第一章 DSP 有关知识及 TMS320F2812 性能介绍数字信号办理 DSP ）是一门波及很多学科而又宽泛应用于很多领域的新兴 学科。在往常的及时信号办理中，它拥有可程控、可预示性、精度高、稳固性 好、靠谱性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等长处，这都是 模拟系统所不及的。1.1 DSP 系统组成 数字信号办理器是利用计算机或专用办理设施，在模拟信号变换成数字信 号此后，以数字形式对信号进行收集、变换、滤波、估值、加强、压缩、辨别 等高速及时办理的专用办理器，其办理速度比最快的CPU还1050倍。一个快典型的 DSP 系统，输入信号第一进行带限滤波和抽样，而后进行 A/D 变换将信 号变换成数字比特流。DSP芯片的输入是A/D变换后获得的以抽样形式表示的 数字信号， DSP 芯片对输入的数字信号进行某种形式的办理，如进行一系列的 乘累加操作MAC ）。最后，经过办理后的数字样值再经D/A变换变换为模拟样 值，以后再进行内插和光滑滤波便可获得连续的模拟波形。一定指出的是，上 面给出的 DSP 系统模型是一个典型模型，但其实不是所有的 DSP 系统都一定拥有 模型中的所有零件。1.2 DSP 系统的特色 数字信号办理系统是以数字信号办理为基础，所以拥有数字办理的所有优点：八、1 ）接口和编程方便。 DSP 系统与其余以现代数字技术为基础的系统或 设施都是互相兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些 系统接口简单得多；此外， DSP 系统中的可编程 DSP 芯片可使设计人员在开发过 程中灵巧方便地对软件进行改正和升级。2 ）稳固性和可重复性好。 DSP 系统以数字办理为基础，受环境温度、湿 度、噪声、电磁场的扰乱和影响较小，靠谱性高；数字系统的性能基本不受元 器件参数性能变化的影响，所以数字系统便于测试、调试和大规模生产。3 ）精度高。 16位数字系统能够达到 10-5 的精度。4）特别应用。有些应用只有数字系统才能实现，比如信息无失真压缩、 V 型滤波器、线性相位滤波器等等。5）集成方便。 DSP 系统中的数字零件有高度的规范性，便于大规模集 成。自然，数字信号办理在高频信号办理上也存在必定的弊端。 DSP 系统中的 高速时钟可能带来高频扰乱和电磁泄露等问题，并且 DSP 系统耗费的功率也较大。 别的， DSP 技术更新的速度快，数学知识要求多，开发和调试工具还不尽1.3 DSP 芯片的应用DSP 应用宽泛，其主要应用市场为 3C 领域，合占整个市场需求的 90%o DSP 是目前电子工业领域增添最快速的产品之一，据世界半导体贸易统计组织 公布的统计和展望报告显示， 19962008 年，全世界 DSP 市场将向来保持稳步增添 此中， 2000 年的增添率为 37% ，2001 年为 8% ，并且从 2001 年到 2008 年，增添率将逐年递加， 2008 年的增添率将达 54% 。所以，全世界 DSP 市场的前 景特别广阔， DSP 家产将成为 21世纪最具发展潜力的旭日家产。很明显，目前跟着我国 3G 的商用部署大规模睁开和挪动互联网的蓬勃发 展，在可预示的一段时间内，无线应用仍将是可编程 DSP 市场的驱动引擎。不 过，嵌入式 DSP 市场是一个更大的市场。跟着有线市场走向复苏， VoIP 电话变 得更为重要。所以， DSP 市场将在 2009 年及此后的时间里稳重地好转。由于无 论何种形式的 DSP 技术都是我们能够接见窄带、宽带或是无线互联网的独一手 段，它仍是新兴的分组电话市场的重点。没有 DSP 就没有对互联网的接见，没 有多媒体，也没有无线通讯。比如，厂商们新推出多种样式可选择的独立器件、 DSP 与 MPU 相联合的 器件、为履行 DSP 功能量身定做的 MPU 器件、以及很多企业为 ASIC 或 SoC 解决方案所供给的软硬 DSP 内核。在近 20 多年时间里，主要应用有：信号办理、通讯、语音、图形/图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗、家用电器等。目前的硬盘空间相当大，这 主要受益于 CDSP 可定制 DSP ）的巨大作用。估计在此后的 PC 机中，一个 DSP 即可达成所有所需的多媒体办理功能。 DSP 也是花费类电子产品中的重点器 件。由于 DSP 的宽泛应用，数字音响设施的更新换代周期变得特别短暂。用于 图像办理的 DSP ，一种用于 JPEG 标准的静态图像数据办理；另一种用于动向 图像数据办理。1.4 TMS320F2812 芯片的主要特征TMS320F2812 系列DSP数字信号办理器）是TI企业最新推出的数字信号 办理器，该系列办理器是鉴于 TMS320C2xx 内核的定点数字信号办理器。器件上 集成了多种先进的外设，为电机及其余运动控制领域应用的实现供给了优秀的平 台。同时代码和指令与 F24x 系列数字信号办理器完整兼容，进而保证了项目或产 品设计的可持续性。与 F24x 系列数字信号办理器对比， F2812 系列数字信号办理 器提升了运算的精度 32 位）和系统的办理能力 达到 150MIPS ）。该系列数字信号办理器还集成了 128KB的Flash储存器，4KB的指引ROM，数字运算表 以及 2KB 的 OTP ROM ，进而大大改良了应用的灵巧性。