DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器
三大DSP系列结构之比较
TI公司三大系列DSP芯片内部结构之比较班级：SJ1126 姓名：张晖学号：201120195012摘要：随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展，以及数字系统的显著优越性，导致了DSP芯片的产生和迅速发展，DSP技术的地位凸显出来。
在世界上众多的DSP厂商中，德州仪器公司的DSP始终占据着较大的市场份额（45% ~60%），本文概略的介绍目前得到广泛应用的TI三大DSP处理器系列，TMS320C2000、TMS320C5000和TMS320C6000。
关键字：TI DSP正文：一、TMS320系列DSP命名TMS 320 F 2812 PGF A温度范围（缺省为L）前缀L=0 ~70℃TMX=A=-40 ~85℃TMP=Q=-40~125℃TMS=封装形式DSP PGF=176—引脚LQFP320=TMS320系列PAG=64—引脚塑料TQFPPGE=144-引脚塑料TQFPPZ=100-引脚塑料TQFP器件型号工艺C=COMSE=COMS EPROMF=Flash EEPROMLC=Low—voltage COMS（3.3V）VC=Low—voltage COMS（3V）TMS320包括了定点、浮点和多处理器数字信号处理芯片。
主要分为三种不同指令集的三大系列：TMS320C2000、TMS320C5000和TMS320C6000。
TMS320系列中的同一子系列产品具有相同的CPU结构，只是片内存储器和片内外设配置不同，同一子系列产品的软件完全兼容。
二、TMS320C2000系列TMS320C2000是作为优化控制的DS P系列。
TMS320C2000系列DSP集成CPU核和控制外设于一体，提供了高速的ADC和PWM发生器等，集成强大灵活的特定控制接口。
C2000 DSP既具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，非常实用于工业、汽车、医疗和消费类市场中数字电机控制、数字电源和高级感应技术。
DSP(Digital Signal Processor 数字信号处理器)简介
DSP（Digital Signal Processor 数字信号处理器）简介DSP是什么？DSP是数字信号处理器（Digital Signal Processor）的缩写，是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它与CCD一样是摄像机的核心元件，如果说CCD是摄像机的“心脏”，那么DSP就是摄像机的“大脑”。
DSP的应用很广泛，并不局限与摄像机，不过大多数人并不了解DSP，下面就来揭开DSP的神秘面纱，简单介绍下DSP。
数字信号处理DSP数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
而日本的SONY,SHARP以及韩国的三星,LG等厂商在摄像机上的DSP领域有着较强的实力。
DSP微处理器DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
什么是DSP？DSP、单片机MCU、嵌入式微处理器的区别
什么是DSP？DSP、单⽚机MCU、嵌⼊式微处理器的区别DSP有两个意思，既可以指数字信号处理这门理论，此时它是Digital Signal Processing的缩写；也可以是Digital Signal Processor的缩写，表⽰数字信号处理器，有时也缩写为DSPs，以⽰与理论的区别。
本书中DSP仅⽤来代表数字信号处理器。
DSP属于嵌⼊式处理器。
在介绍DSP之前，先扼要地介绍⼀下嵌⼊式处理器。
简单的说，嵌⼊式处理器就是嵌⼊到应⽤对象系统中的专⽤处理器，相对于通⽤CPU（如x86系列）⽽⾔，⼀般对价格尺⼨、功耗等⽅⾯限制⽐较多嵌⼊式处理器⼤体可分为以下⼏类：1 嵌⼊式微处理器嵌⼊式微处理器可谓是通⽤计算机中CPU的微缩版。
相对于通⽤CPU，嵌⼊式微处理器具有体积⼩、功耗少、成本低的优点，当然在速度上也慢⼀些嵌⼊式微处理器在软件配置上常常可以运⾏嵌⼊式操作系统，应⽤于⽐较⾼档的领域。
典型的如32位的ARM、64位的MIPS。
2 嵌⼊式微控制器嵌⼊式微控制器的最⼤特点是单⽚化，常称为单⽚机。
顾名思义，单⽚机就是将众多的外围设备（简称外设，如A/D，IO等）集成到⼀块芯⽚中，从⽽⼤幅度降低了成本。
单⽚机⾮常适合控制领域，典型的如⼤名⿍⿍的51系列。
