手把手教你学DSP：基于TMS320C55x（第2版）

本书以TMS320C55x系列高性能低功耗DSP为主，主要介绍了以数字信号处理器（DSP）为核心的实时数字信号处理器的硬件结构和片内外设，论述了eXpress算法标准软件，尤其是CCS的使用;详细说明了DSP与外围接口电路的设计以及*小系统的设计，给出了DSP相关软件编程和开发调试;还介绍了MATLAB在数字信号处理中的应用和DSP/BIOS的基础知识。在介绍功能模块的基础上，列出了相应的实战项目开发实例，并讲述了DSP＋FPGA 复杂系统的设计。相比第1版，本书增加了3D16光立方的设计与制作、OMAP简介和医疗电子医用等内容。本书提供的所有电路全部可实现，所有程序在设计的实验板上均已调试通过。
本书配套资料包括:书中程序源代码、开发板电路图源文件以及常用网站地址，读者可以到北航出版社网站的“下载专区”免费下载。
本书可以作为本科生和研究生学习DSP的教材，也可以作为职业学校学生、DSP开发人员、广大电子制作爱好者的参考书。

第1章绪论………………………………………………………………………… 1
1．1数字信号处理器简介………………………………………………………… 1
1．2数字信号处理器的发展……………………………………………………… 2
1．3DSP处理器的性能指标及选择……………………………………………… 3
1．4DSP系统的开发……………………………………………………………… 5
1．4．1DSP系统设计开发流程……………………………………………………… 5
1．4．2DSP系统软硬件开发工具…………………………………………………… 5
第2章TMS320C55x的硬件结构…………………………………………………… 7
2．1C55xDSP简介……………………………………………………………… 7
2．2C55x的总体结构……………………………………………………………… 7
2．2．1CPU 内核…………………………………………………………………… 7
2．2．2C55x存储空间……………………………………………………………… 9
2．2．3C55x片内外设……………………………………………………………… 9
2．2．4C55x低功耗特性…………………………………………………………… 11
2．3C55x的封装和引脚功能…………………………………………………… 12
2．3．1引脚信号定义与描述……………………………………………………… 14
2．3．2存储空间与引脚设置……………………………………………………… 17
2．4中断和复位操作……………………………………………………………… 18
2．4．1中断…………………………………………………………………… 18
2．4．2中断向量与优先级………………………………………………………… 19
2．4．3不可屏蔽中断……………………………………………………………… 21
2．4．4外部中断使用举例………………………………………………………… 21
第3章eXpressDSP算法标准软件………………………………………………… 23
3．1CCS集成开发环境………………………………………………………… 23
3．2实时操作系统内核DSP/BIOS …………………………………………… 24
3．3CSL概述…………………………………………………………………… 28
3．3．1CSL体系结构……………………………………………………………… 29
3．3．2CSL命名规则……………………………………………………………… 30
3．3．3通用CSL函数……………………………………………………………… 31
3．3．4CSL宏…………………………………………………………………… 32
3．3．5CSL调用…………………………………………………………………… 34
3．4XDAIS算法标准…………………………………………………………… 34
3．5eXpressDSP参考框架……………………………………………………… 35
3．5．1RF3简述…………………………………………………………………… 36
3．5．2RF5简述…………………………………………………………………… 37
3．6TI官方文档资源介绍……………………………………………………… 41
第4章CCS集成开发环境………………………………………………………… 43
4．1开发工具与开发步骤………………………………………………………… 43
4．1．1代码的开发方法…………………………………………………………… 43
4．1．2开发工具…………………………………………………………………… 44
4．1．3开发步骤…………………………………………………………………… 44
4．2CCS简介…………………………………………………………………… 45
4．2．1CCS版本支持……………………………………………………………… 45
4．2．2CCS基本功能……………………………………………………………… 45
4．3CCS3．3软件的安装与USB仿真驱动设置……………………………… 46
4．3．1CCS文件的安装…………………………………………………………… 46
4．3．2CCS文件的简单说明……………………………………………………… 46
4．3．3目标板与驱动的安装设置…………………………………………………… 47
4．4CCS集成开发环境………………………………………………………… 50
4．4．1CCS集成开发环境概述…………………………………………………… 50
4．4．2DSP程序的仿真模式……………………………………………………… 50
4．4．3CCS菜单详解……………………………………………………………… 51
4．5建立DSP工程文件………………………………………………………… 53
4．5．1创建、打开和关闭工程……………………………………………………… 53
4．5．2编辑、编译和执行程序……………………………………………………… 55
4．5．3调试工具…………………………………………………………………… 59
4．6CCS开发中的一些问题…………………………………………………… 63
4．6．1DSP型号和CCS版本之间的关系…………………………………………… 63
4．6．2run和animate的区别……………………………………………………… 64
4．6．3ProbePoint和BreakPoints的区别和联系………………………………… 64
