DSP知识总结

MADEBYBAOYILIU一、TMS320X2812的结构资源及性能1、简单介绍TMS320X2812TMS320X2812是TI公司推出的32位定点DSP芯片。采用先进的哈佛总线结构（哈佛总线的主要特点：是将程序和数据放在不同的存储空间内，每个存储空间都可以独立的访问，而且程序总线和数据总线分开，从而使数据的吞吐率提高了一倍。冯·诺依曼结构是将程序、数据和地址存储在同一个空间中，统一进行编码。）主频150M，指令周期6.67ns；内核电压1.8V，I/O电压3.3V；采用流水线操作（8级流水线处理器），每条指令的执行分别划分为取指令、译码、取数、执行等若干步骤，由片内多个功能单元分别完成，支持任务的并行处理。TMS320X2812所有引脚输入电平均与TTL电平兼容，而输出电平位3.3V的CMOS电平(注：引脚绝对不能输入5V电压，否则会烧毁芯片)表1-1TTL电平标准引脚电气方向高电平低电平输入2.0V1.2V输出2.4V0.8V表1-2CMOS电平标准引脚电气方向高电平低电平输入0.7Vcc0.3Vcc输出0.9Vcc0.8V表1-3TMS320X2812的硬件特点硬件特点TMS320F2812TMS320C2812指令周期（150MHz）6.67ns6.67ns内核电压（150MHz）1.9V1.9VI/O电压3.3V3.3v片上RAM18K16位18K16位片上Flash128K16位无片上ROM无128K16位BootROM有有掩膜ROM有有片内Flash/ROM/SRAM的密码保护有有外部存储接口有有看门狗定时器有有32位CPU定时器有有事件管理器EVA、EVBEVA、EVB12位ADC16通道16通道串行通信接口SCISCIA、SCIBSCIA、SCIB串行外围接口SPI有有局域网控制器CAN通信有有多通道缓冲串行接口McBSP有有复用的数字I/O引脚56个56个MADEBYBAOYILIU外部中断源3个3个封装179针的BGA176针的LQFP179针的BGA176针的LQFP工作温度范围A:-40~+85℃S:-40~+125℃A:-40~+85℃S:-40~+125℃2、F系列和C系列的区别C系列片内含有128K16的ROM，而F系列片内含有128K16的Flash。3、DSP选型主要考虑哪些方面答：1、系统特点。（C2000系列处理器提供多种控制系统使用外围设备，比较适合控制领域；C5000系列处理器具有处理速度快，功耗低，相对成本低等特点，比较适合便携设备及消费类电子设备使用；C6000系列处理器具有处理速度快、精度高等特点，更适合图像处理、通信设备等应用领域）2、算法格式。3、系统精度。4、处理速度。5、功耗。6、性能价格比。7、支持多处理器。8、系统开发的难易程度。二、TMS320X2812的硬件设计略三、存储器的结构表1-4总线名称位数PAB（ProgramAddressBus）程序地址总线22位DRAB（Data-ReadAddressBus）数据读地址总线32位DWAB（Data-WriteAddressBus）数据写地址总线32位PRDB（Program-ReadDateBus）程序读数据总线32位DRDB（Data-ReadDataBus）数据读地址总线32位DWDB（Data/Program-WriteDataBus）数据写地址总线32位四、时钟和系统控制1、锁相环是什么？有什么作用？答：锁相环是一种控制晶振使其相对于参考信号保持恒定相位的电路。主要作用是通过软件实时的配置片上外设时钟，提高系统的灵活性和可靠性。此外，由于使用软件可编程锁相环，所设计的系统处理器外部允许较低的工作频率，而片内经过锁相环电路为系统提供较高的系统时钟，可以有效地降低系统对外部时钟的依赖和电磁干扰，提高系统启动和运行的可靠性，降低系统对硬件的设计要求。