基于dsp的定时器与振荡器设计

基于dsp的定时器与振荡器设计内容摘要：

建立销售办事处，在加强销售覆盖率的同时，把DSP 技术支持规模迅速扩大，并实现技术信息本地化。 技术信息本地化是体现他们在中国进行调整的标志性措施，它将使 ADI 在新产品的设计上加入中国因素，通过设计部门与中国现场服务工程师进行信息沟通、汇总，实际上是把他们在发达国家的市场策略引入中国。 驱动世界一流的跨国公司进行中国调整的因素很多，一是中国 DSP 市场在全球重要性日益明显，二是他们 自身在技术和市场发展上的需要。 种种迹象表明，中国市场是亚洲发展潜力最大的市场，数字革命促进了高性能 DSP 的广泛应用，如数码相机、 VoIP电话和手持电子设备等。 而中国在电子产品制造上的地位越来越重要，世界一流的跨国公司已经迅速转向中国并建立设计中心和制造厂。 中国在消费电子产品上的发展更为引人注目，许多消费类电子产品需要更低成本、更易使用的 DSP 产品，如音响设备、 DVR、机项盒等。 整体来看， DSP 应用在通讯领域、数字影音的产品将越来越普及，使得相关市场需求越来越大，未来 DSP 市场竞争将越趋激烈。 虽然目前 DSP 的主要应用产品的市场都是由国际半导体大厂所控制，但是我国在政策的扶植下，本土厂商积极投入研发资源，以消费性产品作为进入 DSP市场的一个敲门砖，也必将在 DSP 市场上争得一席之地。 在经历整整二十年的市场拓展之后， DSP 所树立的高速处理器地位不仅不可动摇，而且业已成为数字信息时代的核心引擎。 与此同时， DSP 的市场正在蓬勃发展。 根据Forward Concepts 分析家的预测，今年全球 DSP 销量将达到 $82 亿美元，比去年增加约三分之一。 而对于 2020 年和 2020 年的预测值，则分别是 $108 亿元和 $140 亿元 ，并预言未来几年 DSP 都将以每年超过 30%的速度成长。 根据 CCID 权威的分析，中国 DSP市场今年可达到 120亿元人民币，比去年增长约 40%，未来的增长将可能超过全球的平均速度。 对于 DSP 市场的高速增长，许多人充满着浓厚的兴趣。 本文将结合 DSP 纵向的发展历程和横向的拓展方向进行探讨，以便探讨 DSP市场拓展的特点。 DSP 商品化历程 对于 TI 推出业界第一颗商用 DSP 的历史， TI 首席科学家 Gene Frantz 在一篇名为《 DSP: 如何使 TI 风险业务变成其最大的业务（ DSP: How TI39。 s Risky Business became EDA 课程设计论文 6 it BIGGEST business）》的文章有极为精彩的分析。 在这篇文章中他提到 DSP 最初还只是一项技术的名称，既数字信号处理。 这项技术在二十世纪六十年代从校园中兴起，到七十年代才由计算机实现部分实时处理，而多用于高尖端领域。 DSP 既与大量运算相关，每秒完成运算一百万次运算就变为一个新的单位 MIPS，而实现每个 MIPS 的成本高达 $10 到 $100 美元便成为商品化的障碍。 八十年代前后，陆续有公司设计出适合于 DSP 处理技术的处理器，于是 DSP 开始成为一种高性能处理器的名称。 TI 在 1982 年发表一款 DSP 处理器名为 TMS32020，其出色的性能和特性倍受业界的关注，当然新兴的 DSP 业务的确承担着巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。 当努力使 DSP 处理器每 MIPS 成本也降到了适合于商用的低于 $10 美元范围时， DSP 不仅在在军事，而且在工业和商业应用中不断获得成功。 1991年 TI推出的 DSP 批量单价首次低于 $5美元而可与 16 位 的微处理器相媲美，但所能提供的性能却是其 5至 10倍。 进入九十年代，有多家公司跻身于 DSP 领域与 TI进行市场竞争。 TI首家提供可 定制 DSP， 称作 cDSP。 cDSP 基于内核 DSP 的设计可使 DSP 具有更高的系统集成 度，大加速了产品的上市时间。 同时 TI瞄准 DSP 电子市场上成长速度最快的领域，适时地提供各种面向未来发展的解决方案。 到九十年代中期，这种可编程的 DSP 器件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等，其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。 德州仪器通过不断革新，推陈出新， DSP 业务也一跃成为 TI的最大的业务，并始终处于全球 DSP 市场的领导地位。 虽然这个阶段 DSP每 MIPS 的价格已降到 10美分到 1美元 的范围，但 DSP 所带动的市场规模巨大。 新世纪的 DSP 市场竞争加剧， TI 及时调整 DSP 发展战略全局规划，并以全面的产品规划和完善的解决方案，加之全新的开发理念，深化产业化进程。 成就这一进展的前提就是 DSP 每 MIPS 价格目标已设定为几个美分或更低。 EDA 课程设计论文 7 第 2章 DSP 技术的基本理论 数字信号处理系统的一般组成 DSP (Digital Signal Processor)作为独特的微处理器，是以数字信号来处理大量的信息的器件。 其工作原理是接收模拟信号。 图 21 典型的 DSP系统框图 抗混叠滤波器将输入信号 X(t)中比主要频率高的信号分量滤除，避免产生信号频谱的混叠现象。 