4．6．4CCS文件数据的格式……………………………………………………… 65
4．6．5CCS调试中的一些小技巧………………………………………………… 66
4．7第一个实验:驱动一个LED ……………………………………………… 68
第5章TMS320C55x的片内外设、接口及应用…………………………………… 74
5．1时钟发生器…………………………………………………………………… 74
5．1．1时钟发生器概况…………………………………………………………… 74
5．1．2时钟工作模式……………………………………………………………… 75
5．1．3CLKOUT输出…………………………………………………………… 76
5．1．4使用方法与举例…………………………………………………………… 76
5．2通用定时器…………………………………………………………………… 77
5．2．1定时器概述………………………………………………………………… 77
5．2．2工作原理…………………………………………………………………… 79
5．2．3定时器应用实例…………………………………………………………… 80
5．2．4通用定时器的调试………………………………………………………… 81
5．3通用I/O口………………………………………………………………… 81
5．3．1GPIO概述………………………………………………………………… 81
5．3．2GPIO使用举例…………………………………………………………… 82
5．4外部存储器接口……………………………………………………………… 82
5．4．1EMIF存储器概述………………………………………………………… 82
5．4．2对存储器的考虑…………………………………………………………… 84
5．4．3存储器接口设计…………………………………………………………… 85
5．4．4EMIF中的控制寄存器……………………………………………………… 89
5．4．5使用举例…………………………………………………………………… 90
5．5多通道缓冲串口……………………………………………………………… 92
5．5．1McBSP概述……………………………………………………………… 92
5．5．2McBSP组成框图…………………………………………………………… 93
5．5．3采样率发生器……………………………………………………………… 94
5．5．4多通道模式选择…………………………………………………………… 95
5．5．5异常处理…………………………………………………………………… 96
5．5．6McBSP寄存器……………………………………………………………… 98
5．5．7McBSP使用举例………………………………………………………… 102
5．6模/数转换器………………………………………………………………… 104
5．6．1ADC的结构和时序……………………………………………………… 104
5．6．2ADC的寄存器…………………………………………………………… 105
5．6．3ADC实例………………………………………………………………… 107
5．7看门狗定时器……………………………………………………………… 108
5．7．1看门狗定时器概述………………………………………………………… 108
5．7．2看门狗定时器的配置……………………………………………………… 109
5．7．3看门狗定时器的寄存器…………………………………………………… 110
5．7．4看门狗应用举例………………………………………………………… 111
5．8I2C模块…………………………………………………………………… 112
5．8．1I2C模块工作原理………………………………………………………… 113
5．8．2I2C寄存器………………………………………………………………… 116
5．8．3I2C程序使用举例………………………………………………………… 117
5．9USB模块…………………………………………………………………… 119
5．9．1USB协议简介…………………………………………………………… 119
5．9．2VC5509A USB的硬件资源………………………………………………… 119
5．9．3USB时钟发生器………………………………………………………… 122
5．9．4VC5509A USB的总线连接与中断………………………………………… 122
5．9．5USBCSL模块简介……………………………………………………… 124
5．9．6USB模块的编程实现……………………………………………………… 125
第6章DSP系统的硬件设计…………………………………………………… 128
6．1DSP电源的选择与设计…………………………………………………… 129
6．1．1电源加电顺序…………………………………………………………… 131
6．1．2电源检测与复位………………………………………………………… 132
6．1．3复位电路设计…………………………………………………………… 132
6．2JTAG接口设计…………………………………………………………… 133
6．3时钟电路的设计…………………………………………………………… 135
6．3．1时钟电路的分类………………………………………………………… 136
6．3．2时钟电路选择原则………………………………………………………… 137
6．3．3C55x时钟电路的调试…………………………………………………… 137
6．4总线隔离与驱动的器件选择……………………………………………… 137
6．5Flash自举引导设计……………………………………………………… 138
6．5．1自举引导模式的配置……………………………………………………… 138
6．5．2引导表…………………………………………………………………… 139
6．5．3EMIF模式引导…………………………………………………………… 140
6．5．4I2C模式引导……………………………………………………………… 140
6．6DSP多机通信接口选择与设计…………………………………………… 141
6．6．1通过双口RAM(或双向FIFO)桥接………………………………………… 141
6．6．2通过主机接口实现通信…………………………………………………… 142
6．6．3通过GPIO实现通信……………………………………………………… 142
6．6．4通过I2C实现通信………………………………………………………… 143
