DSP实验学习心得

DSP实验学习心得DSP即为数字信号处理器(DigitalSignalProcessing)，是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。它的工作原理是将现实世界的模拟信号转换成数字信号，再用数学方法处理此信号，得到相应的结果。自从数字信号处理器(DigitalSignalProcessor)问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理，语音、语言处理，通用信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。随着成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合得到成功应用。DSP数字信号处理器DSP芯片采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构及改进的哈佛结构，较传统处理器的冯诺依曼结构具有更高的指令执行速度。其处理速度比最快的CPU快10-50倍。在当今数字化时代背景下,DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的“旗手”。最初的DSP器件只是被设计成用以完成复杂数字信号处理的算法。DSP器件紧随着数字信号理论的发展而不断发展。DSP发展最快，现在的DSP属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP芯核及外围组件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们日常消费领域，前景十分可观。近年来，随着通信技术的飞速发展，DSP已经成为信号与信息处理领域里一门十分重要的新兴学科，它代表着当今无线系统的主流发展方向。现在,通信领域中许多产品都与DSP密切联系，例如，Modem、数据加密、扩频通信、可视电话等。而寻找DSP芯片来实现算法最开始的目标是在可以接受的时间内对算法做仿真，随后是将波形存储起来，然后再加以处理。在短短的十多年时间，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。目前,DSP芯片的价格也越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP芯片的应用主要有:（1）信号处理--如，数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。（2）通信--如，调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、波形产生等。（3）语音--如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音储存等。（4）图像/图形--如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等。（5）军事--如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等。（6）仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。（7）自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制。（8)医疗--如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。（9)家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等DSP的发展前景DSP的功能越来越强，应用越来越广，达到甚至超过了微控制器的功能，比微控制器做得更好而且价格更便宜，许多家电用第二代DSP来控制大功率电机就是一个很好的例子。汽车、个人通信装置、家用电器以及数以百万计的工厂使用DSP系统。数码相机、IP电话和手持电子设备的热销带来了对DSP芯片的巨大需求。而手机、PDA、MP3播放器以及手提电脑等则是设备个性化的典型代表，这些设备的发展水平取决于DSP的发展。新的形势下，DSP面临的要求是处理速度更高，功能更多更全，功耗更低，存储器用量更少。这学期我们学习了DSP的理论课程，也进行了相应的实验，实际操作让我们学习的更加深入。我们的主处理芯片：TMS320VC5502PGF300；低功耗设计，比上一代C54XX器件功耗低30%左右；处理速度更快，双乘法器结构，处理速度600MMACS；软件程序兼容C54XXDSP；片内存贮空间32K×16Bit（DARAM）（64KBytes）；最大外部寻址空间8M×16Bit；SDRAM：1M×16Bit；2路8bit板上A/D接口；2路的TLC7528转换，5M/S，8Bit；片上UART接口，符合RS232标准；8Mbit扩展FLASH，存储大量固化程序和数据；设计有用户可以自定义的开关和测试指示灯；3U标准的DSP扩展总线，包括数据、地址、I/O、控制；4组标准扩展连接器，为用户进行二次开发提供条件；具有IEEE1149.1相兼容的逻辑扫描电路，该电路仅用于测试和仿真；+5V电源输入，内部+3.3V、+1.26V电源管理；高保真语音接口设计，双路语音采集，每路48K/S；4层板设计工艺，稳定可靠；具有自启动功能设计，可以实现脱机工作；可以选配多种应用接口板，包括图像板，网络板等；开发环境开发TMS320C55xx应用系统一般需要以下设备和软件调试工具：1．通用PC一台，安装Windows2000或WindowsXP操作系统及常用软件(如：WinRAR等)。2．TMS320C55xx评估板及相关电源。如：ICETEK–VC5502-A评估板。3．通用DSP仿真器一台及相关连线。如：ICETEK-5100USB仿真器。4．控制对象(选用)。如：ICETEK-CTR控制板。5．TI的DSP开发集成环境CodeComposerStudio。如：CCS3.1。6．仿真器驱动程序。7．实验程序及文档。ICETEK-DSP教学实验箱的硬件连接1．连接电源：打开实验箱，取出三相电源连接线(如右图)，将电源线的一端插入实验箱外部左侧箱壁上的电源插孔中。确认实验箱面板上电源总开关(位于实验箱底板左上角)处于“关”的位置，连接电源线的另一端至220V交流供电插座上，保证稳固连接。2．使用电源连接线(如右图，插头是带孔的)连接各模块电源：确认实验箱总电源断开。