表4-1XCLKIN和送至CPU的时钟信号CLKIN之间的关系PLL模式说明SYSCLKOUT/CLKIN禁止上电复位时通过将_XFPLLDIS引脚置底来进入该模式，PLL模块完全不使能。此时，XCLKINMADEBYBAOYILIU输入CPU的时钟由来自X1/XCLKIN引脚的时钟直接去驱动。X2引脚不使用旁路_XFPLLDIS为高电平时，PLL被使能；若此时上电默的PLL配置（PLLCR中DIV的值为0），则PLL自身被旁路。从X1/XCLKIN引脚输入的时钟信号除以2，然后送到CPUXCLKIN/2使能_XFPLLDIS为高电平时，PLL被使能；同时通过给PLLCR中位DIV写一个不为0的值来实现PLL的使能。时钟信号需要进入PLL模式进行n倍频，然后除以2，最后送至CPU（XCLKINn）/2注：实际使用通常使用第3中方式，即PLL使能。通常使用30MHz晶振为F2812提供时基，PLL控制寄存器PLLCR取最大值10的时候，送至CPU的时钟可以达到150MHz，这也是F2812所使能支持的最高时钟频率。2、高速时钟和低速时钟~SYSCLKOUT~经低速外设时钟预定标寄存低速外设：SCIA、器(LOSPCP07)变成LSPCLKSCIB、SPI、McBSP经高速外设时钟预定标寄存高速外设：EVA、EVB器(HISPCP07)变成HSPCLK和ADC问：低速外设时钟（LSPCLK）一定比高速外设时钟（HSPCLK）慢吗？答：不一定。从LSPCLK和HSPCLK的计算公式可以看出，这两个时钟信号的频率是独立无关的，各自分别取决于LOSPCP或者HISPCP的值，与其他因素没有关系。当给LOSPCP寄存器所附的值小于HISPCP寄存器所附的值时，LSPCLK的值就会大于HSPCLK的值。3、看门狗（Watchdog）F2812的看门狗电路有一个8位看门狗加法计数器WDCNTR，无论什么时候，如果WDCNTR计数达到最大值，看门狗模块就会产生一个输出脉冲，脉冲宽度为512个振荡器时钟宽度。问：F2812中看门狗的作用？答：其作用是为DSP的运行情况进行“把脉”，一旦发现程序跑飞或者状态不正常，便立即使DSP复位，提高系统的可靠性。问：防止看门狗计数器（WDCNTR）溢出的两种方法？答：1)、禁止看门狗，使得计数器WDCNTR无效。向看门狗控制寄存器（WDCR）中写0x0068；例程：1voidDisableDog(void)//关闭看门狗{EALLOW;SysCtrlRegs.WDCR=0x0068;MADEBYBAOYILIUEDIS;}2)、定时“喂狗”。通过软件向负责复位看门狗计数器的看门狗密钥寄存器（8位的WDKEY）周期性的写入0x55+0xAA，紧跟着0x55写入0xAA能够清除WDCNTR。当向WDKEY写入0x55时，WDCNTR复位到使能的位置；只有在向WDKEY写0xAA后才能使WDCNTR真正的被清除。写任何其他的值都会使系统立即复位。例程：2voidKickDog(void)//定时喂狗{EALLOW;SysCtrlRegs.WDKEY=0x0055;SysCtrlRegs.WDKEY=0x00AA;EDIS;}4、时钟与系统控制模块的寄存器表4-2看门狗与PLL寄存器名称地址地址空间说明HISPCP0x0000701A116高速外设时钟预定标寄存器LOSPCP0x0000701B116低速外设时钟预定标寄存器PCLKCR0x0000701C116外设时钟控制寄存器PLLCR0x00007021116PLL控制寄存器WDCNTR0x00007023116看门狗计数器寄存器WDKEY0x00007025116看门狗复位密钥寄存器WDCR0x00007029116看门狗控制寄存器1）、外设时钟控制寄存器（PCLKCR）15141312|111098保留ECANENCLK保留MCBSPENCLKSCIBENCLKSCIAENCLK保留SPIENCLK743210ReservedADCENCLK保留EVBENCLKEVAENCLKECANENCLK位14.