1、第六章第六章 DSP原理及結構原理及結構6.1 DSP技術概述技術概述 數字信號處理數字信號處理（Digital Signal Process, DPS）是利用計算機或專用處理設備，）是利用計算機或專用處理設備，以數字形式對信號進行采集、變換、濾以數字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，波、估值、增強、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。以得到符合人們需要的信號形式。一、數字信號處理的實現方法一、數字信號處理的實現方法1、在通用計算機上用軟件（如、在通用計算機上用軟件（如Fortran、C語言）實現；語言）實現；2、在通用計算機系統中加上專用的加速處、在通

2、用計算機系統中加上專用的加速處理機實現；理機實現；3、用通用的單片機實現，這種方法可用于、用通用的單片機實現，這種方法可用于一些不太復雜的數字信號處理，如數字一些不太復雜的數字信號處理，如數字控制等；控制等；4、用通用的可編程、用通用的可編程DSP芯片實現。與單片機相芯片實現。與單片機相比，比，DSP芯片具有更加適合于數字信號處理的芯片具有更加適合于數字信號處理的軟件和硬件資源，可用于復雜的數字信號處理軟件和硬件資源，可用于復雜的數字信號處理算法；算法；5、用專用的用專用的DSP芯片實現芯片實現，在一些特殊的場合，在一些特殊的場合，要求的信號處理速度極高，用通用要求的信號處理速度極高，用通用D

3、SP芯片很芯片很難實現，例如專用于難實現，例如專用于FFT、數字濾波、卷積等、數字濾波、卷積等算法的算法的DSP芯片，這種芯片將相應的信號處理芯片，這種芯片將相應的信號處理算法在芯片內部用硬件實現，無需軟件編程。算法在芯片內部用硬件實現，無需軟件編程。二、二、DSP系統系統1、 DSP系統的構成系統的構成典型典型DSPDSP系統系統2、DSP的主要特點的主要特點 （1）普遍采用數據總線和程序總線分離）普遍采用數據總線和程序總線分離的的哈佛結構哈佛結構，允許取指令和執行指令進，允許取指令和執行指令進行全部重疊進行；可直接在程序和數據行全部重疊進行；可直接在程序和數據空間之間進行信息傳送，減少訪問

4、沖突，空間之間進行信息傳送，減少訪問沖突，從而獲得高速運算能力。從而獲得高速運算能力。（2）大多采用）大多采用流水技術流水技術，即每條指令都由，即每條指令都由片內多個功能單元分別完成取指、譯碼、片內多個功能單元分別完成取指、譯碼、取數、執行等步驟，從而在不提高時鐘取數、執行等步驟，從而在不提高時鐘頻率的條件下減少了每條指令的執行時頻率的條件下減少了每條指令的執行時間。間。DSP通常有三級以上的流水線。通常有三級以上的流水線。（3）在每個時鐘周期執行）在每個時鐘周期執行多個操作多個操作。針對。針對濾波、相關、矩陣運算等需要大量乘法濾波、相關、矩陣運算等需要大量乘法累加運算的特點，累加運算的特點，

5、DSP大都配有獨立的大都配有獨立的乘法器和加法器，使得在同一周期內可乘法器和加法器，使得在同一周期內可以完成相乘、累加兩個運算。有的以完成相乘、累加兩個運算。有的DSP可以同時進行乘、加、減運算，大大加可以同時進行乘、加、減運算，大大加快了快了FFT的蝶形運算速度。的蝶形運算速度。（4）片內有多種總線可以同時進行取指令和多）片內有多種總線可以同時進行取指令和多個數據存取操作，并且有輔助寄存器用于尋址，個數據存取操作，并且有輔助寄存器用于尋址，它們可以在當前訪問前它們可以在當前訪問前/后自動修改內容以指后自動修改內容以指向下一個要訪問的地址（自動變址），并且支向下一個要訪問的地址（自動變址），并

6、且支持循環尋址和位反序尋址。持循環尋址和位反序尋址。（5）具有軟、硬件等待功能，能與各種存儲器）具有軟、硬件等待功能，能與各種存儲器接口。接口。（6）許多）許多DSP芯片帶有芯片帶有DMA通道控制器通道控制器，以及以及串行通信口串行通信口等，配合片內多總線結等，配合片內多總線結構，數據塊傳送速度大大提高。構，數據塊傳送速度大大提高。（7）具有功能強大的）具有功能強大的DSP指令，如乘法指令，如乘法指令（指令（MPY）、倍乘累加指令（）、倍乘累加指令（MAC）等。等。3、DSP系統的應用領域系統的應用領域（1）通用數字信號處理：數字濾波、卷積、）通用數字信號處理：數字濾波、卷積、相關、相關、FF