3 专⽤微处理器相对于上述⽐较通⽤的类型，专⽤微处理器是专门针对某⼀特定领域的微处理器。
如昂贵的视频游戏机微处理器等。
DSP本质上也属于专⽤微处理器DSP对系统结构和指令进⾏了优化设计，使其更适合于执⾏数字信号处理算法（如FFT，FIR等）。
DSP运⾏速度⾮常快，在数字信号处理的⽅⽅⾯⾯⼤显⾝⼿。
由于越来越⼴泛的领域需要⾼速数字信号处理，DSP也有越来越通⽤化的倾向，常常可以把DSP单独列成⼀类。
TI的DSP包括哪些系列？⾃1982年推出第⼀款DSP后，德州仪器公司（Texas Instrument简称TI）不断推陈出新、完善开发环境，以其雄厚的实⼒在业界得到50%左右的市场份额。
DSP技术(数字信号处理器)
DSP技术（数字信号处理器）DSP技术概况数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛DSP技术图解的应用。
数字信号处理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，以得到符合人们需要的信号形式。
数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。
数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。
反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。
而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。
数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。
例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。
可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。
这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。
1980年，日本NEC公司推出的μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP芯片。
在这之后，最成功的DSP芯片当数美国德州仪器公司（T exasInstruments，简称TI）的一系列产品。
TI公司在1982年成功推出其第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS320C40/C44，第五代DSP芯片TMS320C5X/C54X，第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX，集多片DSP 芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP 芯片TMS320C62X/C67X等。
DSP概述及存储器
60% Core Performance Boost Vs C’5409
High Performance
JTAG Test/ JTAG Test/ Emulation Emulation Control Control Muxed GP I/O Muxed GP I/O
Program/Data SRAM Program/Data SRAM 128K Words 128K Words
Copyright © 2003 Texas Instruments. All rights reserved.
TMS320C54x系列DSP TMS320C54x系列DSP
TMS320C54x系列DSP概述
C54x DSP具有很高操作灵活性和速度。它具有先进的修 正哈佛结构（一条程序总线、三条数据总线和四条地址总线）、 专门硬件逻辑的CPU、片内存储器、片内外设和专用的指令集、 将C54x DSP的CPU和片内存储器与外设配置组合在一起的螺 旋结构，使得它可以满足电子市场众多领域的应用要求： C54x DSP具有以下优点：
DSP的应用
DSP已经在信号处理、通信、雷达等领域得到广泛的应 用。目前，DSP的价格越来越低，性能价格比日益提高，具 有巨大的应用潜力。DSP的应用主要有： ☆ 用数字信号处理，如数字滤波、自适应滤波、相关 算、快速傅立叶变换等； ☆ 通信领域，如数据加密、数据压缩、传真、移动电 网络通信等； ☆ 语音处理，如语音编码、语音合成、语音识别、语 增强、语音存储等； ☆ 图形/图像，二维或三维图形处理、图像压缩与传输、 指纹识别、图像识别等；
