基于DSP的開發/高速處理系統的設計
Design of Developing and Highspeed System Based on DSP
SUN Xiang′e，LIU Yicheng
(Electronic and Information Engineering College,Yangtze Univers ity，Jingzhou,434023,China)
Abstract：The frame of master/slave system made of PC and TMS320C32 is discussed after the character of TMS320C32 is introduced brieflyA highspeed digital sig nal processing system of DSP aim board and microcomputer is finished which the c entral computer had control over,and TMS320C32 DSP is respected for digital sig nal processing in order to realize real time and special user systemThe basis principle of DSP developing highspeed processing system is introduced i n detail,and work process is described tooThe method is recommended at last of which how to imply two kind of user system by the developing highspe ed processing system
Keywords：TMS320C32;developing system;high speed processing system;design
Keywords：TMS320C32;developing system;high speed processing system;design
數字信號處理器（Digital Signal Processor,DSP）集中體現了微電子學、數字信號處理、 計算技術三種學科，并在短時間內獲得飛速發展。他可以用于語音處理、圖形圖像處理、高速控制、數字通信、地震信號分析、生物醫學工程等多種與數字信號處理相關的領域。由于他能把數字信號處理的一些理論和算法實時實現，并迅速地推廣到應用方面，因此得到學術界和工程界的高度重視。開發DSP硬件和軟件需要有專用的開發工具。目前在PC機上實現D SP的軟硬件開發，或者PC機上利用DSP高速處理板加速運算，以便實時實現信號處理和儀器儀表等多種應用，已經成為工程界的熱門課題。
1TMS320C32的性能和特點
TMS320C32是美國TI公司生產的第三代32位浮點DSP芯片，該產品具有存儲空間大、運算精度高等特點。C32不僅提供了簡捷便利的使用模式和所有32位浮點DSP的良好性能，其系統造價也遠遠低于16位的定點DSP。C32與C3X家族擁有相互兼容的目標碼，而且與C4X家族的源碼也是相互兼容的，開辟了TI公司低造價、低成本生產32位浮點DSP芯片的新途徑。TMS320C32芯片不同于其他C3X產品的典型特征有：
(1)TMS320C32中央處理單元CPU。
(2)單指令執行周期為33 ns，40 ns，50 ns，對應的外部時鐘周期分別是60 MHz，50 MHz 和40 MHz。
(3) 具有2塊容量為256×32 B的雙向存取片上RAM。
(4)具有上電復位后自動引導程序的功能。
(5)1個串行口、2個計時器、2個DMA控制器、可編程的存儲器接口。
TMS320C32是美國TI公司生產的第三代32位浮點DSP芯片，該產品具有存儲空間大、運算精度高等特點。C32不僅提供了簡捷便利的使用模式和所有32位浮點DSP的良好性能，其系統造價也遠遠低于16位的定點DSP。C32與C3X家族擁有相互兼容的目標碼，而且與C4X家族的源碼也是相互兼容的，開辟了TI公司低造價、低成本生產32位浮點DSP芯片的新途徑。TMS320C32芯片不同于其他C3X產品的典型特征有：
(1)TMS320C32中央處理單元CPU。
(2)單指令執行周期為33 ns，40 ns，50 ns，對應的外部時鐘周期分別是60 MHz，50 MHz 和40 MHz。
(3) 具有2塊容量為256×32 B的雙向存取片上RAM。
(4)具有上電復位后自動引導程序的功能。
(5)1個串行口、2個計時器、2個DMA控制器、可編程的存儲器接口。
2基于TMS320C32的DSP系統構成
本系統用模塊式結構,硬件由不同類型的插件板組成，能插進PC插槽，軟件按功能分成多種軟件包，用戶可根據自己的要求，用這些軟件組成一個功能完備的系統，系統框圖如圖1所示。
本系統用模塊式結構,硬件由不同類型的插件板組成，能插進PC插槽，軟件按功能分成多種軟件包，用戶可根據自己的要求，用這些軟件組成一個功能完備的系統，系統框圖如圖1所示。
