现代DSP技术及应用

作者简介

《现代DSP技术及应用》以德州仪器（TI）公司的16位定点DSP TMS320C54x和CVT-DSP-Ⅱ实验系统为例，详细描述了DSP系统的设计与实现方法。首先，绪论部分介绍了DSP的基础知识、最新的技术发展以及DSP系统的设计概要； 然后详细讲解了TMS320C54x的硬件结构、TMS320C54x的指令系统、

TMS320C54x的软件开发和DSP集成开发环境； 接着讨论了TMS320C54x片内外设和TMS320C54x基本系统设计，并介绍了汇编应用程序设计及语音信号采集系统设计； 最后结合CVT-DSP-Ⅱ实验系统，由浅入深地给出7个完整的实验设计，方便读者更深入地理解和掌握DSP系统的开发语言和开发环境。

《现代DSP技术及应用》可作为高等院校电子信息类学科的研究生和高年级学生的教材，也可供从事DSP芯片开发应用的广大工程人员参考。

书籍目录

第1章 绪论1.1 引言1.1.1 数字信号处理概念简介1.1.2 研究数字信号处理实现技术的必要性1.1.3 数字信号处理的实现1.1.4 DSP系统简介1.1.5 DSP系统的特点1.2 DSP芯片1.2.1 DSP芯片的结构特点1.2.2 DSP芯片的分类1.2.3 DSP芯片的发展及趋势1.2.4 DSP芯片的应用1.3 TI主要DSP芯片概述1.3.1 TIDSP芯片命名规则1.3.2 DSP芯片系列简介1.4 DSP系统设计概要1.4.1 DSP系统设计过程1.4.2 DSP芯片的选择第2章　TMS320C54x的硬件结构2.1 TMS320C54x的基本结构及特性2.1.1 TMS320C54x的基本结构2.1.2 TMS320C54x的主要特性2.2 总线结构2.2.1 内部总线结构2.2.2 外部总线结构2.3 中央处理单元2.3.1 算术逻辑运算单元（ALU）2.3.2 累加器A和B2.3.3 桶形移位器2.3.4 乘法器/加法器单元（MAC）2.3.5 比较、选择和存储单元（CSSU）2.3.6 指数编码器（EXP）2.3.7 CPU状态和控制寄存器2.4 存储器和I/O空间2.4.1 存储器空间2.4.2 程序存储器2.4.3 数据存储器2.4.4 I/O存储空间2.5 TMS320C54x系统控制2.5.1 程序地址的产生2.5.2 流水线2.5.3 中断2.5.4 系统复位2.5.5 省电和保持方式2.6 TMS320VC5416的结构、特性与引脚第3章 TMS320C54x的指令系统3.1 指令的表示方法3.1.1 指令中的符号3.1.2 指令中的运算符3.2 寻址方式3.2.1 立即寻址3.2.2 绝对寻址3.2.3 累加器寻址3.2.4 直接寻址3.2.5 间接寻址3.2.6 存储器映像寄存器寻址3.2.7 堆栈寻址3.3 指令系统3.3.1 算术运算指令3.3.2 逻辑运算指令3.3.3 程序控制指令3.3.4 存储和装入指令第4章 TMS320C54x的软件开发4.1 TMS320C54x软件开发过程4.2 汇编语言程序的编写方法4.2.1 汇编语言源程序举例4.2.2 汇编语言常量4.2.3 汇编源程序中的字符串4.2.4 汇编源程序中的符号4.2.5 汇编源程序中的表达式4.3 汇编伪指令和宏指令4.3.1 汇编伪指令4.3.2 宏及宏的使用4.4 汇编语言程序设计4.4.1 程序的控制与转移4.4.2 数据块传送程序4.4.3 算术运算类程序4.5 公共目标文件格式——COFF4.5.1 COFF文件中的段4.5.2 