DSP主要特点
根据数字信号处理的要求，DSP一般具有如下的主要特点： ☆ 在一个指令周期内，可完成一次乘法和一次加法； ☆ 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； ☆ 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线， 在两块芯片中同时访问； ☆ 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； ☆ 快速的中断处理和硬件I/O接口支持； ☆ 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； ☆ 可以并行执行多个操作； ☆ 支持流水线操作，使取指、译码、取操作数和执行等 操作可以重叠执行。
DSP芯片型号,DSP芯片选型
DSP芯片型号,DSP芯片选型现在市面上的DSP产品很多，定点DSP有200多种，浮点DSP有100多种。
主要生产：TI 公司、AD公司、Lucent、Motorola和LSI Logic公司。
主导产品：TI 公司的TMS320C54xx（16bit 定点）、TMS320C55xx（16bit 定点）、TMS320C62xx（32bit 定点）、TMS320C67xx（16bit 浮点）、Motorola公司的DSP68000系列。
我们在DSP选型时需要注意什么？1、DSP芯片概述16bit定点DSP：最早以TMS320C10/C2X为代表，现在以TM320C2XX/C54XX为代表。
32 bit浮点DSP：代表产品ADSP21020、TMS320C3X通用DSP芯片的代表性产品包括TI公司的TMS320系列、AD公司ADSP21xx系列、MOTOROLA公司的DSP56xx系列和DSP96xx系列、AT&T公司的DSP16/16A 和DSP32/32C等单片器件。
TI的三大主力DSP产品系列为C2000系列主要用于数字控制系统；C5000（C54x、C55x）系列主要用于低功耗、便携的无线通信终端产品；C6000系列主要用于高性能复杂的通信系统。
C5000系列中的TMS320C54x系列DSP芯片被广泛应用于通信和个人消费电子领域。
在DSP系统的设计流程中，选择合适的器件非常重要，在确定了系统功能需求之后，通过先期的算法确定及性能模拟，我们要选择性价比最高的器件才能够为下一步开发提供便利。
DSP系统的设计流程图2，DSP芯片的选择方法一般而言，定点DSP芯片的价格较便宜，功耗较低，但运算精度稍低。
而浮点DSP芯片的优点是运算精度高，且C语言编程调试方便，但价格稍贵，功耗也较大。
例如TI 的TMS320C2XX/C54X系列属于定点DSP芯片，低功耗和低成本是其主要的特点。
而TMS320C3X/C4X/C67X属于浮点DSP芯片，运算精度高，用C语言编程方便，开发周期短，但同时其价格和功耗也相对较高。
DSP TMS320F240芯片引脚与功能
DSP第二次大作业一、详细描述F240,F2812芯片引脚的符号与功能。
1、TMS320F240芯片引脚与功能TMS320F240为TI公司所出品的定点式数字信号处理器芯片，具有强大的外围(64k I/O space、10 bit A/D Converter、Digital I/O peripheral) ，芯片内部采用了加强型哈佛架构(Enhanced Harvard Architecture)，由三个平行处理的总线─程序地址总线(PAB)、数据读出地址总线(DRAB)及数据写入地址总线(DWAB)，使其能进入多个内存空间。
由于总线之操作各自独立，因此可同时进入程序及数据存储器空间，而两内存间的数据亦可互相交换，使得其具有快速的运算速度，几乎所有的指令皆可在50ns 周期时间内执行完毕，内部的程控以管线式的方式操作(Pipeline operation)，且使用内存映像的方式，使其整体的效能可达到20MIPS，因此非常适用于实时运转控制，而对于速度较慢的外围亦提供了wait-states 的功能。
其引脚及功能如下所示：2、TMS320F2812芯片引脚与功能德州仪器所生产的TMS320F2812 数字讯号处理器是针对数字控制所设计的DSP，整合了DSP 及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制应用，如数字电机控制(digital motor control, DMC)、资料撷取及I/O 控制(data acquisition and control, DAQ)等领域。