7、T、自適應濾波、波形發生等。、自適應濾波、波形發生等。（2）通信領域：高速調制解調器、編）通信領域：高速調制解調器、編/譯譯碼器、傳真、程控交換機、衛星通信、碼器、傳真、程控交換機、衛星通信、IP電話等。電話等。（3）語音處理：語音識別、合成、矢量編）語音處理：語音識別、合成、矢量編碼、語音信箱等。碼、語音信箱等。（4）自動控制：磁盤、光盤、發動機控制）自動控制：磁盤、光盤、發動機控制等。等。（5）儀器儀表：測量數據譜分析、自動監）儀器儀表：測量數據譜分析、自動監測及分析、暫態分析等。測及分析、暫態分析等。（6）圖形）圖形/圖像處理：三維圖像變換、模圖像處理：三維圖像變換、模式識別、圖像增強等

8、。式識別、圖像增強等。（7）醫學電子：）醫學電子：CT掃描、超聲波、核磁掃描、超聲波、核磁共振等。共振等。（8）軍事與尖端科技：雷達和聲納信號處）軍事與尖端科技：雷達和聲納信號處理、雷達成像、導彈制導等。理、雷達成像、導彈制導等。（9）計算機與工作站：計算機加速卡、圖）計算機與工作站：計算機加速卡、圖形加速卡。形加速卡。（10）消費電子：數字電視、圖形）消費電子：數字電視、圖形/聲音壓聲音壓縮解壓裝置。縮解壓裝置。4、DSP產品的現狀定點DSP有200多種，浮點DSP有100多種。主要生產:TI 公司、AD公司、Lucent、Motorola和LSI Logic公司。主導產品： TI 公司的T

9、MS320C54xx(16bit 定點)、 TMS320C55xx(16bit 定點)、 TMS320C62xx(32bit 定點)、 TMS320C67xx(16bit 浮點) Motorola公司的DSP68000系列三、三、DSP系統的設計流程系統的設計流程1、器件選擇、器件選擇16bit定點定點DSP：最早以：最早以TMS320C10/C2X為代表，現在以為代表，現在以TM320C2XX/C54XX為為代表。代表。32 bit浮點浮點DSP：代表產品：代表產品ADSP21020、TMS320C3X 通用通用DSP芯片的代表性產品包括芯片的代表性產品包括TI公司公司的的TMS320系系列

10、、列、AD公司公司ADSP21xx系列、系列、MOTOROLA公司公司的的DSP56xx系列和系列和DSP96xx系列、系列、AT&T公司公司的的DSP16/16A和和DSP32/32C等單片器件。等單片器件。 TI的三大主力的三大主力DSP產品系列為產品系列為C2000系列主要用于系列主要用于數數字控制系統字控制系統；C5000（C54x、C55x）系列主要用于）系列主要用于低功耗、便攜的無線通信終端產品低功耗、便攜的無線通信終端產品；C6000系列主要系列主要用于用于高性能復雜的通信系統高性能復雜的通信系統。C5000系列中的系列中的TMS320C54x系列系列DSP芯片被廣泛應用于芯片被

11、廣泛應用于通信和個人通信和個人消費電子領域消費電子領域。器件選擇時應考慮的因素：器件選擇時應考慮的因素：（1）速度指標：）速度指標： DSP最基本的速度指標是最基本的速度指標是MIPS（百（百萬條指令每秒）和萬條指令每秒）和MFLOPS（百萬次浮（百萬次浮點運算每秒），還有點運算每秒），還有FFT和和FIR濾波器的濾波器的速度及除法、求平房根等特殊運算的速速度及除法、求平房根等特殊運算的速度。度。TI公司DSP芯片（2）輸入輸出的帶寬）輸入輸出的帶寬 在運算速度達到要求時，還要考慮在運算速度達到要求時，還要考慮DSP輸入輸入/輸出數據的速度是否足夠快。輸出數據的速度是否足夠快。（3）精度和動態

