[信息与通信]DSP原理与运动控制系统.ppt

《DSP原理与运动控制系统》 第一章 DSP概述 第一节 什么是DSP？ 第二节 DSP芯片的特征 第三节 DSP芯片的发展 第四节 TI公司DSP芯片的简介 第一节 什么是DSP？ 模拟信号（Analog Signals）：在时域中，时间和幅值连续变化的信号，例如：声音、温度、压力等等 数字信号（Digital Signals）：对模拟信号按一定的时间间隔进行采样，并将采样值进行量化，也即时间和幅值均为离散的信号 数字信号处理（Digital Signal Processing）：用数学方法对上述的数字信号进行处理，对信号进行变化或提取相应的信息 实时处理（Real-Time）：数字信号处理与信号的输入和输出保持同步 非实时处理（Non Real-Time）：先对信号进行采样并存储，然后再对其进行处理 数字信号处理（Digital Signal Processing）： 用数学方法处理数字化了的模拟信号 数字信号处理的特点： ?ΣAi×Xi：乘加操作 ?高速实时：快速运算分析 数字信号处理器（Digital Signal Processor）：用于实时完成上述数字信号处理的微处理器 DSP：特指数字信号处理器 第二节 DSP芯片的特征 1 硬件结构特点 2 软件特点 硬件结构的特点 多总线：片内多条数据、地址和控制总线 流水线执行：多个控制和运算部件并行工作 硬件乘法器 特殊片上外设： ? 软件插入等待电路（便于与慢速设备接口） ? 数字锁相电路PLL（有利系统稳定） 丰富片上存储器类型：RAM、ROM、Flash等 丰富片上外部：定时器、异步串口、同步串口、DMA控制器、HPI接口、A/D和通用I/O口等 JTAG（Joint Test Action Group）标准测试接口（IEEE 1149标准接口）:便于对DSP作片上的在线仿真 软件的特点 特殊指令： ? MAC（连乘加指令，单周期同时完成乘法和加法运算） 特殊寻址方式： ? 位倒序寻址（实现FFT快速倒序） ? 循环寻址 第三节 DSP芯片的发展 世界上第一个单片 DSP 芯片：1978年 AMI公司发布的 S2811（内部都没有单周期乘法器）。1980 年，日本 NEC 公司：μP D7720是第一个具有乘法器的商用 DSP 芯片。 最成功的DSP 芯片：TI 公司在1982年成功推出其第一代 DSP 芯片 TMS32010系列。第二代DSP芯片TMS32020，第三代DSP芯片TMS320C30，第四代DSP芯片TMS320C40/C44，第五代 DSP 芯片TMS320C5X/C54X，第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX，集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。 TI将常用的DSP芯片归纳为三大系列，即：TMS320C2000系列（包括TMS320C2X/C2XX）、TMS320C5000系列（包括TMS320C5X/C54X/C55X）、TMS320C6000系列（TMS320C62X/C67X）。TI公司DSP市场份额占全世界份额近 50％。 第一个采用CMOS工艺的浮点DSP： Hitachi 公司于1982年推出。1983 年 Fujitsu 公司推出的MB8764，其指令周期为 120ns，且具有双内部总线，从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能浮点DSP芯片应是 ATT 公司于1984 年推出的DSP32。 Motorola 公司1986年推出了定点处理器MC56001。1990年，推出了与IEEE 浮点格式兼容的浮点 DSP 芯片 MC96002。 美国模拟器件公司（Analog Devices，简称AD）在DSP芯片市场上也占有一定的份额，相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片，其定点DSP芯片有ADSP2101/2103/2105、ASDP2111/2115、ADSP2161/2162/2164以及ADSP2171/2181，浮点DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062等。 第四节 TI公司DSP芯片的简介 C2000系列DSP 子系列 C2xx子系列：16位定点DSP、20MIPS ? 代表器件：TMS320F206PZ C24x子系列：16位定点DSP、20MIPS ? 代表器件：TMS320F240 LF240x子系列：16位定点DSP、40MIPS ? 代表器件：TMS320LF2407 F28x子系列：32位定点DSP、150MIPS ? 代表器件：TMS320F2812、TMS320F2810 第二章TMS320X240X 结构