针对应用最佳化，并有效缩短产品开发周期，F28x 核心支持全新CCS环境的C compiler，提供C 语言中直接嵌入汇编语言的程序开发介面，可在C语言的环境中搭配汇编语言来撰写程序。
值得一提的是，F28xDSP 核心支持特殊的IQ-math 函式库，系统开发人员可以使用便宜的定点数DSP 来发展所需的浮点运算算法。
F28x 系列DSP预计发展至400MHz，目前已发展至150MHz的Flash型式。
数字信号控制器TMS320LF2407中文详细资料(纯手打)
数字信号控制器TMS320LF2407DSP芯片，也称数字信号控制器，是一种具有特殊结构的微处理器。
DSP芯片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，可以快速实现各种数字信号处理算法。
TMS320LF2407芯片是TI公司 TMS320系列中的一种 16 位定点DSP芯片, 是目前应用最为广泛的芯片。
基于TMS320C2xxDSP的CPU核结构设计提供了低成本、低功耗、高性能的处理能力，对电机的数字化控制非常有用。
同时,几种先进的外设被集成到该芯片内,形成了真正意义上的数字控制器。
一、2407的基本特点和资源配置LF2407 DSP具有TMS320系列DSP的基本功能之外，还有其自身特点：➢采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功率损耗；30MIPS的执行速度是的指令周期缩短到33ns（30MHZ）,从而提高控制器的实时控制能力；➢基于TMS320C2XX DSP的CPU内核保证了TMS320LF2407DSP代码和TMS320系列DSP代码兼容；➢片内有高达32K字×16位的Flash程序存储器；高达2.5K×16位的数据/程序RAM；2K 字的单口RAM；➢SPI/SCI引导ROM;➢两个事件管理模块EVA和EVB，每个均包括如下资源：两个16位通用定时器；8个16位的脉宽调制通道（PWM），可以实现三相反相器控制、PWM的中心或边缘校正、当外部引脚\PDPINTX出现低电平时快速关闭PWM通道；防止击穿故障的可编程的PWM死去控制；对外部事件进行定时捕获的3个捕获单元；片内光电编码器接口电路；16通道的同步ADC转换器。
➢可扩展的外部存储器具有192K×16位空间，分别为64K字程序存储空间，64K字的数据存储空间和64K字的I/O存储空间；➢看门狗（WD）定时器模块；➢10位的ADC转换器，其特性为：最小转换时间为500ns，16个多路复用的输入通道、可选择两个事件管理器来触发两个8通道输入ADC转换器或一个16通道输入的A/D转换器；➢基于锁相环（PLL）的时钟发生器；➢高达41个可单独编程或复用的通用输入输出引脚（GPIO）；➢5个外部中断（两个驱动保护、复位和两个可屏蔽中断）；➢电源管理，具有3种低功耗模式，能够独立的将外围器件转入低功耗工作模式；二、数字和混合信号的外设●事件管理器；●CAN(Controller Area Network)，即控制器区域网；●串行通信接口（SCI）和16位串行外部设备接口（SPI）；●模数转换器（ADC）；●系统保护，例如低电压保护和看门狗定时器。
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DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信
号处理器
TMS320C54x TM DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器。
C54x DSP 满足了实时嵌入式应用的一些要求，例如通信方面的应用。
C54x的中央处理单元（CPU）具有改进的哈佛结构，它的特点是最小化的功耗和高度的并行性。
除此之外，C54x中多样化的寻址方式和指令集也大大提高了整个系统的性能。
1.1 TMS320系列DSP简介
TMS320TM系列DSP包括定点DSP、浮点DSP和多处理器DSP（也称DSPs），其结构是专门为实时的信号处理设计的。
TMS320系列DSP有以下一些特性使得该系列的产品有着宽敞的应用领域：
❑专门灵活的指令集。
❑固有的操作灵活性。
❑高速运行的性能。
❑创新的并行结构。
❑成本效率高。
❑对C语言的友好的结构。
1.1.1 TMS320系列DSP的历史、进展和优势
今天，TMS320 DSP系列包括三大DSP平台：TMS320C2000TM、TMS320C5000TM和TMS320C6000TM。
