第11章 简易音频播放与处理系统的硬件设计实例(C55x DSP).ppt

第11章 简易音频播放与处理系统的硬件设计实例 11.1.1 系统硬件结构概述　　该系统的硬件结构可分为以下部分：　　(1) ?TI公司的TMS320VC5501 16位定点数字信号处理器(DSP)，最高处理速度为300 MIPS(在CPU主频为300 MHz情况下)，芯片采用LQFP-176封装。 　　(2) ?Silicon Laboratories C8051F340高性能增强型MCS-51系列单片机，与TMS320VC5501通过8 bit HPI(Host Port Interface)接口连接，作为DSP的主机(Host)，芯片采用TQFP-48封装。　　(3) 点阵液晶显示模块(Dot-Matrix LCD Module)，其内部控制芯片为韩国Samsung公司S6B1713，屏幕分辨率为128?×?64，由C8051F340单片机控制，通过16针插座与单片机连接，传输方式为8位并行(8-bit Paralleled)。 　　(4) 模拟键盘，作为输入设备，其内部由电阻串并联网络构成，通过C8051F340的集成A/D转换器进行电平采样及按键识别，用以完成对图形界面的操作，因此它与主机的连接只有2根线。　　(5) ?SD/MMC卡座，可插入SD/MMC卡，作为该系统的海量存储载体，通过SPI四线接口与C8051F340单片机连接。　　(6) ?USB 2.0接口，与PC机连接，可供上传下载文件到SD/MMC卡。 　　(7) ?RS-232接口，与PC机通过超级终端通信，可供在线调试单片机系统的程序。　　(8) ?Hynix(韩国现代公司)HY57V281620同步动态随机存储器(SDRAM)，与DSP的 16-bit EMIF接口连接，作为DSP的外部扩展存储器，其容量为128 Mbit (16 Mbytes)。　　(9) ?TLV320AIC32可编程低功耗立体声音频编/解码器(CODEC，CoderDecoder)，可提供16/20/24/32 bit A/D D/A采样精度，采样频率范围为8～96 kHz，通过McBSP及I2C接口与DSP连接。 　　该系统的硬件结构框图如图11-1所示，系统的固件可分两部分，即单片机固件和DSP固件。 图11-1 系统硬件结构框图 1. 单片机固件　　单片机固件的开发环境为KEIL μVision2，用C语言编写。该固件基于KEIL提供的RTX-51 Tiny实时操作系统(Real-time Operating System，RTOS)，以及Silicon Laboratories提供的USB海量存储设备参考设计(USB Mass Storage Device Reference Design，USB-MSD-RD AN282)。该固件要完成的主要任务有：　　(1) 控制LCD显示。提供图形界面支持，如文字、窗口、滚动菜单的显示等。 　　(2) 监视识别模拟键盘的输入。由A/D采样值判断是哪个键按下，以执行相应的操作(滚动菜单、选择菜单和退出等)。　　(3) 驱动SD/MMC存储卡的存取操作，并在SD/MMC上提供FAT文件系统支持。　　(4) 驱动RS-232程序调试接口。通过该接口向PC输出显示系统状态，支持简单的命令行操作。　　(5) 作为DSP的主机，该固件还要负责复位DSP和启动DSP，通过HPI向DSP的引导区写入程序代码，启动后还要给DSP提供音频数据及一些简单的命令。 2. ?DSP固件　　DSP固件的开发环境为CCS v3.1，固件基于TI公司提供的DSP/BIOS实时操作系统及芯片支持库CSL(Chip Support Library)。该固件要完成的主要任务有：　　(1) 与TLV320AIC32通信来实现音频的采样与播放。其连接通过两个总线来完成，即I2C作为控制总线，McBSP作为数据总线。 　　(2) 接收来自MCU的音频数据及指令，实现音频文件的播放。　　(3) 向MCU反馈信息。如程序运行状态，以及要在LCD上显示的数据等(例如想要在LCD上以图形方式显示的FFT结果)。　　(4) 控制SDRAM时序。其实这主要是由EMIF硬件来完成的，但是软件需要对EMIF进行初始化工作，设定SDRAM的时序参数，比如CAS to RAS latency等。　　(5) 对音频数据按照一定的算法进行处理(如FIR和FFT等)。 　　同时，为了提高开发效率，还使用了TI公司专门为TLV320AIC32设计的一个开发工具AIC32 Configuration Tool，基于JAVA语言，该工具提供了TLV320AIC32的所有内部寄存器的图形化设置，从而大大简化了程序的开发。 11.1.2 SD/MMC存储卡　　S