128 位的密码保护体制有 效地保护了产品的知识产权。两个事件管理器模块为电机及功率变换控制供给 了优秀的控制功能。 16通道高性能 12 位 ADC 单元供给了两个采样保持电路， 能够实现双通道信号同步采样。概括起来， TMS320F2812 系列 DSP 有以下特 点。TMS320F2812 有 3 个独立的片选信号，并且读 /写时序可编程，兼容不一样 速率的外设扩展。经过配置外面接口存放器， TMS320F28 i 2 在接见外面设施时不 用额外增添延时等候，既提升了程序的及时性又减少了代码量。TMS320F28 I 2 是 TI2000 系列中功能最为强盛的 DSP 芯片。它是一种 32 位 DSP ，片内有 128KFLASH,18KSRAM, DART. 56 I/0,12MAD+l6 路输入、指令 办理速度高达 150MPIS. TMS320F2812 样片于 2003 年推出，经过了试用期，此 刻己经特别成熟。国内企业己经开始陆续使用，其开发工具齐备，购置渠道畅 通，价钱便宜，是一款特别合适本课题需要的控制芯片。TMS320F 2812 的时钟频次是150MHz，即时钟周期是 6. 67ns。有众多的外设接口， GPIO, SPI, SCIA, SCIB, McBSP, eCAN, SRAM. FLASH, EVA,EVB,ADC 。这些外设模块使 TMS320F2812 很合用于控制领域。1 ） TMS320F2812 系列 DSP 采纳高性能的静态 COMS技术主频达 150MHz 时钟周期 6.67ns）；采纳低电压供电，当主频为135MHz时内核电压为1.8V，当主频为150MHz 时内核电压为1.9V，I/O引脚电压为3.3V。2）支持 JTAG 界限扫描接口3 ）高性能 32位 CPU支持16X16位和32X32位的乘法加法运算；支持16X16位的双乘法运算；采纳哈佛总线构造模式；快速中止响应和中止办理能力； 一致的储存设计模式；4MB 的程序 /数据寻址空间；高效的代码变换功能 支持C/C+和汇编）；与 TMS320F24x/F240x 系列数字信号办理器代码兼容。4）片内储存空间片内Flash空间大小为128K X 16b，分为 4个8KX16b和6个16KX16b存储段；ROM 空间：片内含 128KX16位大小的ROM ；OTP ROM 空间大小：lKX16b ；L0和L1：两块4KX16位的单周期接见ramSARAM ）； H0 ：一块 8KX16 位的单周期接见 RAMSARAM ）；M0 和 M1 ：两块 1X16 位的单周期接见 RAMSARAM ） 5 ）根只读储存器 Boot ROM ）4K X16 位 带有软件启动的Boot模式； 标准数学函数库。6 ）外面储存器接口有高达 1MX16b 的总储存空间； 可编程的等候时间；可编程读写选通计数器 Strobe Timing）； 三个独立的片选信号。7 ）时钟与系统控制 支持动向锁相环倍频；片内振荡器； 看门狗准时器模块。8 ）三个外面中止。9 ）外面中止扩展 PE ）模块可支持 96 个外面中止，目前仅使用了 45 个外面中止。 10 ）128 位的密钥 Security Key/Lock ）保护 Flash/OTP 和 L0/L1 SARAM ； 防备 ROM 中的程序被盗。11 ）3 个 32 位的 CPU 准时器。12 ）用于控制电机的外头设施 两个事件管理器 EVA 、EVB ）； 与 C240 兼容的器件。 1 3 ）串口外头设施 串行外头接口 SPI ）；两路串行通讯接口SCI），标准的SCI 口； 加强型 CAN 模块 eCAN ）； 多通道缓冲串行接口 McBSP ）和串行外头接口模式。14 ）12 位的 ADC 变换模块2 X8通道的输入通道；单调或级联变换模式； 最高变换速率为 80ns/12.5Msps 。15 ）最多有 56个独立的可编程、多用途通用输入 /输出 GPIO ）引脚 16 ）先进的仿真模式拥有及时剖析以及设置断点的功能； 支持硬件仿真。17 ）开发工具DSP 集成系统 Code Composer Studio ，CCS ）；JTAG 仿真器。18 ）低功耗模式和节能模式支持安闲模式IDLE）、等候模式STANDBY ）、挂起模式HALT ）； 静止 /使能独立外设时钟。19 ）封装方式带外面储存器接口的 179 球形触点 BGA 封装；带外面储存器接口的 176 引脚低剖面四芯线扁平 LQFP 封装； 没有外面储存器接口的 128 引脚奥贴片正方扁平 PBK 封装。20 ）工作温度A : -4085 CGHH、ZHH、PGF、PBK ）；S : -40125 CGHH、ZHH、PGF、PBK ）；Q ： -40125CPGF 、 PBK ）。1.5 地点寻址空间1.6 TMS320F2812 硬件构造框图-SA 毎口 -EJE4呈 mIIJK 暮琴5-X3*OJStprl Ak)m3恥00 OW&0x00 D4WOxM-DBWOxW OOMOxDOftEWOMK ZftW4XH7DW&k 16)Ml SAAAM (1K M 1 创ftenrdJO NTf Edg e C Qin 1. XZTTEaAfflTTlMe se-rvetiOTPw ROMHK xi. 5ectfr BlockRew-rved (1KW Veci