12、范圍：精度和動態范圍由）精度和動態范圍：精度和動態范圍由DSP的數據字寬和定點的數據字寬和定點/浮點數據格式決定。浮點數據格式決定。（4）特定功能：若）特定功能：若DSP上集成了多種上電加載上集成了多種上電加載功能、同步功能、同步/異步串口、異步串口、A/D、D/A、片內語音、片內語音處理功能、編解碼等，可以方便設計，降低成處理功能、編解碼等，可以方便設計，降低成本。本。（5）片內存儲器）片內存儲器 DSP片內存儲器可用來放程序和數據，片內存儲器可用來放程序和數據，當程序和數據都放在片內時，當程序和數據都放在片內時，DSP的運的運行速度要高得多，所以片內存儲器越多行速度要高得多，所以片內存儲器

13、越多越好。越好。（6）DSP開發工具開發工具 選擇選擇DSP芯片時必須注意其開發工具的芯片時必須注意其開發工具的支持情況，包括硬件和軟件。支持情況，包括硬件和軟件。（7）功耗問題和硬件封裝問題）功耗問題和硬件封裝問題（8）成本問題）成本問題 定點定點DSP較便宜，功耗較低，但運算較便宜，功耗較低，但運算精度稍低。精度稍低。 浮點浮點DSP稍貴，功耗較高，但運算精稍貴，功耗較高，但運算精度高，度高，C語言編程調試方便。語言編程調試方便。2、軟件、硬件設計、軟件、硬件設計 軟件是指將包括信號處理算法的程軟件是指將包括信號處理算法的程序用序用DSP的匯編語言或通用的高級語言的匯編語言或通用的高級語言

14、（C語言）編寫出來并進行調試。這些程語言）編寫出來并進行調試。這些程序是要放在序是要放在DSP片內片內或或片外存儲器片外存儲器中進中進行的。在程序工作時，行的。在程序工作時，DSP會執行與會執行與DSP外圍設備傳遞數據或互相控制的指外圍設備傳遞數據或互相控制的指令。令。 硬件設計涉及較多的電路設計技術。硬件設計涉及較多的電路設計技術。由由DSP構成的電路一般包括：構成的電路一般包括： EPROM/FLASH、RAM、A/D、D/A、同步同步/異步串口、電源模塊、電平轉換模異步串口、電源模塊、電平轉換模塊、塊、FPGA、接口電路、仿真接口等。、接口電路、仿真接口等。3、調試、調試 對對DSP的調

15、試更多地依賴于仿真器，的調試更多地依賴于仿真器，而示波器或邏輯分析儀等測量儀器主要而示波器或邏輯分析儀等測量儀器主要用于外圍器件的信號測量等。用于外圍器件的信號測量等。 當軟件、硬件聯調滿足要求后，還當軟件、硬件聯調滿足要求后，還需要將程序固化到系統中，脫離仿真器需要將程序固化到系統中，脫離仿真器工作。工作。6.2 DSP芯片的基本結構芯片的基本結構一、一、DSP芯片的基本結構芯片的基本結構TMS320系列系列DSP芯片的基本結構包括：芯片的基本結構包括：（1）哈佛結構）哈佛結構（2）流水線結構）流水線結構（3）專用的硬件乘法器）專用的硬件乘法器（4）快速的指令周期）快速的指令周期1、哈佛結構

16、、哈佛結構 哈佛結構將程序存儲器和數據存儲哈佛結構將程序存儲器和數據存儲器分開，每個存儲器獨立編址，獨立訪器分開，每個存儲器獨立編址，獨立訪問。與兩個存儲器相對應的是系統中設問。與兩個存儲器相對應的是系統中設置了程序總線和數據總線兩條總線，從置了程序總線和數據總線兩條總線，從而使數據的吞吐率提高了一倍。而使數據的吞吐率提高了一倍。 TMS320TMS320系列系列DSPDSP芯片在基本哈佛結構的基芯片在基本哈佛結構的基礎上作了改進礎上作了改進： 一是允許數據存放在程序存儲器中，并一是允許數據存放在程序存儲器中，并被算術運算指令直接使用，增強了芯片的被算術運算指令直接使用，增強了芯片的靈活性；靈