3基于TMS320C32的開發/高速處理系統設計思想
微型計算機以其豐富的軟件，可靠的性能及低廉的價格已經應用于各個領域中，但是在某些數字信號處理應用中，微型計算機顯得速度太慢，不能滿足用戶要求，而一般速度較高的小型機用于數字信號處理又因為價格較高而不能普及。如果把數字信號處理器的高速運算能力和微型計算機完善的操作系統結合在一起就能形成一個既能滿足數字信號處理速度上的需要，又能得到一個可以普及的數字信號處理系統。
對于本開發/高速處理系統，只要使用隨系統所給的實時調試軟件和開發板中的EPROM芯片，就可以在微型計算機上完成TMS320C32系統的實時軟件調試和數字信號處理方面的實時模擬。但是對于大多數用戶，在實時調試后還需要形成專用的高速處理系統，所以本系統是在力求實時性和實現用戶專用性設計的設計思想指導下完成的，他以TMS320C32為數字信號處理運算核心，以微機為控制系統，由DSP目標板和微機一起構成一個高速數字信號處理系統。
微型計算機以其豐富的軟件，可靠的性能及低廉的價格已經應用于各個領域中，但是在某些數字信號處理應用中，微型計算機顯得速度太慢，不能滿足用戶要求，而一般速度較高的小型機用于數字信號處理又因為價格較高而不能普及。如果把數字信號處理器的高速運算能力和微型計算機完善的操作系統結合在一起就能形成一個既能滿足數字信號處理速度上的需要，又能得到一個可以普及的數字信號處理系統。
對于本開發/高速處理系統，只要使用隨系統所給的實時調試軟件和開發板中的EPROM芯片，就可以在微型計算機上完成TMS320C32系統的實時軟件調試和數字信號處理方面的實時模擬。但是對于大多數用戶，在實時調試后還需要形成專用的高速處理系統，所以本系統是在力求實時性和實現用戶專用性設計的設計思想指導下完成的，他以TMS320C32為數字信號處理運算核心，以微機為控制系統，由DSP目標板和微機一起構成一個高速數字信號處理系統。
4開發/高速處理系統的基本原理
開發/高速處理板的原理圖如圖2所示，在這種設計方案中，把微型計算機和由TMS320C32處 理器組成的數字信號處理系統作為一個并行處理系統，根據各自的特長在并行系統中擔負著不同的任務：微型計算機主要承擔文件管理和用戶界面等方面的工作，而數字信號處理系統則用來完成系統中數字信號處理方面的運算。
本開發/高速處理板采用和微型計算機并行處理的設計思想，使本系統具有兩個突出特點：
在數字信號處理系統中只需考慮DSP目標板與微機之間的并行通信問題，而不需考慮二者之間的控制電路問題，從而使得DSP目標板的電路設計簡單，減少了元器件、降低了成本。
本開發/高速處理板是適于脫離微型計算機，單獨供電形成專用的數字信號處理系統。
在TMS320C32開發/高速處理系統中，由于具有EPROM，可以固化用戶應用程序，還有自動
復位電路、模擬接口，所以他可以構成一個獨立的運行系統。當開發/高速處理系統的硬件系統能夠滿足用戶的需要時，用戶還可以先在微型計算機上調試自己所需要的應用程序。由于本系統提供了實時調試軟件，給用戶開發實時應用程序提供了很大的方便，當用戶把實時程序調試完成后，即可以把程序固化在EPROM中，再把單一的+5 V電源加到TMS320C32目標板上，這個系統就可以按照用戶的需要進行工作了。
DSP目標板只占用微型計算機的并行打印口。
開發/高速處理板的原理圖如圖2所示，在這種設計方案中，把微型計算機和由TMS320C32處 理器組成的數字信號處理系統作為一個并行處理系統，根據各自的特長在并行系統中擔負著不同的任務：微型計算機主要承擔文件管理和用戶界面等方面的工作，而數字信號處理系統則用來完成系統中數字信號處理方面的運算。
本開發/高速處理板采用和微型計算機并行處理的設計思想，使本系統具有兩個突出特點：
在數字信號處理系統中只需考慮DSP目標板與微機之間的并行通信問題，而不需考慮二者之間的控制電路問題，從而使得DSP目標板的電路設計簡單，減少了元器件、降低了成本。
本開發/高速處理板是適于脫離微型計算機，單獨供電形成專用的數字信號處理系統。
在TMS320C32開發/高速處理系統中，由于具有EPROM，可以固化用戶應用程序，還有自動
復位電路、模擬接口，所以他可以構成一個獨立的運行系統。當開發/高速處理系統的硬件系統能夠滿足用戶的需要時，用戶還可以先在微型計算機上調試自己所需要的應用程序。由于本系統提供了實時調試軟件，給用戶開發實時應用程序提供了很大的方便，當用戶把實時程序調試完成后，即可以把程序固化在EPROM中，再把單一的+5 V電源加到TMS320C32目標板上，這個系統就可以按照用戶的需要進行工作了。DSP目標板只占用微型計算機的并行打印口。
EPROM、SRAM及命令口占用TMS320C32地址內存分配如表1所示。
C32口地址分配如表2所示。
5系統的工作過程
在硬件設計中相關信號確定的基礎上，可以確定該系統的工作過程如下：
微型計算機和DSP目標板加電之后，TMS320C32的信號為低電平，使TMS320C32復位之后，C3 2檢
低電平，其他外部中斷信號則為高電平，因此C32將從EPROM中引導程序(EPROM中已固化了實用的數字信號處理程序)。
