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1.1 DSP 技术的概念及其发展1

第一章 绪论1

1.2 数字信号处理的优势所在2

1.2.1 可程控2

1.2.2 稳定性好3

1.2.3 可重复性好3

1.2.4 抗干扰性能好3

1.2.5 实现自适应算法3

1.2.6 数据压缩4

1.2.7 大规模集成4

1.2.8 模拟信号处理的不可替代性4

1.3 DSP 处理器的主要结构特点5

1.3.1 哈佛结构和改善的哈佛结构5

1.3.3 硬件乘法器和乘加指令 MAC6

1.3.2 流水技术(Pipeline)6

1.3.4 独立的直接存储器访问(DMA)总线及其控制器7

1.3.5 数据地址发生器(DAG)7

1.3.6 丰富的外设(Peripherals)8

1.3.7 定点 DSP 处理器与浮点 DSP 处理器8

1.4 如何评价 DSP 处理器9

1.4.1 传统的性能评价方法，MIPS、MOPS 和 MACS10

1.4.2 应用型评价指标11

1.4.3 核心算法评价指标11

1.4.4 核心算法执行情况的测量12

1.4.5 评价结果13

1.4.6 应用分析14

1.4.7 其他考虑15

1.4.8 EEMBC 性能指标16

1.5 如何选择 DSP 处理器17

1.5.1 数据格式18

1.5.2 数据宽度18

1.5.3 速度19

1.5.4 存储器的安排20

1.5.5 容易开发21

1.5.6 支持多处理器22

1.5.7 功耗与电源管理23

1.5.8 成本23

1.5.9 结论23

第二章 DSP 处理器的发展及典型 DSP 芯片介绍25

2.1.3 高效的存储器访问26

2.1.2 多个执行单元26

2.1.1 硬件乘法器及乘-加单元26

2.1 DSP 处理器实现高速运算的途径26

2.1.4 数据格式27

2.1.5 零开销循环28

2.1.6 数据流的线性 I/O28

2.1.7 专门的指令集28

2.2 当前 DSP 处理器结构的发展趋势29

2.2.1 传统的 DSP 处理器29

2.2.2 强化的传统结构 DSP 处理器30

2.2.3 并行结构30

2.2.4 单指令多数据(SIMD)33

2.2.5 其他形式的 DSP 处理器34

2.2.6 结论35

2.3 新近推出的 DSP 核和 DSP 处理器35

2.3.2 MOTOROLA 基于 STAR*CORE 的 DSP 处理器 MCS810136

2.3.1 LUCENT 和 MOTOROLA 联合开发的 STAR*CORE36

2.3.3 LUCENT 基于 STAR*CORE 的 DSP 处理器 STARPRO200038

2.3.4 AD 和 INTEL 联合开发的 DSP 核 BLACKFIN40

2.3.5 AD 公司基于 BLACKFIN 核的 DSP 处理器 ADSP-2153540

2.3.6 TI 公司的 TMS320C55x42

2.3.7 TI 公司的 TMS320C64x43

2.3.8 几种新的 DSP 处理器的比较44

2.4 系统的芯片集成(SoC)44

2.4.1 2G 手机简要介绍44

2.4.2 3G 手机中的 SoC46

2.4.3 使用 SoC 的 IP 电话50

第三章 德州仪器公司(TI)的系列 DSP53

3.1 TMS320C2000系列 DSP53

3.1.1 TMS320C24x 系列 DSP 控制器54

3.1.2 TMS320C28x 系列 DSP69

3.2 TMS320C5000系列 DSP74

3.2.1 TMS320C54x 系列 DSP74

3.2.2 TMS320C55x 系列 DSP97

3.3 TMS320C6000系列 DSP110

3.3.1 应用领域110

3.3.2 C6000系列 DSP 的硬件结构111

3.3.3 C6000的寻址模式116

3.3.4 指令和功能单元之间的映射117

3.3.5 并行操作118

3.3.6 容易开发119

3.3.7 TMS320C62x 系列 DSP 各片种汇总表119

3.3.8 TMS320C67x 系列 DSP 各片种汇总表121

3.3.9 TMS320C64x 系列 DSP 各片种汇总表122

第四章 DSP 的开发环境与工具123

4.1 代码生成工具124

4.1.1 汇编器126

4.1.2 连接器127

4.1.3 段的定义128

4.1.4 连接器如何使用段131

4.1.5 优化 C 编译器143

4.1.6 归档器155

4.1.7 绝对列表器156

4.1.8 交叉引用列表157

4.1.9 十六进制转换工具158

4.1.10 其他辅助工具160

4.2 系统集成与调试工具160

4.2.1 软仿真器(Simulator)160

4.2.2 DSK 系列评估工具以及标准评估模块(EVM)162

4.2.3 硬仿真器 Emulators(XDS510)164

4.3 集成开发环境 CCS166

4.3.1 CCS 的功能167

4.3.2 为 CCS 安装设备驱动程序167

4.3.3 利用 CCS 开发 DSP 程序流程168

4.3.4 探针(probe points)工具的使用172

4.3.5 图形工具的使用173

4.3.6 分析工具(profile points)的使用175

4.3.7 DSP/BIOS 的功能177

4.4 实时操作系统(RTOS)189