17、活性； 二是指令存儲在高速緩沖器中，當執行二是指令存儲在高速緩沖器中，當執行此指令時，不需要再從存儲器中讀取指令，此指令時，不需要再從存儲器中讀取指令，節約了一個指令周期的時間。節約了一個指令周期的時間。2、流水線結構、流水線結構 與哈佛結構相關，與哈佛結構相關，DSP芯片廣泛采用流芯片廣泛采用流水線以減少指令執行時間，從而增強了水線以減少指令執行時間，從而增強了處理器的處理能力。處理器的處理能力。 三級流水線操作中，取指、譯碼和執行三級流水線操作中，取指、譯碼和執行操作可以獨立執行。操作可以獨立執行。3、專用的硬件乘法器、專用的硬件乘法器 在通用的微處理器中，乘法指令是在通用的微處理器中，乘

18、法指令是由一系列加法來實現的，故需要許多個由一系列加法來實現的，故需要許多個指令周期來完成。而指令周期來完成。而DSP芯片中有一個芯片中有一個專用的硬件乘法器，使乘法可以在一個專用的硬件乘法器，使乘法可以在一個指令周期內完成。指令周期內完成。4、快速的指令周期、快速的指令周期 以上的幾種結構可使以上的幾種結構可使DSP芯片的指芯片的指令周期在令周期在200ns以下。以下。TMS320系列處理系列處理器的指令周期已經從第一代的器的指令周期已經從第一代的200ns降降至至20ns以下。快速的指令周期使以下。快速的指令周期使DSP芯芯片能夠實時實現許多片能夠實時實現許多DSP應用應用二、二、TMS3

19、20系列系列DSP的結構的結構1、多總線結構、多總線結構 由哈佛結構決定了具有獨立的程序由哈佛結構決定了具有獨立的程序總線和數據總線，以及獨立的程序存儲總線和數據總線，以及獨立的程序存儲器和數據存儲器，這樣就可以同時獲得器和數據存儲器，這樣就可以同時獲得指令字和操作數互不干擾，即一個指令指令字和操作數互不干擾，即一個指令周期內可以同時準備好指令和操作數。周期內可以同時準備好指令和操作數。實際實際DSPDSP由四套或更多的總線由四套或更多的總線例如例如TMS320內部由內部由6條獨立的總線條獨立的總線 程序讀總線程序讀總線PRDB 程序地址總線程序地址總線PAB 數據讀總線數據讀總線PRDB 數

20、據寫總線數據寫總線DWEB 數據存儲器讀地址總線數據存儲器讀地址總線DRAB 數據存儲器寫地址總線數據存儲器寫地址總線DWAB6.3 硬件電路設計1、電源電路設計、電源電路設計（1）電源電壓要求）電源電壓要求 DSP芯片大部分采用低電壓供電方式，這樣可芯片大部分采用低電壓供電方式，這樣可以大大降低以大大降低DSP芯片的功耗。芯片的功耗。內核電源內核電源CVdd:對內部邏輯進行供電，一般為對內部邏輯進行供電，一般為3.3V或或2.5V，甚至更低。，甚至更低。I/O電源電源DVdd:給外部邏輯（擴展接口邏輯）供給外部邏輯（擴展接口邏輯）供電，一般為電，一般為3.3V。（2）電流要求）電流要求電流消

21、耗取決于器件的激活度。電流消耗取決于器件的激活度。 CVdd 消耗的電流主要決定于消耗的電流主要決定于CPU的激活度。的激活度。外設消耗的電流決定于正在工作的外設外設消耗的電流決定于正在工作的外設的數量及速度，以及在這些輸出上的負的數量及速度，以及在這些輸出上的負載電容。載電容。（3）加電次序）加電次序 理想情況理想情況下，兩個電源應同時加電，下，兩個電源應同時加電，但在一些場合很難做到。不同型號器件但在一些場合很難做到。不同型號器件上電順序不一樣。上電順序不一樣。 TMS320VC5402TMS320VC5402與大多數與大多數DSPDSP芯片的上電順序芯片的上電順序： 低電壓電源低電壓電源

22、CVdd先上電；高電壓電源先上電；高電壓電源DVdd后電壓；后電壓；高電壓電源高電壓電源DVdd先斷電；低電壓電源先斷電；低電壓電源CVdd后斷電；后斷電； *若不遵照此次序，那么若不遵照此次序，那么CVdd與與DVdd的差值必的差值必須小于須小于2.8V。 TMS320VC549具有具有靜電保護靜電保護結構，所以上電順結構，所以上電順序與上相反。序與上相反。（4）電源解決方案）電源解決方案從從5V5V產生雙電源產生雙電源從從3.3V3.3V產生雙電源產生雙電源單單3.3V電壓輸出電壓輸出：TI公司的公司的TPS7133、TPST7233單電源可調電壓輸出單電源可調電壓輸出：TI公司的公司的T