连接ICETEK-CTR板上边插座到实验箱底板上+12V电源插座；ICETEK-CTR板下边插座到实验箱底板上+5V电源插座；如使用PP(并口)型仿真器，则连接仿真器上插座到实验箱底板上+5V电源插座；连接DSP评估板模块电源插座到实验箱底板上+5V电源插座。注意各插头要插到底，防止虚接或接触不良。3．连接DSP评估板信号线：当需要连接信号源输出到A/D输入插座时，使用信号连接线(如右图)分别连接相应插座。4．接通电源：检查实验箱上220V电源插座(箱体左侧)中保险管是否完好，在连接电源线以后，检查各模块供电连线是否正确连接，打开实验箱上的电源总开关(位于实验箱底板左上角)，使开关位于“开”的位置，电源开关右侧的指示灯亮。构造DSP开发软件环境1．安装CCS软件(此文档假定用户将CCS安装在默认目录C:\CCStudio_v3.1中，同时也建议用户按照默认安装目录安装)⑵将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器。⑶打开教学光盘的“CCS3.1”目录。⑷双击其中的“Setup.exe”，进入安装程序。⑸选择“CodeComposerStudio”按照安装提示进行安装，并重新启动计算机。⑹安装完毕，桌面上出现两个新的图标2．安装DSP通用仿真器驱动需要安装两部分：(1)仿真器的Windows驱动程序（并口无需，usb口要安装）；(2)根据仿真的DSP芯片不同，设置仿真器在CCS环境中的对应驱动程序。⑴双击光盘中的“开发系统驱动\USB”目录下的usbdrv54x.exe文件，然后再打开的页面中输入ccs的安装路径，例如C:\CCStudio_v3.1⑵此时驱动已经被拷贝到C:\CCStudio_v3.1\icetek目录下。⑶然后把usb电缆连接到计算机的usb接口和usb仿真器上，计算机将提示找到新硬件，选择否，然后点下一步。3．安装实验程序双击光盘中的实验安装文件，自动解压缩后安装到C:\ICETEK目录下。例如：实验安装文件为“Setup5502A.exe”4．安装初始化仿真器程序将光盘中“工具”子目录下的“xdsresetUSB”目录拷贝到硬盘上的任意路径下，建议和实验程序目录放在一起，便一管理。然后用单击鼠标右键选择“xdsresetUSB”目录下“xdsrstusb”批处理文件，选择“发送到”-“桌面快捷方式”。注：如果您的CCS系统未安装在默认的C:\CCStudio_v3.1目录，请用鼠标右键单击桌面上“xdsrstusb”图标，选择“属性”，将“快捷方式”项和“起始位置”中的路径改成您所安装的路径。启动CCS启动Emulator方式：⑴首先将实验箱电源关闭。连接实验箱的外接电源线。⑵检查ICETEK-5100USB仿真器的黑色JTAG插头是否正确连接到ICETEK–VC5502-A板的J1插头上。注：仿真器的插头中有一个孔加入了封针，与J1插头上的缺针位置应重合，保证不会插错。⑶检查是否已经用电源连接线连接了ICETEK–VC5509-A板上的POW1插座和实验箱底板上+5V电源插座。⑷检查其他连线是否符合实验要求。检查实验箱上三个拨动开关位置是否符合实验要求。⑸打开实验箱上电源开关(位于实验箱底板左上角)，注意开关边上红色指示灯点亮。ICETEK–VC5502-A板上指示灯D5和D6点亮。如果打开了ICETEK-CTR的电源开关，ICETEK-CTR板上指示灯L1、L2和L3点亮。如果打开了信号源电源开关，相应开关边的指示灯点亮。⑹用实验箱附带的USB信号线连接ICETEK-5100USB仿真器和PC机后面的USB插座，注意ICETEK-5100USB仿真器上指示灯Power和Run灯点亮。⑺双击桌面上仿真器初始化图标：(8)如果进入CCS提示错误，先选“Abort”，然后用“初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器”初始化仿真器，如提示出错，可多做几次。如仍然出错，拔掉仿真器上USB接头(白色方形)，按一下ICETEK–VC5509-A板上S1复位按钮，连接USB接头，再做“初始化ICETEK-5100USB2.0仿真器”。(9)如果遇到反复不能连接或复位仿真器、进入CCS报错，请打开Windows的“任务管理器”，在“进程”卡片上的“映像名称”栏中查找是否有“cc_app.exe”，将它结束再试。退出CCS指示灯实验了解ICETEK-VC5502-AE板在TMS320VC5502DSP外部扩展存储空间上的扩展。了解ICETEK-VC5502-AE板上指示灯扩展原理。学习在C语言中使用扩展的控制寄存器的方法。TMS320VC5502DSP的EMIF接口：存储器扩展接口(EMIF)是DSP扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和寄存器映射的外设。-ICETEK-VC5502-AE评估板在EMIF接口上除了扩展了片外SDRAM外，还扩展了指示灯、DIP开关和D/A设备。具体扩展地址如下：0x400009，0x40000b：D/A转换控制寄存器0x400007：板上DIP开关控制寄存器0x400005：板上指示灯控制寄存器-与ICETEK-VC5502-AE评估板连接的ICETEK-CTR显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备：608001h：读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器608002h：液晶辅助控制寄存器608003h、608004h：液晶显示数据寄存器608005h：发光二极管显示阵列控制寄存器拨码开关控制实验了解ICETEK-VC5502-AE板在TMS320VC5502DSP外部扩展存储空间上的扩展。了解ICETEK-VC5502-AE板上拨码开关扩展原理。熟悉在C语言中使用扩展的控制寄存器的方法。TMS320VC5502DSP的EMIF接口：存储器扩展接口(EMIF)是DSP扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和寄存器映射的外设。-ICETEK-VC5502-AE评估板在EMIF接口上除了扩展了片外SDRAM外，还扩展了指示灯、DIP开关和D/A设备。具体扩展地址如下：0x400009，0x40000b：D/A转换控制寄存器0x400007：板上DIP开关控制寄存器0x400005：板上指示灯控制寄存器-与ICETEK-VC5502-AE评估板