汇编器对段的处理4.5.3 链接器对段的处理4.6 汇编源程序的编辑、汇编和链接过程第5章 DSP集成开发环境5.1 CCS集成开发环境简介5.1.1 CCS的安装及设置5.1.2 CCS的窗口、菜单和工具条5.2 CCS应用举例5.2.1 应用实例5.2.2 基本应用5.2.3 探针和显示图形的使用5.3 CCS工程项目的创建与调试5.3.1 CCS工程项目的管理5.3.2 CCS源文件的管理5.3.3 通用扩展语言——GEL5.3.4 程序的运行和控制5.3.5 图形工具的使用5.3.6 数据输入与输出第6章 TMS320C54x片内外设6.1 DSP片内外设概述6.2 可编程定时器6.3 串行口6.3.1 串行口概述6.3.2 标准同步串行口（SP）6.3.3 带缓冲的串行接口（BSP）6.3.4 时分复用串行接口（TDM）6.3.5 多通道缓冲串行接口（McBSP）6.4 主机接口（HPI）6.4.1 HPI与主机的连接框图6.4.2 HPI控制寄存器6.4.3 标准8位主机接口HPI86.4.4 增强的8位HPI（HPI8）6.4.5 应用举例第7章 TMS320C54x基本系统设计7.1 硬件设计概述7.2 时钟电路7.2.1 时钟发生器7.2.2 硬件配置的PLL7.2.3 软件可编程PLL7.3 复位电路7.4 电源电路7.4.1 电源电压及电流要求7.4.2 电源电压的产生7.4.3 电源解决方案7.4.4 电平转换电路7.5 A/D和D/A接口设计7.5.1 A/D接口设计7.5.2 D/A接口设计7.6 外部存储器和I/O扩展7.6.1 C54x的外部总线结构7.6.2 C54x外部访问等待状态的产生7.6.3 外部存储器的扩展7.6.4 TMS320C54xDSP与MPS430微处理器的接口设计7.6.5 TMS320C54xDSP与PC并行接口的接口设计7.6.6 TMS320C54x与PCI总线的接口设计7.7 JTAG在线仿真调试接口电路设计第8章 汇编应用程序设计8.1 DSP应用系统设计的基本步骤8.2 正弦信号发生器8.2.1 信号产生算法原理8.2.2 正弦波信号发生器的设计与实现8.3 FIR数字滤波器8.3.1 FIR滤波器的基本原理和结构8.3.2 FIR滤波器的设计方法8.4 快速傅里叶变换（FFT）第9章 语音信号采集系统设计9.1 语音接口芯片TLV320AIC23简介9.1.1 引脚介绍9.1.2 控制接口9.1.3 寄存器映射9.1.4 模拟接口9.1.5 数字音频接口9.1.6 音频采样率9.2 硬件设计9.3 软件设计第10章 实验10.1 实验箱说明书10.1.1 简介10.1.2 实验箱各单元的结构和功能10.2 实验1（验证性实验）：CCS软件的使用10.3 实验2（验证性实验）：基本运算（一）10.4 实验3（验证性实验）：基本运算（二）10.5 实验4（验证性实验）：存储器实验10.6 实验5（验证性实验）：FFT变换10.7 实验6（综合性实验）：FIR滤波器设计10.8 实验7（设计性实验）：步进电动机驱动附录附录A TMS320C54x指令系统一览表（按指令字母顺序排列）附录B 伪指令汇总表参考文献

编辑推荐

《现代DSP技术及应用》与实验指导合二为一，实验内容均已通过验证，方便教学和学习。内容编排由浅入深，利于学生充分了解和掌握DSP的相关设计技术。融入最新的TIDSP系列芯片简介，有利于读者全面、直观地了解相关技术的发展。附录按字母顺序给出助记符指令表，方便读者查阅及使用。

