dsp的低功耗模式
DSP
一、填空1. DSP的基本结构是采用____________结构，即程序和数据是分开的。
2.直流电机的控制主要采用的控制方式是____________。
3. DSP芯片的前缀“LF”说明片内有___________存储器；而以“LC”为前缀的芯片，片内有____________工艺的程序存储器。
4．寄存器ST1的CNF位决定B0的作用，当CNF=________时，映射到程序存储空间，CNF=__________时映射到数据存储空间。
5．当工作于______________计数模式时，通用定时器会产生一个非对称波形。
6．若系统时钟频率为40MHz，SCI的BRR值设置为4，则SCI的异步波特率为_________。
7．WD复位关键字寄存器(WDKEY)，向WDKEY写入55h后紧接着写入_________则清楚WDCNTR寄存器。
8．自动排序器的两种工作模式分别是____ ____和_____ ____。
9．同传统的单片机中断处理方式类似，DSP中断的处理也有两种方法，分别是__________和____________。
10. DSP对外部存储器和外部功能器件的片选方法有两种：___________和____________。
答案：1、哈佛 2、电枢控制法 3、Flash、CMOS4、1、05、连续递增6、1067、AAh8、不中断的排序模式、启动/停止模式 9. 查询法、回调法10、片选法、译码选通法1．DSP与单片机、嵌入式微处理器的最大区别是能够________、_________地进行数字信号处理运算。
2. DSP的基本结构是采用____________结构，即程序和数据是分开的。
3. DSP的应用非常广泛，试举一个应用的例子_____ ___。
4. 数模转换过程可分为两个时段_____ ___和_____ ____5．如果m是一个特定的读写操作的所要求的时钟周期（CLKOUT）的数目，w是附件的等待状态的数目，那么操作将会花费___________个周期。
一种低功耗16位定点DSP IP核的设计
第30卷 第2期2007年4月电子器件Ch inese Jou r nal Of Elect ro n DevicesVol.30 No.2Ap r.2007Low Pow er 162bit Fixed 2Point DSP I P Cor e 3WA N G Q i n g 2so ng 1,L I Yue 2j in 1,L I X i ao 2meng 2,L IU Y i11.Microelect roni cs Insti t ute ,S chool of Techni cal P h ysi cs ,Xi di an Univers it y.Xi ’an 710071,Chi na;2.I nst it ut e of Techni cal P hysi cs ,Xi di an Uni versi t y ,Xi ’an 710071,Chi naAbstract :A n i mproved T0technique wi t h dynamic encoding i s presented to achieve encode r and decoder ofprogram address buses of Digit al Signal Processor (DSP).Encode r and decoder of data address buses a nd data buses are achieved wit h i mproved bus 2i nvert t echnique.The power of program address buse s i s re 2duced up to 73.2%,and t he power of data address buse s a nd data buses are reduced by 45.88%.Based on TSMC 0.25μm CMOS techniques ,t he desi gn of 162bit fi xed poi nt low power DSP IP core i s accomplished.K ey w or ds :low power ;DS P ;encodi ng t echniques ;bus EEACC :7220一种低功耗16位定点DSP IP 核的设计3王青松1,李跃进1,李筱 2,刘 毅11.西安电子科技大学微电子学院,西安710071;2.西安电子科技大学技术物理学院,西安710071收稿日期:2006204224基金项目:国家自然科学基金资助(60476046);国家部委基金资助(51408010304DZ0140,51408010205DZ0164)作者简介:王青松(19812),男,硕士研究生,西安电子科技大学微电子学院,从事数字信号处理器(DSP )低功耗设计技术的研究,blue_wang1@ ;李跃进(62),男,教授,西安电子科技大学微电子学院,一直从事超大规模集成电路及M MS 技术的科研和教学工作;刘 毅(2),男,副教授,西安电子科技大学微电子学院。
DSP硬件系统概述
• 而DSP并行执行上述4个步骤,所以指令周期等于 机器周期.也就是说,上述4步DSP以流水线方式 运行,提高了CPU执行速度.
• 流水线有一个建立的过程,只有在完整的流水线 时,才会发挥DSP最高效率,所以在程序中应尽量 避免破坏流水线.
DSP芯片的厂家
目前世界上生产DSP芯片的公司主要 有TI德州仪器公司,AD美国模拟器件公司 ,Technologics朗讯技术公司和Motorola摩 托罗拉公司四大公司,而TI公司则是世界上 最大的DSP芯片供应商.TMS320系列产品 就是该公司的DSP产品.