该位置1，将使CAN外设的系统时钟有效。MCBSPENCLK位12.该位置1，将使McBSP外设的低速时钟（LSPCLK）有效。SCIBENCLK位11该位置1，将使SCIB外设的低速时钟（LSPCLK）有效SCIAENCLK位10该位置1，将使SCIA外设的低速时钟（LSPCLK）有效SPIENCLK位8该位置1，将使SPI外设的低速时钟（LSPCLK）有效ADCENCLK位3该位置1，将使ADC外设的高速时钟（HSPCLK）有效EVBENCLK位1该位置1，将使EVB外设的高速时钟（HSPCLK）有效EVAENCLK位0该位置1，将使EVA外设的高速时钟（HSPCLK）有效2)、高速外设时钟预定标寄存器（HISPCP）153|20保留HSPCLKHSPCLK位2~0。对于SYSCLKOUT有关的高速外设时钟（HSPCLK）的速率进行配置。如果HISPCP0,HSPCLK=SYSCLKOUT/（HISPCP2）。如果HISPCP=0，MADEBYBAOYILIUHSPCLK=SYSCLKOUT。000高速时钟=SYSCLKOUT/1100高速时钟=SYSCLKOUT/8001高速时钟=SYSCLKOUT/2（复位默认值）101高速时钟=SYSCLKOUT/10010高速时钟=SYSCLKOUT/4110高速时钟=SYSCLKOUT/12011高速时钟=SYSCLKOUT/6111高速时钟=SYSCLKOUT/143）、低速外设时钟预定标寄存器（LOSPCP）153|20保留LSPCLKLSPCLK位2~0。对于SYSCLKOUT有关的低速外设时钟（LSPCLK）的速率进行配置。如果LOSPCP0,LSPCLK=SYSCLKOUT/（LOSPCP2）。如果LOSPCP=0，LSPCLK=SYSCLKOUT。000高速时钟=SYSCLKOUT/1100高速时钟=SYSCLKOUT/8001高速时钟=SYSCLKOUT/2101高速时钟=SYSCLKOUT/10010高速时钟=SYSCLKOUT/4（复位默认值）110高速时钟=SYSCLKOUT/12011高速时钟=SYSCLKOUT/6111高速时钟=SYSCLKOUT/144）、PLL控制寄存器（PLLCR）154|30保留DIVDIV位3~0.控制PLL被旁路或不被旁路，并且当不被旁路时，设置PLL时钟的比例0000CLKIN=OSCCLK/2（PLL旁路）1000CLKIN=（OSCCLK8.0）/20001CLKIN=（OSCCLK1.0）/21001CLKIN=（OSCCLK9.0）/20010CLKIN=（OSCCLK2.0）/21010CLKIN=（OSCCLK10.0）/20011CLKIN=（OSCCLK3.0）/21011CLKIN=保留0100CLKIN=（OSCCLK4.0）/21100CLKIN=保留0101CLKIN=（OSCCLK5.0）/21101CLKIN=保留0110CLKIN=（OSCCLK6.0）/21110CLKIN=保留0111CLKIN=（OSCCLK7.0）/21111CLKIN=保留5）、看门狗计数器寄存器（WDCNTR）158|70保留WDCNTRWDCNTR位7~0。这些位包含WD计数器的当前值。8位计数器以WDCLK速率连续增加、如果计数溢出，看门狗会初始化复位状态。如果用一个有效地组合写WDKEY寄存器，那么计数器复位位0.6）、看门狗复位密钥寄存器（WDKEY）158|70保留WDKEYWDKEY位7~0。紧跟着0x55写入0xAA将清除WDCNTR位（见例程2）。写任何其他的值则会立即使看门狗复位。从WDCR寄存器读取返回的值7）、看门狗控制寄存器（WDCR）158|76|53|20保留WDFLAGWDDISWDCNKWDPSWDFALG位7。看门狗复位状态标志位，如果该位