本论文介绍一种以TI公司的TMS320VC5509A数字信号处理器为核心的

2.1TMS320C5509A最小系统设计TMS320C5509A的最小系统包括电源电路、时钟电路和复位电路。本论文介绍一种以TI公司的TMS320VC5509A数字信号处理器为核心的、以TVP5150为视频解码芯片的实时图像采集、处理与显示系统。TMS320VC5509A是TI公司生产的一款定点数字信号处理器，它具有价格便宜，运算速度快，功耗低等特点。作为核心器件，对整个系统实现总体控制；使用TVP5150作为图像解码芯片，对输入的模拟视频信号解码为8位的数字码流，解码后的码流存储到FIFO芯片AL422B中。TVP5150和AL422B通过一片CPLD连接，CPLD器件主要完成地址译码和一些逻辑控制功能。DSP将读取到的图像数据经过处理后发送到3.2寸液晶上，实现图像的显示。而外扩的512K×16bit的Flash和2M×16bit的SDRAM大大的提高了DSP的整体性能。TMS320VC5509A采用CCS平台进行开发和编程，完成整个采集过程的系统调度工作，这样使程序的可读性和可移植性大大增强，而CPLD用VHDL语言对进行编程，以完成逻辑控制功能。本系统与同类系统相比，具有体积小，结构简单，成本低，功耗低等特点。综上，本论文研究的是以TMS320VC5509A为核心的数字图像采集系统。主要研究一套基于数字信号处理的系统的硬件及底层软件的设计，以及图像数据的采集处理与编解码在DSP上的实现。主要完成以下内容：1.选择合适的元器件，绘制电器原理图，并生成PCB，完成PCB板的制作；2.分析图像采集时序与存储时序和控制要求，用VHDL语言进行CPLD编程，并对CPLD进行仿真；3.利用CCS对TMS320VC5509A进行开发和编程并对其代码进行优化；4.熟悉3.2寸TFT液晶的使用和控制方法，并将采集和处理后的图像数据发送到液晶显示，对图像采集系统进行初步测试；5.对所采集的图像进行简单的分析与处理探讨。TMS320VC5509A介绍伴随着电子技术的不断发展和新器件的不断出现,电子系统在各领域得到了广泛的应用。在这些领域的应用中,由于客观条件的限制,必然对仪器设备系统功耗的要求较高,因此低功耗系统的设计在这些应用领域中得到广泛重视。TMS320VC5509A(以下简称5509A)是德州仪器(TI)公司针对低功耗应用领域推出的一款低功耗高性能DSP,它是以数字信号处理器为核心的，它具有运算速度快，功耗低等特点，价格便宜。作为整个器件的核心，能够总体控制整个系统；TMS320C5509A的最小系统包括电源电路、时钟电路和复位电路。该系统和其它系统相比较，具有结构简单，体积小，功耗低，成本低等优势。作为本系统的核心器件,其最高工作频率可达到144MHz（31倍输入时钟频率），核电压为1.6V，IO口电压为3.3V。最低可支持0.9V的核心电压以0.05mW/MIP的低功耗运行。5509A由三部分组成，它们分别是：中央处理单元（CPU），存储空间，片上外设。CPU内部总线由一条读指令数据总线(32位),1条读指令地址总线(24位),3条读数据数据总线(16位),3条读数据地址总线(24位),2条写数据数据总线(16位),2条写数据地址总线(24位)组成。CPU提供2个MAC单元支持乘加运算,每个MAC可以完成一次17位×17位的乘法和一次40位的加法操作,结果送入累加器。采用2段分离的流水线:第1段为指令流水线;第2段为执行流水线。5509A内部有一个时钟发生器,为了减少功耗,时钟发生器和其他很多模块一样具有空闲(IDEL)模式。5509A支持2类外部存储器接口,即异步接口和同步接口，5509A支持丰富的外设接口,最高支持200MHz的时钟频率,片内具有双乘累加器,每周期可执行一条指令或两条并行指令,具有高达400MIPS的处理能力,是一款具有较高性价比的低功耗DSP芯片。