德州仪器公司的DSP产品
• DSP器件的应用对象可以分为三类 – 工业控制领域 – 低成本嵌入式应用系统 – 需要用复杂算法对大量数据进行处理 的应用
多总线结构
• 数据、地址和控制总线是微处理器访问各种部 件的基础,我们称之为3总线.
• MCU无论片内还是片外均为三总线结构,而DSP 片内为多总线结构多条数据、地址和控制总线 片外为三总线结构,有的DSP甚至片外也有多条 总线.
多总线结构：片内多条数据、地址和控制总线.
外部地址 总线
外部数 据总线
数字信号处理器的流水线
流水线结构将指令的执行分解为取指、译 码、取操作数和执行等几个阶段
– TMS320C54xx DSP 采用6级流水线 – TMS320C6xxx DSP 采用8级流水线 – TMS320C55xx DSP的流水线分为
• 指令流水线 • 执行流水线
数字信号处理器的其他特点
• 硬件乘法累加单元
• 存储器
– Flash存储器、RAM存储器
• 功耗 – 低工作电压 、休眠或空闲模式 、可编程时钟分 频器 、外围控制
dsp的低功耗模式
240xA系列DSP有一个低功耗指令IDLE，当被执行时,该指令将停止CPU 中所有电路的时钟；尽管如此,从CPU中出来的时钟将继续输出。
通过使用该指令，CPU的时钟将被关闭以节约能量。
当遇到复位或者中断请求时CPU将推出IDLE模式。
1.1时钟类型所有以240xA为内核的设备均包含下面两种时钟类型：n组成大部分CPU逻辑电路时钟的CPU时钟。
n组成外设时钟以及CPU中的中断逻辑电路的系统时钟（由CPU 中出来的CLKOUT得来）。
当CPU进入IDLE模式时,系统时钟继续产生,CPU时钟停止产生。
这种模式叫作IDLE1 模式。
当CPU进入IDLE2 模式时,CPU时钟，系统时钟都将停止产生,这样允许进一步的节省能量。
第三种节能模式，HALT模式,有可能将看门狗时钟以及振荡器时钟关闭。
在HALT模式中，输入到锁相环的时钟被关闭。
低功耗模式不会改变通用I/O口的状态。
在进入低功耗模式之前，I/O口将保持住同样的状态。
并且，进入低功耗模式后,通用I/O口不会进入到高阻抗状态以及内部电压上拉或下拉不会改变.当执行IDLE指令时,系统配置寄存器SCSR1 的12，13位LPM位将决定DSP进入三种节能模式中的哪种模式。
以下图标为三种模式下各时钟的关闭情况以及退出该情况所需要的条件。
(见相册)1.2退出低功耗模式多种情况可以退出低功耗模式。
以下部分描述了怎样退出低功耗模式。
1.2。
1复位复位（任何情况下的复位）可以使DSP退出任何一种低功耗模式。
如果DSP处于HALT模式即暂停状态下,复位将启动振荡器；尽管如此，由于启动振荡器至产生时钟需要一定时间，CPU的复位将被延迟一段时间。
1.2。
2外部中断外部中断，XINTx，可以使DSP退出出HALT的任何一种中断。
如果DSP处于IDLE2节能模式，连接到外部中断引脚的同步逻辑可以识别出在引脚上的中断,然后开始系统时钟和CPU时钟,然后允许时钟逻辑向PIE控制器产生中断请求。
28335概述
代表器件：TMS320F28335
C2000系列DSP
Roadmap
High-Precision Control
High-end Derivatives
Control Performance
F2812 179-u*BGA
F2810 176-LQFP 128-LQFP
Application specific versions
EMU1
8 6
P1 P8 2
VDUJVKL 84 Mil L9 TEST1 TEST2 81 K1 82 0 Pll
3.3 VFlash的内核电激引脚•该引脚应该一直连在3.3 V电源 上 测试引脚.为TI保留.使用时必须觝空（I/O〉
M7 测试引脚.为TI保留.使用时必须悬空（I/O〉 L7
XCLKOUT
引导（BOOT）ROM（8K X 16） 带有软件启动模式 数学运算表 16位或32位外部存储器扩展接口 多达2M的寻址空间 时钟和系统控制 支持动态改变锁相环的倍频系数 片上震荡器 看门狗定时模块
GPI00-GPI063能被设置位8个外部中断 外设中断扩展模块（PIE）支持58个外设中断 三个32位CPU定时器128位保护密码 保护Flash/OTP/ROM 防止系统固件被盗取 增强的电机控制外设 多达18通道的PWM输出