23、PS7101、TPST7201雙電源輸出（兩路輸出的芯片）：雙電源輸出（兩路輸出的芯片）：TPS73H301、TPS73H325、TPS73H318(5)3.3V和和5V混合邏輯系統設計混合邏輯系統設計各種電平轉換標準各種電平轉換標準3.3V3.3V和和5V5V電平轉換的電平轉換的4 4種情形種情形：A）5V TTL器件驅動器件驅動3.3V TTL器件器件 由于由于5V TTL和和 3.3V TTL電平轉換標電平轉換標準相同，只要準相同，只要3.3V器件能夠承受器件能夠承受5V電壓，電壓，直接相接從電平上來說完全可以。直接相接從電平上來說完全可以。B) 3.3V TTL器件驅動器件驅動5V T

24、TL器件器件 不需要額外器件可以直接相接，只不需要額外器件可以直接相接，只要讀入是有效電平即可。要讀入是有效電平即可。C) 5V COMS器件驅動器件驅動3.3V TTL器件器件 雖然轉換標準不同，但是能夠承受雖然轉換標準不同，但是能夠承受5V電壓的電壓的3.3V器件能夠正確識別器件能夠正確識別5V器件器件送來的電平值。采用能夠承受送來的電平值。采用能夠承受5V的的LVC器件，器件，5V器件的輸出可以直接與器件的輸出可以直接與3.3V的的輸入端相接。輸入端相接。D)3.3V TTL(LVC)器件驅動器件驅動5V COMS器件器件 由于由于3.3V LVC的的VOH為為2.4V（可以高到（可以高

25、到3.3V），而），而5V CMOS器件要求的器件要求的VIH為為3.5V，所以所以3.3V LVC器件的輸出器件的輸出不能直接不能直接與與5V CMOS器件的輸入相接。在這種情況下，可以器件的輸入相接。在這種情況下，可以采用雙電壓（一邊為采用雙電壓（一邊為3.3V 供電，一邊為供電，一邊為5V供供電）的驅動器。如電）的驅動器。如TI的的SN74ALVC16245、SN74LVC64245等。等。2、最小系統設計、最小系統設計 由由DSP器件為核心構成的最小系統器件為核心構成的最小系統包括電壓調整器、復位電路、晶體振蕩包括電壓調整器、復位電路、晶體振蕩器以及程序存儲器和數據存儲器（一般器以及程

26、序存儲器和數據存儲器（一般利用利用DSP器件的內部資源）。器件的內部資源）。時鐘電路時鐘電路（1）利用）利用DSP芯片內部提供的晶振電路，芯片內部提供的晶振電路，在在DSP芯片的芯片的X1、X2之間連接晶體振蕩之間連接晶體振蕩器。器。（2）將外部時鐘源直接輸入）將外部時鐘源直接輸入X2/CLKIN引引腳，腳，X1懸空。懸空。2、確定、確定DSP的工作方式的工作方式（以以TMS320VC2812為例為例）由復位時由復位時MP/MC管腳的值決定管腳的值決定TMS320VC2812的兩種工作方式的兩種工作方式：微控制器工作方式微控制器工作方式微處理器工作方式微處理器工作方式MP/MC=1 微控制器工

27、作方式，復位結束后，微控制器工作方式，復位結束后，CPU從外部程序存儲器從外部程序存儲器3FFC00h處開始執行處開始執行用戶程序。用戶程序。MP/MC=0 微處理器工作方式，復位結束后，微處理器工作方式，復位結束后，CPU跳到片外跳到片外ROM開始執行自舉加載程序，開始執行自舉加載程序，將用戶程序從外部存儲器將用戶程序從外部存儲器EPROM、串行、串行口或口或I/O口引導到程序空間中全速運行。口引導到程序空間中全速運行。3、等待狀態的設置、等待狀態的設置 選取存儲器要考慮的因素選取存儲器要考慮的因素：存取時間、：存取時間、容量和類型。容量和類型。 若選取慢速存儲器件則必須用軟件或硬若選取慢速