A/D—— 将输入的模拟信号转换为 DSP 芯片可接收的数字信号。 DSP—— 对 A/D 输出的信号进行某种形式的数字处理。 D/A—— 经过 DSP 芯片处理的数字样值经 D/A 转换为模拟量，然后进行平滑滤波得到连续的模拟信号。 DSP 概述 他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，得到符合需要的信号形式。 ①在通用的计算机上用软件实现。 ②在通用计算机系统上加上专用的加速处理机实现。 ③用通用的单片机实现。 ④用通用的可编程 DSP 芯片实现。 ⑤用专用的 DSP芯片实现。 ⑥用 /CPLD/FPGA实现。 DSP 的主要特点 哈佛结构 冯．诺曼结构：将指令、数据存储在同一个存储器中，统一编址，译稿指令计数器提供的地址来区分是指令还是数据。 取指令和取数据都访问统一存储器，数据吞吐率低。 基本哈佛结构：程序和数据存储在不同的存储空间，程序存储空间和数据存储空间是两个相互独立的存储空间，每个存储空间独立编址，独立访问。 多总线结构 A/D 抗混叠 滤 波 DSP芯 片 D/A 平 滑 滤 波 输 入 输 出 EDA 课程设计论文 8 对 DSP 来说，总线越多，可以完成的功能就越复杂。 流水线结构 利用这种流水线结构，加上执行重复操作，保证了数字信号处理中用得最多的乘法累加运算可以在单个指令周期内完成。 多处理单元 DSP 内部 一般都包括有多个处理单元，如算术逻辑运算单元 (ALU)、辅助寄存器运算单元 (ARAU)、累加器 (ACC)以及硬件乘法器 (MULT)单元等。 它们可以在一个指令周期内同时进行运算 特殊的 DSP 指令 在 DSP 的指令系统中，设计了一些特殊的 DSP 指令。 例如 TMS320C54x 中的 FIRS和 LMS指令，则专门用于系数对称的 FIR 滤波器和 LMS 算法。 指令周期短 DSP 广泛采用亚微米 CMOS 制造工艺，如 TMS320C54x，其运行速度可达 200MIPS。 TMS320C55x，其运行速度可达 400MIPS。 TMS320C6414T 的时钟为 1GHz，运行速度达到8000 MIPS。 运算精度高 DSP 的字长有 16 位、 24 位、 32 位。 为防止运算过程中溢出，累加器达到 40 位。 此外，一批浮点 DSP，例如 TMS320C3x、 TMS320C4x、 TMS320C67x、 TMS320F283x、 ADSP21020 等，则提供了更大的动态范围。 硬件配置强 新一代 DSP的接口功能愈来愈强，片内具有定时器、串行口、主机接口 (HPI)、 DMA控制器、软件控制的等待状态产生器、锁相环时钟产生器、 A/D 转换以 及实现在片仿真符合 IEEE 标准的测试仿真接口，使系统设计更易于完成。 另外，许多 DSP 芯片都可以工作在省电方式，大大降低了系统功耗。 TMS320C5410 系列 DSP概述 C5410 DSP 具有很高操作灵活性和速度。 基本的定义是 [1]。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合基本的定义是 [1]。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合基本的定义是。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合基本的定义是。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合基 本的定义是。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合基本的定义是。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合基本的定义是。 语音处理和识别是利用计算机对语音信号进行分析和综合。 表 22 插头引脚信号定义 引 脚 名 称 功能描述 EDA 课程设计论文 9 1 DCD 数据载波检测 2 RXD 数据接收 3 TXD 数据发送 4 DTR 数据终端准备好 5 GND 接 地 6 DSR 数据设备准备好 7 RTS 请求发送 8 CTS 清除发送 9 RI 振铃指令 EDA 课程设计论文 10 第 3 章 数字振荡器设计与实现 定时器 定时器的工作过程 定时器的基准工作脉冲由 CLKOUT 提供，每来一个脉冲，预定标计数器 PSC 减 1，当 PSC 减至 0，下一个脉冲到来时， PSC 产生借位。 借位信号分别控制定时计数器 TIM减 1和重新将 TDDR 的内容加载预定标计数器 PSC，每次定时计数器 TIM 减为 0时产生定时中断 TINT, 给 TOUT 管脚一个输出，同时重新用 PRD 值装载 TIM。 定时器的基本定时时间可由下式计算： 定时周期＝ CLKOUT (TDDR+1) (PRD+1) 当系统复位时， TIM 和 PRD 都为 FFFFH， TCR 中的 TDDR 全部清零。 当使用定时器时，必须对其进行初始化。 定时器的使用 初始化定时器的步骤如下： ①对寄存器 TCR中的 TSS位置 1，停止定时器工作； ②装入 TIM初值； ③装入 PRD初值； ④装入 TCR初始化 TDDR 和启动定时器；使 TSS 清 0使能定时器，使 TRB 置位，重新装入定时初值。 ⑤对 IFR 中的 TINT 位置 1，可以清除挂起 (尚未处理完的 )定时中断；。