DSP相关知识及TMS320F2812性能介绍精

1、第一章DSP相关知识及TMS320F281性能介绍数字信号处理（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。在通常的实时信号处理中，它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、 可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，这都是模拟系 统所不及的。1.1 DSP系统构成数字信号处理器是利用计算机或专用处理设备，在模拟信号变换成数字信号 以后，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等高 速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快1050倍。一个典型的DSP系统，输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。D

2、SP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作（MAC。最后，经过处理后的数字样值再经 D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。必须指出的是，上面给出的DSP系统模型是一个典型模型，但并不是所有的 DSP系统都必须具有模型中的所有部 件。1.2 DSP系统的特点数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优 占- 八、（1）接口和编程方便。DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备 都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接

3、口容易得多；另外，DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活 方便地对软件进行修改和升级。（2）稳定性和可重复性好。DSP系统以数字处理为基础，受环境温度、湿 度、噪声、电磁场的干扰和影响较小，可靠性高；数字系统的性能基本不受元器 件参数性能变化的影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。精度高。16位数字系统可以达到10-5的精度。（4）型滤波器、特殊应用。有些应用只有数字系统才能实现，例如信息无失真压缩、V线性相位滤波器等等。(5)集成方便。DSPS统中的数字部件有高度的规范性，便于大规模集成。当然，数字信号处理在高频信号处理上也存在一定的缺点。DSP系统中的高速时钟

4、可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题，而且 DSP系统消耗的功率也较大。此外, DSP技术更新的速度快，数学知识要求多，开发和调试工具还不尽完善。1.3 DSP芯片的应用DSP应用广泛，其主要应用市场为 3C领域，合占整个市场需求的 90%0 DSP是目前电子工业领域增长最迅速的产品之一，据世界半导体贸易统计组织发布的统 计和预测报告显示，19962008年，全球DSP市场将一直保持稳步增长，其中,2000年的增长率为37%, 2001年为8%,并且从2001年到2008年，增长率将逐年递增，2008年的增长率将达54%。因此，全球DSP市场的前景非常广阔，DSP产 业将成为21世纪最具发展潜力的

5、朝阳产业。很显然，目前随着我国3G的商用部署大规模展开和移动互联网的蓬勃发展, 在可预见的一段时间内，无线应用仍将是可编程 DSP市场的驱动引擎。不过，嵌入式DSP市场是一个更大的市场。随着有线市场走向复苏，VoIP电话变得更加重要。因此，DSP市场将在2009年及以后的时间里稳健地好转。因为无论何种形式 的DSP技术都是我们能够访问窄带、宽带或是无线互联网的唯一手段，它还是新 兴的分组电话市场的关键。没有 DSP就没有对互联网的访问，没有多媒体，也没有无线通信。例如，厂商们新推出多种款式可选择的独立器件、DSP与MPU相结合的器件、为执行DSP功能量身定做的MPU器件、以及许多公司为 ASI

6、C或SoC解决方案所提供的软硬DSP内核。在近20多年时间里，主要应用有：信号处理、通信、语音、图形 /图像、军 事、仪器仪表、自动控制、医疗、家用电器等。目前的硬盘空间相当大，这主要得 益于CDSP（可定制DSP的巨大作用。预计在今后的 PC机中，一个DSP即可完成 全部所需的多媒体处理功能。DSP也是消费类电子产品中的关键器件。由于 DSP的 广泛应用，数字音响设备的更新换代周期变得非常短暂。用于图像处理的DSP 一种用于JPEG标准的静态图像数据处理；另一种用于动态图像数据处理。1.4 TMS320F2812芯片的主要特性TMS320F281系列DSP（数字信号处理器）是TI公司最新推出

7、的数字信号处理 器，该系列处理器是基于 TMS320C2X内核的定点数字信号处理器。器件上集成了 多种先进的外设，为电机及其他运动控制领域应用的实现提供了良好的平台。同 时代码和指令与F24X系列数字信号处理器完全兼容，从而保证了项目或产品设计 的可延续性。与F24X系列数字信号处理器相比，F2812系列数字信号处理器提高 了运算的精度（32位）和系统的处理能力（达到150MIP9。该系列数字信号处 理器还集成了 128KB的Flash存储器，4KB的引导ROM数字运算表以及2KB的 OTP ROM从而大大改善了应用的灵活性。128位的密码保护机制有效地保护了产 品的知识产权。两个事件管理器模