TMS320VC5509A的I2C总线应用研究*徐林杰�杨三胜(中国船舶重工集团公司第七二二研究所�武汉�430079)1�TMS320VC5509A简介作为本系统的核心器件,5509A内核工作频率可达到144MHz(6.94ns),内核供电为1.6V。由3部分组成:中央处理单元(CPU)、内部存储器和片内外设。CPU内部总线由一条读指令数据总线(32位),1条读指令地址总线(24位),3条读数据数据总线(16位),3条读数据地址总线(24位),2条写数据数据总线(16位),2条写数据地址总线(24位)组成。CPU提供2个MAC单元支持乘加运算,每个MAC可以完成一次17位�17位的乘法和一次40位的加法操作,结果送入累加器。采用2段分离的流水线:第一段为指令流水线;第二段为执行流水线。5509A内部有一个时钟发生器,为了减少功耗,时钟发生器和其他很多模块一样具有空闲(IDEL)模式。5509A支持2类外部存储器接口,即异步接口和同步接口[2�3]。[2]�汪春梅,孙洪波.TMS320C55xDSP原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2009.[3]�方华刚,叶琅.DSP原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2005.TMS320C5509A的最小系统包括电源电路、时钟电路和复位电路。本论文介绍一种以TI公司的TMS320VC5509A数字信号处理器为核心的、以TVP5150为视频解码芯片的实时图像采集、处理与显示系统。TMS320VC5509A是TI公司生产的一款定点数字信号处理器，它具有价格便宜，运算速度快，功耗低等特点。作为核心器件，对整个系统实现总体控制；使用TVP5150作为图像解码芯片，对输入的模拟视频信号解码为8位的数字码流，解码后的码流存储到FIFO芯片AL422B中。TVP5150和AL422B通过一片CPLD连接，CPLD器件主要完成地址译码和一些逻辑控制功能。DSP将读取到的图像数据经过处理后发送到3.2寸液晶上，实现图像的显示。而外扩的512K×16bit的Flash和2M×16bit的SDRAM大大的提高了DSP的整体性能。TMS320VC5509A采用CCS平台进行开发和编程，完成整个采集过程的系统调度工作，这样使程序的可读性和可移植性大大增强，而CPLD用VHDL语言对进行编程，以完成逻辑控制功能。本系统与同类系统相比，具有体积小，结构简单，成本低，功耗低等特点。3.2TMS320VC5509A特点TMS320VC5509A(以下简称VC5509A)是TI推出的基于TMS320C55xDSP核的定点DSP。C55xDSP具有12组独立的总线,内部含有双乘法器(可达400MMACS),4个累加器(ACC),1个40位的算术逻辑单元(ALU)和1个40位的桶形移位器,大幅增强了DSP的运算能力。另外,C55x工作在0.9V下,其核的功耗仅为0.05mW/MIPS,并且设置了用户可控的低功耗IDLE域,包括CPU、DMA、Cache、片上外设、时钟产生器(CLKGEN)、外部存储器接口(EMIF)。用户可以在任意时刻对这些域进行独立控制,使其活动或空闲。VC5509A主频最高达200MHz,支持3种核电压:1.2V(108MHz)、1.35V(144MHz)和1.6V(200MHz),括号中的频率表示该电压支持的最高频率。当工作负荷要求低时,可在降低频率的同时降低电压,最大限度地节省功耗。片内集成了128K×16bits的SRAM,并具有EMIF,可以与SRAM、EEPROM、SDRAM等无缝连接。外设中集成了USB、ADC、IIC等模块。VC5509A的这些特点,使其非常适合于构成一个全功能的便携式DSP应用系统[4]。文章编号:100722780(2008)0620751205基于TMS320VC5509A的低功耗人机接口模块设计魏春娟1,2,郑喜凤1,丁铁夫1(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033,E2mail:[e-mail];2.