28、存儲器件則必須用軟件或硬件方法為件方法為DSP插入等待狀態，以保證存插入等待狀態，以保證存儲器的速度能跟上儲器的速度能跟上DSP的讀寫速度。的讀寫速度。（1）插入等待狀態數的確定）插入等待狀態數的確定 DSP存儲器的讀操作是最快的，只存儲器的讀操作是最快的，只要一個機器周期，且存儲器的數據在機要一個機器周期，且存儲器的數據在機器周期的后半個周期讀出，這就要求存器周期的后半個周期讀出，這就要求存儲器的存取時間儲器的存取時間t AA小于小于60的機器周期。的機器周期。 例如例如TMS32VC5402工作速度為工作速度為100MIPS，對應的機器周期為，對應的機器周期為10 ns，如，如果不插入等待

29、狀態，則要求存儲器的果不插入等待狀態，則要求存儲器的t AA小于小于6 ns。 如果存儲器的如果存儲器的t t AAAA大于大于6 ns6 ns，則必須插入，則必須插入一定數目的等待狀態，其具體關系如表一定數目的等待狀態，其具體關系如表6 61818。（2）插入等待狀態的實現方法）插入等待狀態的實現方法 軟件實現軟件實現：用軟件可編程等待發生器實：用軟件可編程等待發生器實現插入狀態，但最多不超過現插入狀態，但最多不超過7個。個。 以以VC5402為例為例，復位時，復位時SWWSR(軟件軟件等待寄存器等待寄存器)=7FFFh，所有程序、數據，所有程序、數據和和I/O空間都被插入空間都被插入7個等

30、待狀態。復位個等待狀態。復位后，用后，用STM指令修改指令修改SWWSR值，以獲值，以獲得期望的等待狀態數。得期望的等待狀態數。 硬件實現硬件實現：用硬件產生的等待信號去控：用硬件產生的等待信號去控制制DSP的的READY管腳來實現。管腳來實現。 可以把可以把/MSC的輸出接到的輸出接到READY，就，就能實現在軟件等待狀態結束之后插入一能實現在軟件等待狀態結束之后插入一個外部等待狀態（如圖個外部等待狀態（如圖6.35）。）。 若在若在/MSC與與READY之間插入一個硬之間插入一個硬件等待發生器，就能插入一個以上的等件等待發生器，就能插入一個以上的等待狀態。待狀態。6.4 DSP在測控系統應

31、用中的硬件結構在測控系統應用中的硬件結構DSPDSP芯片在測控系統中的芯片在測控系統中的3 3種應用方式種應用方式：（1）根據控制對象要求設計）根據控制對象要求設計DSP芯片控芯片控制器電路和有關的輸入和輸出接口硬件。制器電路和有關的輸入和輸出接口硬件。 （2）在微型計算機上插入）在微型計算機上插入DSP芯片開發芯片開發擴展板及輸入擴展板及輸入/輸出擴展板，利用現有微輸出擴展板，利用現有微機的操作環境開發算法軟件。機的操作環境開發算法軟件。（3）根據控制對象的需要，實現）根據控制對象的需要，實現DSP與與MCU雙處理系統。雙處理系統。 通用的智能測控系統一般由處理器、數通用的智能測控系統一般由

32、處理器、數據采集前后向通道、人機接口以及異步據采集前后向通道、人機接口以及異步串行通信單元等組成。串行通信單元等組成。1、A/D和和D/A接口接口 DSP與與A/D間的連接線通常包括數據間的連接線通常包括數據線、讀線、讀/寫線、片選線。數據線連接有并寫線、片選線。數據線連接有并行、串行兩種方式。行、串行兩種方式。 DSP的數據總線為的數據總線為16位或位或32位，比位，比A/D數據寬，在接法上有兩種：數據寬，在接法上有兩種：一是將一是將A/D的數據線與的數據線與DSP的高位數據的高位數據對齊，對齊，DSP的低位數據不連，這樣省去的低位數據不連，這樣省去了了DSP對數據進行符號擴展的預處理。對數

33、據進行符號擴展的預處理。二是將二是將A/D的數據線與的數據線與DSP的低位連接，的低位連接，如果如果DSP的數據線高位不連，的數據線高位不連，DSP就要就要用指令將數據左移，使數據的符號位擴用指令將數據左移，使數據的符號位擴展到高位。展到高位。DSPDSP與與A/DA/D間數據通信的方式有兩種間數據通信的方式有兩種：一種方式是一種方式是DSP用指令從用指令從A/D讀數，讀數，DSP必須定期地訪問必須定期地訪問A/D。可以在。可以在A/D和和DSP之間加入一個之間加入一個FIFO，這樣可以使，這樣可以使DSP不不必在每次必在每次A/D轉換之后都訪問轉換之后都訪問A/D。另外另外DSP以以DMA的

