安装Driver? 
CCS是开放的软件平台,它可以支持不同的硬件接口,因此不同的硬件接口必须通过标准的DriverCCS连接。 
Driver安装的常见问题? 
请认真阅读安装手册Driver盘中的Readme。 1)对于SEED-XDS,安装Readme中的步骤,将I/O口设为240/280/320/340。 2)对于SEED-XDSPP,安装Readme中的步骤,将I/O口设为3782783)对于SEED-XDSUSB,必须连接目标板,安装 Readme中的步骤,将I/O口设为AUSB连接后,主机将自动激活相应的Driver。 4)对于SEED-XDSPCI,安装Readme中的步骤,将I/O口设为240PCI接口板插入主机后,主机将自动激活相应的Driver。 5)对于Simulator,需要选择不同的CFG文件,以模拟不同的DSP。 6)对于C5402 DSK,将I/O口设为请认真阅读安装手册Driver盘中的Readme。 1)对于SEED-XDS,安装Readme中的步骤,将I/O口设为240/280/320/340。 2)对于SEED-XDSPP,安装Readme中的步骤,将I/O口设为378278。注意主机BIOS中并口的型式必须同xds510pp.ini 中一致。 3)对于SEED-XDSUSB,必须连接目标板,安装Readme中的步骤,将I/O口设为240/280/320/340USB连接后,主机将自动激活相应的Driver。 4)对于SEED-XDSPCI,安装Readme中的步骤,将I/O口设为240/280/320/340PCI接口板插入主机后,主机将自动激活相应的Driver。 5)对于Simulator,需要选择不同的CFG文件,以模拟不同的DSP。 6)对于C5402 DSK,将I/O口设为378278。 7)对于C6211/6711 DSK,将I/O口设为378278。 8)对于C6201/C6701 EVM,将I/O口设为0

13Linkcmd文件的作用是什么? 
Linkcmd文件用于DSP代码的定位。由于DSP的编译器的编译结果是未定位的,DSP没有操作系统来定位执行代码,每个客户设计的DSP系统的配置也不尽相同,因此需要用户自己定义代码的安装位置。以C5000为例,基本格式为: 
-o sample.out 
-m sample.map 
-stack 100 
sample.obj meminit.obj 
-l rts.lib 
MEMORY { 
PAGE 0: VECT: origin = 0xff80, length 0x80 
PAGE 0: PROG: origin = 0x2000, length 0x400 
PAGE 1: DATA: origin = 0x800, length 0x400 

SECTIONS { 
.vectors : {} >PROG PAGE 0 
.text : {} >PROG PAGE 0 
.data : {} >PROG PAGE 0 
.cinit : {} >PROG PAGE 0 
.bss : {} >DATA PAGE 1 
} 14。如何将OUT文件转换为16进制的文件格式? 
DSP 的开发软件集成了一个程序,可以从执行文件OUT转换到编程器可以接受的格式,使得编程器可以用次文件烧写EPROMFlash。对于C2000的程序为DSPHEX;对于C3x程序为HEX30;对于C54x程序为HEX500;对于C55x程序为HEX55;对于C6x程序为Hex6x。以C32为例基本格式为: 
sample.out -x 
-memwidth 8 -bootorg 900000h 
-iostrb 0h 
-strb0 03f0000h -strb1 01f0000h -o sample.hex 
ROMS { 
EPROM: org = 0x900000,len=0x02000,romwidth=8 

SECTIONS { 
.text: paddr=boot 
.data: paddr=boot 
}

15。为什么CCS需要安装Driver? 
CCS是开放的软件平台,它可以支持不同的硬件接口,因此不同的硬件接口必须通过标准的DriverCCS连接。 

16Linkcmd文件的作用是什么? 
Linkcmd文件用于DSP代码的定位。由于DSP的编译器的编译结果是未定位的,DSP没有操作系统来定位执行代码,每个客户设计的DSP系统的配置也不尽相同,因此需要用户自己定义代码的安装位置。以C5000为例,基本格式为: 
-o sample.out 
-m sample.map 
-stack 100 
sample.obj meminit.obj 
-l rts.lib 
MEMORY { 
 PAGE 0: VECT: origin = 0xff80, length 0x80 
 PAGE 0: PROG: origin = 0x2000, length 0x400 
 PAGE 1: DATA: origin = 0x800, length 0x400 