GPI05
EPWM3B MFSRA eCAPl GPI06 EPWM4A EPWMSYNCL EPWMSYNCO GPI07 EPWM4B MCLKRA
CANRXB
MDRB GPI014
GPI017 SPISOMIA CANRXB 6(1) 01)1018 SP1C1.KA SCITXDB CANRXA GPI019 SPISTEA SCIRXDB CANTXA GPIO20 cQEPl 八 MDXA CANTXB GPI021 cQEPlB MDRA CANRXB GPI022 65 P7 64 L7 63 K7 62 L6 28 J1
DSP电源系统的低功耗设计
DSP电源系统的低功耗设计随着科技的不断进步，数字信号处理(DSP)在许多领域得到了广泛应用，如通信、音频、视频等。
DSP芯片是整个系统的核心，其性能直接影响系统的质量和功耗。
因此，设计一种低功耗的DSP电源系统至关重要。
在设计低功耗的DSP电源系统时，可以从电源的选择、电源管理技术以及电路设计等方面入手。
1.电源的选择a.高效率电源：选择高效率的DC-DC转换器作为DSP的电源供应，提高整个系统的功耗效率。
b.深睡眠和快速唤醒模式：选择支持低功耗模式的电源，如深睡眠模式和快速唤醒模式。
在DSP不工作时，将电源转到低功耗模式，从而降低功耗。
c.动态电压调整(DVC)：根据DSP工作负载的变化，动态调整电压供应，以降低功耗。
2.电源管理技术a.关闭未使用的模块:将DSP中未使用的模块关闭，以减少功耗。
例如，关闭未使用的内存和接口模块。
b.时钟管理:根据DSP的实际需求，选择合适的时钟频率和功耗模式。
降低时钟频率和功耗模式可以有效地降低功耗，但同时也会降低DSP的性能。
c.特定功耗优化算法:应用特定的优化算法，如动态电压频率缩放(DVFS)等，根据工作负载动态调整DSP的电压和频率。
这样可以在保证系统性能的前提下降低功耗。
d.睡眠模式管理:在DSP不工作时，将其切换到睡眠模式，降低功耗。
睡眠模式下，关闭不必要的模块，减少功耗。
3.电路设计a.降低电路的静态功耗:通过合理的电路设计，降低电路的静态功耗，如减少待机模式下电源的漏电流。
b.降低电路的动态功耗:减少电路的开关频率，降低动态功耗。
例如，使用较低的时钟频率和功耗模式，以及合理控制总线和存储器的访问次数。
c.优化供电网络:在电路设计中，合理配置供电网络，减少电源纹波和噪声对DSP的影响，提高系统的稳定性和效率。
4.软件优化a.降低算法复杂度:在软件开发过程中，选择合适的算法和数据结构，降低DSP的计算复杂度，从而降低功耗。
b.降低数据处理量:优化数据处理的过程，减少不必要的计算和数据移动操作，降低功耗。
DSP原理与应用知识总结
上海电力学院题目：DSP原理与应用大报告院系：计算机与信息工程专业年级：2008071学生姓名：王涛学号：20081938TMS320LF240x芯片概述TMS320系列包括：定点、浮点、多处理器数字信号处理器和定点DSP控制器。
TMS320系列DSP的体系结构专为实时信号处理而设计，该系列DSP 控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。
主要特性：灵活的指令集；内部操作灵活性；高速的运算能力；改进的并行结构；有效的成本。
定点系列TMS320C2000、TMS320C5000，浮点系列TMS320C6000（也有部分是定点DSP）。
TMS320系列同一产品系列中的器件具有相同的CPU结构，但片内存储器和外设的配置不同。
派生的器件集成了新的片内存储器和外设，以满足世界范围内电子市场的不同需求。
通过将存储器和外设集成到控制器内部，TMS320器件减少了系统成本，节省了电路板空间，提高了系统的可靠性。
TMS320LF240x DSP的特点：采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns（30MHz），提高了控制器的实时控制能力。
基于TMS320C2000 DSP的CPU核，保证了TMS320C240x DSP代码和TMS320系列DSP代码的兼容。
片内有32K字的FLASH程序存储器，1.5K字的数据/程序RAM，544字双口RAM（DARAM）和2K字的单口RAM（SARAM）。