前言

　　数字信号处理是一种用离散的数字或符号序列来表示信号，并利用数字硬件或计算机对这些离散序列进行处理的技术。它利用计算机或专用的数字处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩和识别等加工处理。DSP芯片（也称数字信号处理器）的出现为数字信号处理技术提供了广阔的发展和应用空间，有力地推动了数字信号处理技术的应用普及。目前，随着DSP芯片性价比的不断提高，开发平台日臻完善，使其在通信、雷达、航天、医疗、高速控制、家电、网络等众多领域中得到广泛而深入的应用。　　近年来，DSP技术课程已经在许多高等院校开设，且受到日益广泛的重视。编者结合日常教学的实际需求，针对目前国内应用较为广泛且实验系统资源相对丰富的TI公司生产的TMS320C54x系列DSP芯片，以详细讲解DSP工作原理为基础，给出典型的软硬件设计实例，提供一定的实验设计，供学生实践，旨在由浅入深地引导学生了解和掌握相关设计技术和要求。　　本书共10章。第1章主要概述了DSP芯片的特点、分类、发展、应用及其系统设计过程，并简述了TI公司最新的DSP系列芯片产品。第2章详细介绍TMS320C54x系列芯片的基本结构和工作原理，并有针对性地介绍了教学实验系统使用的TMS320VC5416芯片的结构及特性。第3章分类讲述了TMS320C54x的寻址方式和汇编指令系统。第4、5章介绍了TMS320C54x　　软件开发过程和DSP集成开发环境。第6章介绍了TMS320C54x的片内外设接口。第7章介绍了典型的TMS320C54x基本系统设计。第8、9章以TMS320C54x为例介绍了数字信号处理和通信系统中常见的算法和代表性的应用。第10章在详细介绍CVT?DSP?Ⅱ实验系统后，按照先易后难、先基本后综合的顺序给出7个实验，每个实验均由“实验目的”、“ 实验器材”、“ 实验内容”、“ 基础知识”、“ 实验步骤及参考程序”和“实验报告”组成，供读者实践。　　本书作者均为河南工业大学具有副教授职称的一线教师，拥有丰富的教学实践经验。其中，第1、2章由傅洪亮编写，第3章及附录由王锋编写，第4、5章由梁义涛编写，第6、8章由樊超编写，第7、9章由杨铁军编写，第10章由李岚编写。在本书的编写过程中，得到了鲁维扬、李旭东、连丽平、李攀、常华、朱远坤、李明瑞、侯利龙、鲁淑杰、庞蕊等的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。　　由于作者水平有限，对于书中不当之处，恳请广大读者批评指正。　　编者　　2011年10月

章节摘录

版权页：插图：2.数字信号处理器数字信号处理器也称DSP芯片，是指具有专门为完成通用数字信号处理任务而优化设计的系统体系结构、可编程的高速专用的特殊结构的微处理器。其内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速实现各种数字信号处理算法。其主要特点是：（1）数学运算功能强大。（2）资源丰富。（3）高速输入、输出以及高速率传输数据。（4）专门处理以运算为主的实时信号处理任务。经典的数字信号处理，如IIR、FIR和FFT的核心是乘加运算。数字信号处理器设计的宗旨是为了更快地完成数字信号处理任务，因此其特点是更适合于乘加运算。另外，数字信号处理器是可编程的，非常利于程序修改以及产品升级。1.1.2 研究数字信号处理实现技术的必要性在现代社会，数字电视、数码相机、数字电话、数字视频、数字音频等产品已经得到了广泛的应用。这些数字产品之所以能够实现更完美的效果，在很大程度上是因为这些产品使用了数字信号处理技术。目前，数字信号处理任务大多数都是由DSP来完成的，DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速发展的前沿技术。随着半导体加工技术的不断发展，数字化时代正以不可逆转之势充斥着人类的许多领域，数字信号处理技术以及DSP芯片已成为不可替代的决定系统性能优劣的基础性元件。比如有的系统要求具有较高性能，如数码摄像机、IP视频电话、便携式媒体设备、机顶盒、流媒体、监视IP摄像机、视频基础设施、无线基础设施等；有的系统要求低功耗，如生物辨识、远程信息处理、因特网音频、组网、个人医疗设备、电信高频无线电通信和导航系统、无线调制解调器、便携式消费品等；还有的系统要求最优化的控制，如数字电源、嵌入式传感和测量、工业驱动产品等。

图书封面

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