在C5000TM DSP平台中又包含三代产品：TMS320C5x TM、TMS320C54x TM 和TMS320C55x TM系列。
C5000 DSP平台中的器件都采纳了相同的CPU结构，但结合了不同的片内储备器和外设结构。
这些不同的结构满足了世界范畴内电子市场的专门多领域的需要。
当把储备器、外设和CPU结合起来集成到单个芯片上时，整个系统的费用就大大地降低了，电路板的体积也减小了。
图1-1所示为TMS320系列器件的演化过程。
控制最优化平台高效益平台
高性能平台
图1-1 TMS320系列DSP的演化过程
1.1.2 TMS320系列DSP的典型应用
表1-1列出了TMS320系列DSP的一些典型的应用。
TMS320 系列DSP与标准的微处理器/微运算机器件相比，能够为传统信号处理咨询题提供更合适的处理方式，例如处理语音合成和滤波咨询题。
TMS320系列DSP也支持多个操作需要同时进行处理的复杂应用场合。
表1-1 TMS320 系列DSP的典型应用
1.2 TMS320C54x DSP简介
C54x TM DSP的操作灵活性高，速度快。
它具有高级的改进哈佛结构（1条程序储备器总线、3条数据储备器总线和4条地址总线）、带有专用逻辑功能的CPU、片内储备器、片内外设和高度专业化的指令集。
后续的DSP器件把C54x的CPU和专用的片内储备器及外设结合起来。
这些产品差不多同时今后也会连续得到进展，为电子市场上的专门领域服务。
C54x器件具有以下优势：
❑围绕1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线而建立的增强型哈佛结构，提供更好的性能和多样性。
❑具有高度并行和专用硬件逻辑的CPU设计，提供更高性能。
❑高度专用的指令集，提供更快的代数运算，提供优化的高级语言操作。
❑模块化的结构设计，为后续产品的快速进展提供方便。
❑高级IC处理技术为其提供更好的性能和低功耗。
❑新的静态设计技术实现低功耗和小辐射。
1.3 TMS320C54x DSP的要紧特点
本节列出了C54x DSP的要紧特性。
❑CPU
➢高级多总线结构，具有1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线。
➢40位的算术逻辑单元（ALU），包括一个40位桶形移位器和两个独立的40位累加器。
➢17位⨯17位并行乘法器和一个40位专用加法器结合完成非流水线的单周期乘/累加（MAC）操作。
➢比较、选择、储备单元（CSSU）是一个专用的硬件单元，用于Viterbi解码时的加法/比较/选择操作。
➢在单周期内运算40位累加器中的值的指数的指数编码器。
➢两个地址产生器，包括8个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术单元。
➢一些DSP器件具有多CPU核结构。
❑储备器
➢192K字⨯16位可寻址的储备器空间（64K字程序空间，64K字数据空间和64K 字I/O口）。
C548、C549、C5402、C5410和C5420带有扩展程序储备器。
➢片内结构如表1-2所示（单位：K字）
表1-2 TMS32054x DSP的片内结构
①双存取RAM。
②单存取RAM。
❑指令集
➢单指令重复和块重复操作。
➢储备器块搬移指令提供更好的程序和数据治理。
➢具有32位长操作数指令。
➢同时读取2 3个操作数的指令。
➢并行存取的算术指令。
➢条件储备指令。
➢快速中断返回。
❑片内外设
➢软件编程的等待状态发生器。
➢可编程的块切换逻辑。
➢片内锁相环（PLL）时钟产生器带有内部振荡器或外部时钟源。
假如是外部时钟源，表1-3所示器件选项中任一项都有若干可选的乘数值。
每一种器件
只能从所列的某一种选项中提供时钟模式的选择。
表1-3 器件选项
①C541B、C545A、C546A、C548、C549、C5402、C5410和C5420都有一个软件可编程的PLL和两个附加的饱和模式。
软件可编程的PLL在8.5.2小节讲明，饱和模式在4.1.2小节处理器模式状态寄存器（PMST）中讲明。
➢外部关总线操纵使外部数据总线、地址总线和操纵信号无效。
➢数据总线有保持的特性。
➢可编程定时器。
➢端口，如表1-4所示。
表1-4 端口
❑速度
单周期定点指令执行时刻为25/20/15/12.5/10ns（40MIPS/50MIPS/66MIPS/80MIPS/ 100MIPS），如表1-5所示。
表1-5 速度
❑功耗
➢功耗操纵由IDLE1、IDLE2和IDLE3指令可进入节电模式。
➢操纵可使CLKOUT信号无效。
❑仿真
IEEE标准1149.1边界扫描逻辑对接到片内基于扫描的仿真逻辑。