两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制（PWM）通道。
可扩展的外部存储器（LF2407）总共192K字空间：64K字程序存储器空间；64K字数据存储器空间；64K字I/O寻址空间。
看门狗定时器模块（WDT）。
10位A/D转换器最小转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发两个8通道输入A/D转换器或一个16通道输入的A/D转换器。
dsp2812中文介绍
TMS320C28X系列（主要包含DSP2812和DSP2810）定点DSP是目前国际市场上最先进，功能最强大的32位定点DSP芯片。
它即有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于有大批量数据处理的测控系统，如工业自动化控制、电力电子技术应用，智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。
TMS320C28X系列（主要包含DSP2812和DSP2810)芯片的主要性能如下：1.高性能CMOS(Static CMOS)技术.150MHZz(时钟周期6.67ns).低功耗（核心电压1.8V,I/O口电压3.3V）.FLASH编程电压2.JTAG边界扫描（Boundary Scan）支持3.高性能的32位中央处理器（TMS320C28X）.16x16和32x32位乘且累加操作.16x16位的两个乘且累加.哈佛总路线结构.强大的操盘能力.迅速的中断响应和处理。
统一的寄存器编程模式。
可达4M字的线性程序地址。
可达4M字的数据地址。
代码高效（用C/C++或汇编语言）。
与TMS320F24X/LF240X处理器的源代码兼容4.片内存储器.最多达128Kx16位的FLASH存储器（DSP2812）.最多达128x16位的ROM.1Kx16的OTP型只读存储器.L0和L1：两块4Kx16位的单口随机存储器（SRAM）.H0：一块8Kx16位的单口随机存储器.M0和M1：两块1Kx16位的单口随机随机存储器5.根只读存储器（BootＲＯＭ）４ＫＸ16位.带有软件的ＢＯＯＴ模式.标准的数学表６.外部存储器接口（仅ＤＳＰ2812）.有多达1ＭＢ的存储器.可编程等待状态数.可编程读／写选通计数器（ＳｔｒｏｂｅＴｉｍｉｎｇ）.三个独立的片选端７．时钟与系统控制.支持动态的改变锁相环的频率.片内振荡器.看门狗定时器模块８．三个外部中断９．外部中断扩展（ＰＩＥ）模块．可支持９６个外部中断，当前仅用了４５个外部中断１０．１２８位的密钥（ＳＥＣＵＲＩＴＹＫＥＹ/ＬＯＣＫ）.保护FLASH/OTP 和LO/L1 SRAM.防止ROM中的程序被盗11. 3个32位的CPU定时器12.马达控制外围设备.两个事件管理器（EVA、EVB）.与C240兼容的器件13.串口外围设备.串行外围接口（SPI）.两个串行通信接口（SCIs），标准的UART.改进的局域网络（eCAN）.多通道缓冲串行接口（McBSP）和串行外围接口模式14. 12位的ADC，多达16通道.2x8通道的输入多路选择器.两个采样保持器.单个的转换时间：200ns.单路转换时间：60ns15.最多有56个独立的可编程，多用途通用输入/输出(GPIO)引脚16.高级的仿真特性.分析和设置断点的功能.实时的硬件调试17.开发工具.ANSI C/C++编译器/汇编程序/连接器.支持TMS320C24X/240X的指令.代码编辑集成环境.DSP/BIOS.JTAG扫描控制器（TI或第三方的）.硬件评估板18.低功耗模式和节能模式.支持空闲模式、等待模式、挂起模式.停止单个外围的时钟19.封装方式.带外部存储器接口的179球形触点BGA封装.带外部存储器接口的176引脚低剖面四芯线扁平LQFP封装.没有外部存储器接口的128引脚贴片正方扁平PBK封装20.温度选择.A: -40C~+85C.S: -40C~+125CTMS320F2812相关资料1.DSP2812开发板开发板参考图：。
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240xA系列DSP有一个低功耗指令IDLE，当被执行时，该指令将停止CPU 中所有电路的时钟；尽管如此，从CPU中出来的时钟将继续输出。