C32按照EPROM各程序中指定的起始地址開始放置程序，將全部程序引導到指定的地址段并 初始化C32的
控制寄存器之后，即跳轉到EPROM中的第一個程序開始運行。在本系統中，C32將等待和微型計算機進行數據交換或接收微型計算機命令，微型計算機根據實際應用程序的需要通過打印口向TMS320C32處理系統傳遞待處理的數據或接收TMS320C32處理系統的處理結果。
在硬件設計中相關信號確定的基礎上，可以確定該系統的工作過程如下：
微型計算機和DSP目標板加電之后，TMS320C32的
信號為低電平，使TMS320C32復位之后，C3 2檢低電平，其他外部中斷信號則為高電平，因此C32將從EPROM中引導程序(EPROM中已固化了實用的數字信號處理程序)。C32按照EPROM各程序中指定的起始地址開始放置程序，將全部程序引導到指定的地址段并 初始化C32的
控制寄存器之后，即跳轉到EPROM中的第一個程序開始運行。在本系統中，C32將等待和微型計算機進行數據交換或接收微型計算機命令，微型計算機根據實際應用程序的需要通過打印口向TMS320C32處理系統傳遞待處理的數據或接收TMS320C32處理系統的處理結果。6開發/高速處理板形成用戶系統的方法
利用實時調試軟件，用戶可以在微型計算機上完成TMS320C32系統的實時軟件調試和數字信 號處理方面的實時模擬，并可在軟件調試生成后形成專用的高速處理系統。對于用戶系統的形成一般分為2種情況：
(1)DSP目標板插在微型計算機的擴展槽中，或通過通訊口與微型計算機相連。
這種情況就是把數字信號處理的程序調試好后，形成一個專用的數字信號處理系統，需要完成的任務有：利用C32的實時調試軟件和C32目標板上的目標程序，調試用戶需要的數字信 號處理實時工作程序，當實時工作程序已調試完畢，用戶再根據自己的需要編制一個工作軟 件，以便在該應用程序中調用、管理DSP目標板，這時用戶必須做以下幾項工作：
首先調試TMS320C32的實時程序。 把調試好的TMS320C32的實時程序生成目的碼，燒結在EPROM中。 在微機上編制通過打印口和TMS320C32交換數據的程序。
一般的工作過程是：微型計算機和DSP目標板加電之后，TMS320C32的 信號為低電平，TMS320C32復位之后，C32將從EPROM中引導程序 。引導完成之后即可進入到應用程序中，等待和微型計算機進行數據 交換或接收微型計算機命令，微型計算機根據實際應用程序的需要通過打印口向TMS320C32 處理系統傳遞待處理的數據或接收TMS320C32處理系統的處理結果。
(2)開發/高速處理板脫離微型計算機，單獨供電形成的專用數字信號處理系統。
在本開發/高速處理系統中，由于具有EPROM可固化用戶程序，還有自動 復位電路、模擬接 口電路，因而他是一個獨立的運行系統。當開發/高速處理系統的硬件系統能滿足用戶的需 要時，用戶在微型計算機上調試自己所需要的實時程序后，就可以將程序固化在EPROM中， 把開關選擇在手動或自動復位狀態，再把單一的+5 V電源加到TMS3 20C32開發板中，這樣就形成了一個可以按照用戶要求進行工作的單獨供電的數字信號處理 系統。
利用實時調試軟件，用戶可以在微型計算機上完成TMS320C32系統的實時軟件調試和數字信 號處理方面的實時模擬，并可在軟件調試生成后形成專用的高速處理系統。對于用戶系統的形成一般分為2種情況：
(1)DSP目標板插在微型計算機的擴展槽中，或通過通訊口與微型計算機相連。
這種情況就是把數字信號處理的程序調試好后，形成一個專用的數字信號處理系統，需要完成的任務有：利用C32的實時調試軟件和C32目標板上的目標程序，調試用戶需要的數字信 號處理實時工作程序，當實時工作程序已調試完畢，用戶再根據自己的需要編制一個工作軟 件，以便在該應用程序中調用、管理DSP目標板，這時用戶必須做以下幾項工作：
首先調試TMS320C32的實時程序。 把調試好的TMS320C32的實時程序生成目的碼，燒結在EPROM中。 在微機上編制通過打印口和TMS320C32交換數據的程序。
一般的工作過程是：微型計算機和DSP目標板加電之后，TMS320C32的
信號為低電平，TMS320C32復位之后，C32將從EPROM中引導程序 。引導完成之后即可進入到應用程序中，等待和微型計算機進行數據 交換或接收微型計算機命令，微型計算機根據實際應用程序的需要通過打印口向TMS320C32 處理系統傳遞待處理的數據或接收TMS320C32處理系統的處理結果。 (2)開發/高速處理板脫離微型計算機，單獨供電形成的專用數字信號處理系統。
在本開發/高速處理系統中，由于具有EPROM可固化用戶程序，還有
自動 復位電路、模擬接 口電路，因而他是一個獨立的運行系統。當開發/高速處理系統的硬件系統能滿足用戶的需 要時，用戶在微型計算機上調試自己所需要的實時程序后，就可以將程序固化在EPROM中， 把開關選擇在手動或自動復位狀態，再把單一的+5 V電源加到TMS3 20C32開發板中，這樣就形成了一個可以按照用戶要求進行工作的單獨供電的數字信號處理 系統。 文章版權歸西部工控xbgk所有，未經許可不得轉載。
上一篇：數字濾波器濾除電子測量系統中
服務咨詢