中国科学院研究生院,北京100039)2.2.1TMS320VC5509A特点TMS320VC5509A(以下简称VC5509A)是TI公司生产的一款基于TMS320C55xDSP核的定点DSP。它具有下列特征：1）具有12组独立的总线,大幅增强了DSP的运算能力。2）一条受保护的指令流水线（流水线保护机制在必要的时候插入等待周期以防止读写操作脱离预期顺序)。3）工作在0.9V下,其核的功耗仅为0.05mW/MIPS,并且设置了用户可控的低功耗IDLE域,包括CPU、DMA、Cache、片上外设、时钟产生器(CLKGEN)、外部存储器接口(EMIF)。用户可以在任意时刻对这些域进行独立控制,使其活动或空闲。4）VC5509A兼容模式支持原来为TMS320C54×DSP编写的代码。5）VC5509A主频最高达200MHz,支持3种核电压:1.6V(200MHz)、1.35V(144MHz)和1.2V(108MHz),括号中的频率表示该电压支持的最高频率。当工作负荷要求低时,可在降低频率的同时降低电压,最大限度地节省功耗。6）1个指令缓冲器和1个独立的取出机制。因此，取指独立于其他的CPU操作。7）片内集成了128K×16bits的SRAM,而且还具有EMIF,它们可以与EEPROM、SDRAM、SRAM等无缝连接。8）外设中有ADC、IIC、USB等三种模块。VC5509A的这些特点,使其非常适合于构成一个全功能的便携式DSP应用系统[4]。DSP的主要部分是中央处理单元（CPU），它具有下列特征：（1）统一的程序∕数据存储器映射，映射包括可由24位地址访问的16M字节的程序空间和可由23位地址访问的8M字的数据空间。（2）64K字的用于和外围设备通信的I∕O空间。（3）支持16位和32位出栈、压栈操作的软件堆栈。用户可以用它来做数据存储和取回。CPU用这些堆栈来进行自动的现场保护（响应调用或中断）和恢复（返回调用或被中断的代码序列）。（4）多套数据和地址总线支持高度的并行性。1条32位的数据总线和1条24位的地址总线支持取指。3条16位的数据总线和3条24位的地址总线用于向CPU传输数据，2条16位的数据总线和2条24位的地址总线用于从CPU传输数据。（5）1个指令缓冲器和1个独立的取出机制。因此，取指独立于其他的CPU操作。（6）具有如下的计算块：1个40位的算术逻辑单元（ALU）、1个16位的ALU、1个40位的移位器、2个乘法累加器（MAC）。在一个周期内，每个MAC可执行一次17位乘17位的乘法运算（分数或是整数）和一次带有可选的32∕40位饱和度的40位加法或减法运算。（7）一条受保护的指令流水线。流水线保护机制在必要的时候插入等待周期以防止读写操作脱离预期顺序。（8）数据地址产生单元支持线性寻址、循环寻址和位反转寻址。（9）中断控制逻辑可以停用（或屏蔽）某些可屏蔽的中断。（10）TMS320C5509A兼容模式支持原来为TMS320C54×DSP编写的代码。3.2TMS320VC5509A特点TMS320VC5509A(以下简称VC5509A)是TI推出的基于TMS320C55xDSP核的定点DSP。C55xDSP具有12组独立的总线,内部含有双乘法器(可达400MMACS),4个累加器(ACC),1个40位的算术逻辑单元(ALU)和1个40位的桶形移位器,大幅增强了DSP的运算能力。另外,C55x工作在0.9V下,其核的功耗仅为0.05mW/MIPS,并且设置了用户可控的低功耗IDLE域,包括CPU、DMA、Cache、片上外设、时钟产生器(CLKGEN)、外部存储器接口(EMIF)。用户可以在任意时刻对这些域进行独立控制,使其活动或空闲。VC5509A主频最高达200MHz,支持3种核电压:1.2V(108MHz)、1.35V(144MHz)和1.6V(200MHz),括号中的频率表示该电压支持的最高频率。当工作负荷要求低时,可在降低频率的同时降低电压,最大限度地节省功耗。片内集成了128K×16bits的SRAM,并