SECTIONS { 
 .vectors : {} >PROG PAGE 0 
 .text : {} >PROG PAGE 0 
 .data : {} >PROG PAGE 0 
 .cinit : {} >PROG PAGE 0 
 .bss : {} >DATA PAGE 1 


17DSPC语言同主机C语言的主要区别? 
1) DSPC语言是标准的ANSI C,它不包括同外设联系的扩展部分,如屏幕绘图等。但在CCS中,为了方便调试,可以将数据通过prinf命令虚拟输出到主机的屏幕上。
2)DSPC语言的编译过程为,C编译为ASM,再由ASM编译为OBJ。因此CASM的对应关系非常明确,非常便于人工优化。 
3)DSP的代码需要绝对定位;主机的C的代码有操作系统定位。 
4)DSPC的效率较高,非常适合于嵌入系统。 

18。为什么在CCS下编译工具工作不正常? 
CCS下有部分客户会碰到编译工具工作不正常,常见错误为: 
1)autoexec.bat的路径out of memory。修改autoexec.bat,清除无用的PATH路径。 
2)编译的输出文件(OUT文件)写保护,无法覆盖。删除或修改输出文件的属性。 
3)Windows有问题。重新安装windows。 
4)Windows下有程序对CCS有影响。建议用一干净的计算机。 

19。在CCS下,如何选择有效的存储器空间? 
CCS下的存储器空间最好设置同你的硬件,没有的存储器不要有效。这样便于调试,CCS会发现你调入程序时或程序运行时,是否访问了无效地址。 
1)GEL文件中设置。参见CCS中的示例。 
2)Option菜单下,选择Memory Map选项,根据你的硬件设置。注意一定要将Enable Memory Mapping置为使能。 

20。在CCS下,OUT文件加载时提示“Data verification failed...”的原因? 
LinkCMD文件分配的地址同GEL或设置的有效地址空间不符。中断向量定位处或其它代码、数据段定位处,没有RAM,无法加载OUT文件。解决方法: 
1)调整LinkCMD文件,使得定位段处有RAM。 
2)调整存储器设置,使得RAM区有效。 

21。为什么要使用BIOS? 
1)BIOSBasic I/O System的简称,是基本的输入、输出管理。 
2)用于管理任务的调度,程序实时分析,中断管理,跟踪管理和实时数据交换。 
3)BIOS是基本的实时系统,使用BIOS可以方便地实现多任务、多进程的时间管理。 
4)BIOSeXpress DSP的标准平台,要使用eXpress DSP技术,必须使用BIOS。 

22DSP发展动态 
1.TMS320C2000 TMS320C2000系列包括C24xC28x系列。C24x系列建议使用LF24xx系列替代C24x系列,LF24xx系列的价格比C24x便宜,性能高于C24x,而且LF24xxA具有加密功能。 C28x系列主要用于大存储设备管理,高性能的控制场合。 
2.TMS320C3x TMS320C3x系列包括C3xVC33,主要推荐使用VC33C3x系列是TI浮点DSP的基础,不可能停产,但价格不会进一步下调。 
3.TMS320C5x TMS320C5x系列已不推荐使用,建议使用C24xC5000系列替代。 
4.TMS320C5000 TMS320C5000系列包括C54xC55x系列。其中VC54xx还不断有新的器件出现,如:TMS320VC5471DSPARM7)。 C55x系列是TI的第三代DSP,功耗为VC54xx1/6,性能为VC54xx5倍,是一个正在发展的系列。 C5000系列是目前TI DSP的主流DSP,它涵盖了从低档到中高档的应用领域,目前也是用户最多的系列。 
5.TMS320C6000 TMS320C6000系列包括C62xxC67xxC64xx。此系列是TI的高档DSP系列。其中C62xx系列是定点的DSP,系列芯片种类较丰富,是主要的应用系列。 C67xx系列是浮点的DSP,用于需要高速浮点处理的领域。 C64xx系列是新发展,性能是C62xx10倍。 
6.OMAP系列 是TI专门用于多媒体领域的芯片,它是C55ARM9,性能卓越,非常适合于手持设备、Internet终端等多媒体应用。 

235V/3.3V如何混接? 
TI DSP的发展同集成电路的发展一样,新的DSP都是3.3V的,但目前还有许多外围电路是5V的,因此在DSP系统中,经常有5V3.3VDSP混接问题。在这些系统中,应注意: 
1)DSP输出给5V的电路(如