4.4.1 RTOS 的功能189

4.4.2 RTOS 的几个重要评价指标190

4.4.3 几种商用 RTOS 的简单介绍192

5.1 DSP 方案设计基础198

第五章 DSP 方案工程实现198

5.2 数字化基础202

5.2.1 模拟信号、离散信号与数字信号202

5.2.2 离散时间系统204

5.3 模数转换(ADC/DAC)及电路设计208

5.3.1 信号的采样及奈奎斯特采样定理209

5.3.2 模拟数字转换(A/D)的原理及常用器件211

5.3.3 ADC 的技术指标和量化噪声分析216

5.3.4 DSP 应用方案中 ADC/DAC 的设计220

5.4 DSP 基本系统设计221

5.4.1 认识 DSP 芯片221

5.4.2 DSP 引导方式选择223

5.4.3 采用 EPROM 并口引导的引导表设计225

5.4.4 DSP 扩展存储器设计227

5.4.5 DSP 时钟设计230

5.4.6 DSP 的电源设计232

5.4.7 DSP 的电平转换电路设计234

5.4.8 DSP 的省电模式的考虑与设计236

5.5 系统软件设计238

5.5.1 汇编源程序的编写238

5.5.2 汇编语言指令集240

5.5.3 汇编编译指令的使用241

5.5.4 宏及宏的使用247

5.5.5 命令文件的编写249

5.5.6 系统程序的编译251

5.5.7 系统程序的调试252

5.6 基于 DSP 的方案设计举例252

5.6.1 DSP 处理器的选择253

5.6.2 原理设计254

5.6.3 各功能模块设计255

5.7 中断与中断编程265

5.7.1 接受中断请求267

5.7.2 响应中断268

5.7.3 执行中断服务程序(ISR)269

5.7.4 保护中断现场269

5.7.5 中断延时269

5.7.6 中断操作的总结270

5.8 DSP 的流水操作与编程272

5.8.1 DSP 流水线概述272

5.8.2 双访问存储器和流水线274

5.8.3 单访问存储器和流水线277

5.8.4 流水线延时279

附录A：z 变换282

附录B：DSP 基带处理板原理图288

第六章 DSP 外设的应用编程297

6.1 计数器的使用与编程299

6.2 DSP 主机接口设计与使用301

6.2.1 HPI 接口设计301

6.2.2 HPI 接口应用编程303

6.3 DSP 缓冲串口的使用307

6.3.1 缓冲串口的控制寄存器307

6.3.2 缓冲串口中缓冲区的设置311

6.3.3 BSP 串口的初始化312

6.3.4 BSP 串口的中断服务程序313

6.4 DSP 多通道缓冲串口(MeBSP)的设计与应用314

6.4.1 McBSP 概述315

6.4.2 McBSP 串口的数据发送与接收流程326

6.4.3 多通道工作模式331

6.4.4 编程举例335

6.5 DSP 的 DMA 控制与操作340

6.5.1 DMA 操作与配置340

6.5.2 DMA 传输的源地址和目标地址的修改347

6.5.3 DMA 应用编程349

第七章 通用数字信号处理方法及其 DSP 实现354

7.1 DSP 的基本算术运算354

7.1.1 整数除法和求模运算354

7.1.2 小数乘法和除法运算358

7.1.3 双精度运算360

7.2 无限冲激响应(IIR)滤波器及其 DSP 实现362

7.2.1 IIR 滤波器的结构363

7.2.2 双线性变换法设计 IIR 滤波器367

7.2.3 IIR 滤波器的编程实现370

7.3 有限冲激响应(FIR)滤波器及其 DSP 实现373

7.3.1 线性相位数字滤波器结构373

7.3.2 用傅氏级数设计 FIR 滤波器376

7.3.3 FIR 滤波器的 DSP 实现378

7.3.4 用窗函数改善 FIR 滤波器特性384

7.4 自适应滤波的实现387

7.4.1 自适应滤波器的应用388

7.4.2 自适应滤波器的体系结构391

7.4.3 LMS 自适应算法394

7.4.4 自适应滤波器的 DSP 实现396

7.5 快速傅里叶变换(FFT)400

7.5.1 时间抽取 FFT 算法分析401

7.5.2 频率抽取 FFT 算法分析404

7.5.3 FFT 编程举例407

8.1 数字振荡器419

8.1.1 数字振荡器工作原理419

第八章 DSP 应用方案举例419

8.2 双音多频(DTMF)信号的产生与检测422

8.2.1 DTMF 信号的产生423

8.2.2 DTMF 信号的检测425

8.2.3 对 DSP 的速度和存储器的要求429

8.3 多 DSP 平台的 IP 电话430

8.3.1 概述430

8.3.2 语音接口431

8.3.4 信道分配和串口432

8.3.3 线路接口和帧形成器432

8.3.5 系统控制433

8.3.6 DSP 的接口和应用软件435

8.3.7 操作系统435

8.3.8 信号处理算法436

8.3.9 语音编码437

8.3.10 回声消除437

8.3.11 抖动缓存器438

8.3.12 任务分配438

8.3.13 网络接口439

8.3.14 HPI 总线440

8.4 使用 DSP 实现 VITERBI 解码442

8.4.1 卷积编码和块编码442

8.4.2 VITERBI 算法(VA)和格形路径445

DSP 常用词汇英汉对照表449

参考文献455

8.1.2 数字振荡器程序设计491