通过使用该指令，CPU的时钟将被关闭以节约能量。
当遇到复位或者中断请求时CPU将推出IDLE模式。
1.1时钟类型
所有以240xA为内核的设备均包含下面两种时钟类型：
n组成大部分CPU逻辑电路时钟的CPU时钟。
n组成外设时钟以及CPU中的中断逻辑电路的系统时钟（由CPU 中出来的CLKOUT得来）。
当CPU进入IDLE模式时，系统时钟继续产生，CPU时钟停止产生。
这种模式叫作IDLE1 模式。
当CPU进入IDLE2 模式时，CPU时钟，系统时钟都将停止产生，这样允许进一步的节省能量。
第三种节能模式，HALT模式，有可能将看门狗时钟以及振荡器时钟关闭。
在HALT模式中，输入到锁相环的时钟被关闭。
低功耗模式不会改变通用I/O口的状态。
在进入低功耗模式之前，I/O口将保持住同样的状态。
并且，进入低功耗模式后，通用I/O口不会进入到高阻抗状态以及内部电压上拉或下拉不会改变。
当执行IDLE指令时，系统配置寄存器SCSR1 的12，13位LPM位将决定DSP进入三种节能模式中的哪种模式。
以下图标为三种模式下各时钟的关闭情况以及退出该情况所需要的条件。
(见相册)
1.2退出低功耗模式
多种情况可以退出低功耗模式。
以下部分描述了怎样退出低功耗模式。
1.2.1复位
复位（任何情况下的复位）可以使DSP退出任何一种低功耗模式。
如果DSP处于HALT模式即暂停状态下，复位将启动振荡器；尽管如此，由于启动振荡器至产生时钟需要一定时间，CPU的复位将被延迟一段时间。
1.2.2外部中断
外部中断，XINTx，可以使DSP退出出HALT的任何一种中断。
如果DSP处于IDLE2节能模式，连接到外部中断引脚的同步逻辑可以识别出在引脚上的中断，然后开始系统时钟和CPU时钟，然后允许时钟逻辑向PIE控制器产生中断请求。
1.2.3唤醒中断
有一些外设具备启动DSP时钟的能力，然后形成了对某确定事件的中断。
比如在通讯线路中的一些激活电压。
例如：CAN唤醒中断可以在没有时钟运行时进行错误的中断请求。
1.1.1退出低功耗模式——一些样例
外设中断被用来唤醒处于不同功耗模式的DSP。
唤醒的动作（以及DSP
接下来的动作）由下列情况决定；
n该外设在外设中断级是否被使能
n该外设上级的IMR.n是否被使能
n在ST0中的INTM状态
以下为唤醒低功耗模式的两个样例；
1.使用XINT1来唤醒LPM0 模式
当使用XINT1来唤醒处于LPM0 状态的DSP时，根据XINT1中
断配置的不同，可以发生两件事情。
如果XINT1中断被使能（通
过设置XINT1CR中合适的位并且IMR中0位为1）并且INTM
位为0，一个有效的XINT1 信号将首先将DSP从LPMO所确定
的功耗模式中唤醒并且使DSP进入相应的中断向量表。
尽管如此，
如果INTM为1，当XINT1中断发生时，DSP将被唤醒然后继续
执行IDLE指令的下一条指令。
2.使用PDPINTA来唤醒LPM2 （HALT）
情况1；
PDPINTA在外设级别被使能；相应的IMR位被置1；INTM为0，
当唤醒HALT模式后，代码进入INT1 分支程序。
情况2：
PDPINTA在外设级别被使能；相应的IMR位被置1；INTM为1，
当唤醒HALT模式后，DSP将被唤醒然后继续执行IDLE指令的
下一条指令。
情况3；
PDPINTA在外设级别被使能；相应的IMR位被置0；INTM为1，
DSP将不会从HALT模式中唤醒过来。
注意：
1)当使用PDPINTA来唤醒系统时，输入到EVA的时钟必须被使能。
2)当使用PDPINTA来唤醒LPM2 时，必须保持6到12个时钟周期。
3)PDPINTA包括同步路径和异步路径。
异步路径被用来唤醒HALT
模式。
时钟也是被异步PDPINTA所唤醒。
一旦时钟被唤醒了，就将形成中断。
尽管如此，PDPINTA 必须维持足够长的低电平以致使第一个时钟边缘能捕捉到它。
1.4.3关闭Flash
在进入LPM2模式前，可以关闭Flash 模块。
当执行从片内存储器的代码时可以执行这一操作。
这种模式可以达到最低的电流损耗。
以下为关闭Flash 模块的指令序列：
(见相册)
LPM2模式可以通过RS或者PDPINTx 信号退出。
当RS自动打开Flash 模块时，如果PDPINTx 被用来打开Flash模块接下来的指令就将被执行。
(见相册)。