8、块为电机及功率变换控制提供了良好的控制功 能。16通道高性能12位ADC单元提供了两个采样保持电路，可以实现双通道信号 同步采样。归纳起来，TMS320F2812系列DSP有以下特点。TMS320F2812有3个独立的片选信号，并且读/写时序可编程，兼容不同速率的外设扩展；通过配置外部接口寄存器，TMS320F28 i 2在访问外部设备时不必额外增加延时等待，既提高了程序的实时性又减少了代码量。TMS320F28 I 2是TI2000系列中功能最为强大的 DSP芯片。它是一种 32位 DSP 片内有 128KFLASH,18KSRAM, DART. 56 I/0,12MAD+I6路输入、指令处

9、理速 度高达150MPIS. TMS320F2812样片于2003年推出，经过了试用期，现在己经非 常成熟。国内公司己经开始陆续使用，其开发工具完备，购买渠道畅通，价格低 廉，是一款非常适合本课题需要的控制芯片。TMS320F 2812的时钟频率是150MHz即时钟周期是6.67ns。有众多的外设接 口，GPIO, SPI, SCIA, SCIB, McBSP, eCAN, SRAM. FLASH, EVA,EVB, ADC。这些 外设模块使TMS320F2812艮适用于控制领域。（1） TMS320F281系列DSP采用高性能的静态 COM技术主频达150MHz（时钟周期6.67ns）；采用

10、低电压供电，当主频为135MHZ时内核电压为1.8V，当主频为150MHZ寸 内核电压为1.9V，I/O引脚电压为3.3V。（2）支持JTAG边界扫描接口（3）高性能32位CPU支持16X16位和32 X 32位的乘法加法运算;支持16X16位的双乘法运算;采用哈佛总线结构模式;快速中断响应和中断处理能力;统一的存储设计模式;4MB的程序/数据寻址空间;高效的代码转换功能(支持C/C+和汇编)；与TMS320F24X/F240)系列数字信号处理器代码兼容。(4)片内存储空间片内Flash空间大小为128KX 16b,分为4个8KX 16b和6个16KX 16b存储 段；R0腕间：片内含128K

11、X 16位大小的ROMOTP ROI空 间大小：1KX 16b;L0和L1:两块4KX 16位的单周期访问RAM( SARAM ;H0 块8KX 16位的单周期访问 RAM( SARAM ;M0和 M1:两块1X 16位的单周期访问RAM( SARAM。(5)根只读存储器(Boot ROM) 4KX 16位带有软件启动的Boot模式;标准数学函数库。(6) 外部存储器接口有高达1MX 16b的总存储空间;可编程的等待时间;可编程读写选通计数器(Strobe Timing );三个独立的片选信号。(7) 时钟与系统控制支持动态锁相环倍频;片内振荡器;看门狗定时器模块。(8) 三个外部中断。(9)

12、 外部中断扩展(P日模块可支持96个外部中断，当前仅使用了 45个外部中断。(10) 128 位的密钥(Security Key/Lock )保护 Flash/OTP 和 L0/L1 SARAM防止ROM中的程序被盗。(11) 3个32位的CPI定时器。(12) 用于控制电机的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);两路串行通信接口( SCI)，标准的SCI 口;增强型CAN模块(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转换模块2X8通道的输入通道;单一或级联转换模式;最高转换速率为80nS/12.5MSps。(15) 最多有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出(GPIO弓I脚。(16) 先进的仿真模式具有实时分析以及设置断点的功能;支持硬件仿真。(17)开发工具DSP集成系统(Code Composer Studio，CCS ；JTAG仿真器。(18)低功耗模式和节能模式挂起模式(HALT ；支持空闲模式(IDLE)、等待模式(STANDBY、静止/使能独立外设时钟。(19)封装方式带外部存储器接口的179球形触点BGA