設计课题基于TMS320F28335的DSP开发板的研制.doc

设计课题：基于TMS320F28335的DSP开发板的研制 1.1 选题背景 ??? 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集，变换，滤波，估值，增强，压缩，识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理是围绕着树叶子信号处理的理论，实现和应用等几个方面发展起来的。自20世纪60年代以来，数字信号处理日渐成为一项成熟的技术，在多项应用领域逐渐替代了传统模拟信号处理系统。与模拟信号处理系统相比，数字信号处理技术及设备具有灵活，精确，抗干扰能力强，设备尺寸小，速度快，性能稳定和易于升级等优点，所以目前大多设备采用数字技术实现。 ???? 因为DSP具有快速计算的特点，从而具有广泛的应用潜力。采用DSP实现数字化处理和控制已经成为未来的发展趋势，因此有众多半导体制造商投入到高性能DSP的开发中，其中TI公司推出的TMS320F28335浮点处理器具有较高的信号处理和控制功能，在数字控制领域有广阔的应用前景，是目前控制领域最高性能的处理器，具有精度高，功能强大，速度快的特点。 图1. TMS320F28335-MINI精简型开发板 1.2 选题依据 ??? DSP系统设计是一个比较庞大的系统工程，其设计的一般流程如下图： 图2.DSP的一般开发流程图(高级语言我使用C#,软件程序调试我使用CCS集成仿真器) 1.2.1 DSP一般开发流程 在设计需求规范，确定设计目标时，其实要解决二个方面的问题：即信号处理方面和非信号处理的问题。信号处理的问题包括：输入、输出结果特性的分析，DSP算法的确定，以及按要求对确定的性能指标在通用机上用高级语言编程仿真。非信号处理问题包括：应用环境、设备的可靠性指标，设备的可维护性，功耗、体积重量、成本、性能价格比等项目。算法研究与仿真这是DSP应用实际系统设计中重要的一步。系统性能指标能否实现，以何种算法和结构应对需求，都是在这一步考虑的。这种仿真是在通用机上用高级语言编程实现的，编程时最好能仿DSP处理器形式运行，以达到更好的真实性。DSP芯片选择中通常有下列几条应注意的： （1）精度：表数格式（定点或浮点），通常可以用定点器件解决的问题，尽量用定点器件，因为它经济、速度快、成本低，功耗小。但是在编程时要关注信号的动态范围，在代码中增加限制信号动态范围的定标运算。（2）字长的选择：一般浮点DSP芯片都用32位的数据字，大多数定点DSP芯片是16位数据字。而MOTOROLA公司定点芯片用24位数据字，以便在定点和浮点精度之间取得折中。字长大小是影响成本的重要因素，它影响芯片的大小、引脚数以及存储器的大小，设计时在满足性能指标的条件下，尽可能选用最小的数据字。（3）存储器安排：包括存储器的大小，片内存储器的数量，总线寻址空间等。片内存储器的大小决定了芯片运行速度和成本，例如TI公司同一系列的DSP芯片，不同种类芯片存储器的配置等硬件资源各不相同。（4）开发工具：在DSP系统设计中，开发工具是必不可少的，一个复杂的DSP系统，必须有功能强大的开发工具支持。开发工具包括软件和硬件两部分。软件开发工具主要包括：C编译器、汇编器、链接器、程序库、软件仿真器等，在确定DSP算法后，编写的程序代码通过软件仿真器进行仿真运行，来确定必要的性能指标。硬件开发工具包括在线硬件仿真器和系统开发板。在线硬件仿真器通常是JTAG周边扫描接口板，可以对设计的硬件进行在线调试；在硬件系统完成之前，不同功能的开发板上实时运行设计的DSP软件，可以提高开发效率。甚至在有的数量小的产品中，直接将开发板当作最终产品。（5）功耗与电源管理：在一些手提便携式的消费类电子产品中，供电电源的节省是很重要的问题，因而目前DSP生产厂商越来越重视这方面。它通常包括供电电压的选择和电源的管理功能。供电电压一般取得比较低，实施芯片的低电压供电，通常有3.3V，2.5V，1.8V，0.9V等，在同样的时钟频率下，它们的功耗将远远低于5V供电电压的芯片。加强了对电源的管理后，通常用休眠、等待模式等方式节省功率消耗。例如TI公司提供了详细的、功能随指令类型和处理器配置而改变的应用说明。（6）成本和厂家的销售后服务：特别要注意DSP芯片的生产和主推产品，以便以低的成本实施来要求产品。但低价位的芯片必然是功能较少、片内存储器少、性能上差一些的，这就带给编程一定的困难。（7）支持多处理器：近来各类软件在无线电产品及雷达中的应用中，都需要能处理高数据率、大运算量的应用系统。单一的处理器系统已难以承担这类复杂任务，因而采用多个处理器并行工作。这种情况下，各处理器之间连接和通讯功能是必须要作为主要因素予以考虑的。近年新推出的DSP芯片系列都改善了这方面性能，注意增加专门的接口或DMA通道，来支持多处理器的DSP运行