34、方式從的方式從A/D取數據，并取數據，并自動放到指定的數據地址上，這樣自動放到指定的數據地址上，這樣DSP可以全速進行數據處理的其他操作。可以全速進行數據處理的其他操作。DSPDSP與與A/DA/D間連接方式和間連接方式和A/DA/D類似類似2)人機接口人機接口 最常用的就是鍵盤、數碼管以及液最常用的就是鍵盤、數碼管以及液晶顯示器。由于器件較慢，所以需加入晶顯示器。由于器件較慢，所以需加入接口電路。可采用接口電路。可采用CPLD進行人機接口的進行人機接口的設計。具體設計見前面的設計。設計。具體設計見前面的設計。3）串口）串口 DSP廣泛采用同步串口的傳輸方式，最高傳輸速度可廣泛采用同步串口的傳

35、輸方式，最高傳輸速度可以達到以達到40Mb/s，需要，需要6根信號線。只有根信號線。只有TMS320C2XXX系列的系列的DSP帶有與帶有與RS232標準一致的標準一致的異步串口（異步串口（UART）。）。 設有異步串口的設有異步串口的DSP為了能夠與計算機等的為了能夠與計算機等的RS232串串口通信，可以采用口通信，可以采用DSP上的一些通用上的一些通用I/O管腳，用軟件管腳，用軟件的方法形成的方法形成RS232串口通信協議，也可以利用串口通信協議，也可以利用8250、8251、160等異步串口通信芯片，完成等異步串口通信芯片，完成DSP的并行數的并行數據總線與據總線與RS232串行線間的數

36、據轉換。串行線間的數據轉換。TMS320C5000TMS320C5000系列的串行接口外部管腳系列的串行接口外部管腳 同步串口的同步串口的CLKX/CLKR、FSR/FSX都可以由都可以由DSP內部設備提供，內部設備提供，也可以由外部輸入，其速率由內也可以由外部輸入，其速率由內/外時鐘外時鐘基準按任意分頻比例產生，傳送字長可基準按任意分頻比例產生，傳送字長可以設置位多種位寬。以設置位多種位寬。DSP串口有兩種工作方式：串口有兩種工作方式： 脈沖串方式脈沖串方式以及以及SPI相兼容的方式相兼容的方式。（1）脈沖串方式：發送接收脈沖（）脈沖串方式：發送接收脈沖（CLKX和和CLKR）只要啟動后一直

37、有，并用同）只要啟動后一直有，并用同步脈沖（步脈沖（FSR和和FSX）來指示有效數據）來指示有效數據的開始。的開始。（2） SPI相兼容的方式相兼容的方式 SPISPI協議是以主從方式工作的，這種模協議是以主從方式工作的，這種模式通常有一個主設備和多個從設備。式通常有一個主設備和多個從設備。 其接口包括：其接口包括： 串行數據輸入（串行數據輸入（MISO） 串行數據輸出（串行數據輸出（MOSI） 串行移位時鐘（串行移位時鐘（SCK） 從使能信號（從使能信號（SS） SPI相兼容的方式只有當有數據發相兼容的方式只有當有數據發送時，送時，CLKX管腳才有脈沖，管腳才有脈沖，FSX用作從用作從器件的

38、使能信號，外部不用器件的使能信號，外部不用CLKR、FSR，它們由內部分別連接到，它們由內部分別連接到CLKX和和FSX。4）DSP與串行與串行A/D D/A接口設計接口設計 TLV1572是一種高速是一種高速10位逐次逼近位逐次逼近式模數轉換器，它的串口可以與式模數轉換器，它的串口可以與DSP串串口直接連接，無須使用另外的連接邏輯。口直接連接，無須使用另外的連接邏輯。*串行通信串行通信 TMS320VC5402的串行口是同步口，可的串行口是同步口，可配置為配置為SPI口。可利用口。可利用89C51的三條口線作為的三條口線作為SPI的的SCLK、MOSI以及以及MISO，并用軟件來，并用軟件來實現實現SPI協議。協議。還可以利用還可以利用TMS320VC5402的通用的通用I/O口口的的XF和和/BIO作為異步串行通信的作為異步串行通信的TXD和和RXD，以軟件來實現，以軟件來實現RS