6．6．5通信方式的优缺点………………………………………………………… 143
6．7应用系统的低功耗设计…………………………………………………… 144
6．7．1合理选择DSP器件……………………………………………………… 144
6．7．2让DSP以适当的速度运行………………………………………………… 144
6．7．3在软件设计中降低功耗…………………………………………………… 144
6．7．4存储器类型对功耗的影响………………………………………………… 145
6．7．5正确处理外围电路………………………………………………………… 145
第7章DSP软件程序设计……………………………………………………… 146
7．1DSP软件开发流程………………………………………………………… 146
7．1．1软件开发流程…………………………………………………………… 146
7．1．2DSP程序的基本组成……………………………………………………… 148
7．1．3VC5509A的工作流程…………………………………………………… 149
7．1．4DSPC语言简介………………………………………………………… 149
7．1．5DSPC语言关键字………………………………………………………… 151
7．1．6动态分配内存…………………………………………………………… 152
7．2汇编伪指令………………………………………………………………… 152
7．2．1汇编伪指令概述………………………………………………………… 153
7．2．2C程序在DSP中的定位…………………………………………………… 156
7．3CMD文件的编写………………………………………………………… 157
7．4混合编程…………………………………………………………………… 162
7．5GEL文件…………………………………………………………………… 165
7．5．1GEL语法概述…………………………………………………………… 166
7．5．2存储器映射……………………………………………………………… 167
7．5．3详解C5509．gel文件……………………………………………………… 168
7．6归档器的使用……………………………………………………………… 170
7．7反汇编的实现……………………………………………………………… 171
第8章软件开发进阶……………………………………………………………… 175
8．1BigEndian和LittleEndian ……………………………………………… 175
8．2程序的优化………………………………………………………………… 176
8．2．1获得最佳性能的代码开发流程…………………………………………… 177
8．2．2工程层的优化…………………………………………………………… 179
8．2．3算法的改变……………………………………………………………… 180
8．2．4数据内存的优化………………………………………………………… 181
8．2．5提高流水线的效率………………………………………………………… 181
8．3程序的编程素养…………………………………………………………… 182
8．3．1程序注释………………………………………………………………… 183
8．3．2函数…………………………………………………………………… 186
8．3．3变量…………………………………………………………………… 187
8．3．4其他编程规范…………………………………………………………… 188
8．4数字信号处理库…………………………………………………………… 188
8．4．1DSPLIB的调用…………………………………………………………… 189
8．4．2DSPLIB函数……………………………………………………………… 190
8．5图像/视频算法库…………………………………………………………… 191
8．5．1图像/视频算法库概述…………………………………………………… 191
8．5．2图像/视频处理库的安装与使用…………………………………………… 191
8．5．3图像处理API接口……………………………………………………… 192
第9章DSP最小系统电路详解………………………………………………… 195
9．1供电电路…………………………………………………………………… 195
9．2时钟振荡电路……………………………………………………………… 196
9．3蜂鸣器控制电路…………………………………………………………… 197
9．4外扩存储SDRAM 电路…………………………………………………… 197
9．5DSPbootloader模式电路………………………………………………… 198
9．6SD卡接口电路……………………………………………………………… 200
9．7音频控制电路……………………………………………………………… 200
9．8USB控制电路……………………………………………………………… 202
第10章硬件电路的设计与调试………………………………………………… 203
第11章软件实验详解…………………………………………………………… 214
第12章数字信号处理算法与实践……………………………………………… 242
第13章DSP/BIOS实践与应用………………………………………………… 271
第14章工程项目实践与应用…………………………………………………… 321
第15章DSP＋FPGA 复杂系统的设计………………………………………… 360
第16章OMAP双核处理器……………………………………………………… 394
第17章TMS320C55x在医疗电子中的应用…………………………………… 407
附录A下载DSP资料的一些常用网站………………………………………… 415
附录BC54x与C5510寄存器…………………………………………………… 416
附录CVC5510中断……………………………………………………………… 427
附录DTMS320C55x的状态寄存器……………………………………………… 429
附录ETMS320C55x的汇编指令集……………………………………………… 432
附录FTMS320C55xDSP库函数………………………………………………… 449
后记………………………………………………………………………………… 458
参考文献……………………………………………………………………………… 460