数字信号微处理器的原理及其开发应用 (2010 年度畅销榜NO.10056 )

本书全面而详细地介绍了TMS320C54x系列数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的硬件结构、工作原理、指令系统、应用设计和开发技术。本书可作为相关专业研究生和高年级本科生的教材，也可以作为从事DSP应用开发的科技人员的参考资料。\r\n
\r\n

第1章 概 论 \r\n\r\n 1. 1 DSP的简介 \r\n\r\n 1. 2 DSP的历史和发展 \r\n\r\n 1. 2. 1 Intel2920芯片 \r\n\r\n 1. 2. 2 u PD7720芯片 \r\n\r\n 1. 2. 3 TMS32010芯片 \r\n\r\n 1. 3 TI公司的DSP \r\n\r\n 1. 3. 1 主要特点 \r\n\r\n 1. 3. 2 典型应用 \r\n\r\n 第2章 硬件结构 \r\n\r\n 2. 1 总线结构 \r\n\r\n 2. 2 内部存储器的组织 \r\n\r\n 2. 2. 1 片内ROM \r\n\r\n 2. 2. 2 片内双操作RAM(DARAM) \r\n\r\n 2. 2. 3 片内单操作RAM(SARAM) \r\n\r\n 2. 2. 4 片内存储器的安全 \r\n\r\n 2. 2. 5 存储器映射寄存器 \r\n\r\n 2. 3 中央处理单元(CPU) \r\n\r\n 2. 3. 1 算术逻辑单元(ALU) \r\n\r\n 2. 3. 2 累加器 \r\n\r\n 2. 3. 3 定标移位器 \r\n\r\n 2. 3. 4 乘法／加法器单元 \r\n\r\n 2. 3. 5 比较选择存储单元CSSU \r\n\r\n 2. 4 数据寻址 \r\n\r\n 2. 5 程序寻址 \r\n\r\n 2. 6 流水线操作 \r\n\r\n 2. 7 片内外设 \r\n\r\n 2. 7. 1 通用I／O引脚 \r\n\r\n 2. 7. 2 软件可编程等待状态发生器 \r\n\r\n 2. 7. 3 可编程存储体转换逻辑 \r\n\r\n 2. 7. 4 主机接口(HPI) \r\n\r\n 2. 7. 5 硬件定时器 \r\n\r\n 2. 7. 6 时钟发生器 \r\n\r\n 2. 8 串行口 \r\n\r\n 2. 8. 1 同步串行I／O口 \r\n\r\n 2. 8. 2 缓冲串行口 \r\n\r\n 2. 8. 3 分时复用串行口 \r\n\r\n 2. 9 外部总线接口 \r\n\r\n 2. 10 IEEE标准1149. 1扫描逻辑电路 \r\n\r\n 第3章 存储器 \r\n\r\n 3. 1 存储器空间 \r\n\r\n 3. 2 程序存储器 \r\n\r\n 3. 2. 1 程序存储器的组织 \r\n\r\n 3. 2. 2 片内ROM的组织 \r\n\r\n 3. 2. 3 程序存储器的地址和片内ROM的内容 \r\n\r\n 3. 2. 4 片内ROM的代码内容和分布 \r\n\r\n 3. 3 数据存储器 \r\n\r\n 3. 3. 1 数据存储器的配置 \r\n\r\n 3. 3. 2 片内RAM的组织 \r\n\r\n 3. 3. 3 数据存储器映像寄存器 \r\n\r\n 3. 3. 4 CPU存储器映像寄存器 \r\n\r\n 3. 4 I／O存储器 \r\n\r\n 3. 5 程序和数据安全保护 \r\n\r\n 第4章 中央处理单元 \r\n\r\n 4. 1 CPU状态和控制寄存器 \r\n\r\n 4. 1. 1 状态寄存器(STO和STI) \r\n\r\n 4. 1. 2 处理器模式状态寄存器(PMST) \r\n\r\n 4. 2 算术逻辑单元(ALU) \r\n\r\n 4. 2. 1 ALU的输入 \r\n\r\n 4. 2. 2 溢出处理 \r\n\r\n 4. 2. 3 进位位(C) \r\n\r\n 4. 2. 4 双16位算术模式 \r\n\r\n 4. 3 累加器A和B \r\n\r\n 4. 3. 1 保存累加器的内容 \r\n\r\n 4. 3. 2 累加器的移位和旋转操作 \r\n\r\n 4. 3. 3 累加器存储中的饱和操作(LP器件) \r\n\r\n 4. 3. 4 专用指令 \r\n\r\n 4. 4 滚筒移位器 \r\n\r\n 4. 5 乘法／加法器单元 \r\n\r\n 4. 5. 1 乘法器的输入 \r\n\r\n 4. 5. 2 乘法／累加(MAC)指令 \r\n\r\n 4. 5. 3 MAC和MAS指令计算乘法时的饱和操作 \r\n\r\n 4. 6 比较选择和存储单元(CSSU) \r\n\r\n 4. 7 指数编码器 \r\n\r\n 第5章 数据寻址方式 \r\n\r\n 5. 1 立即寻址 \r\n\r\n 5. 2 绝对寻址 \r\n\r\n 5. 2. 1 数据存储器(dmad)寻址 \r\n\r\n 5. 2. 2 程序存储器(pmad)寻址 \r\n\r\n 5. 2. 3 口地址(PA)寻址 \r\n\r\n 5. 2. 4 长立即数*(1k)寻址 \r\n\r\n 5. 3 累加器寻址 \r\n\r\n 5. 4 直接寻址 \r\n\r\n 5. 4. 1 基于DP的直接寻址 \r\n\r\n 5. 4. 2 基于SP的直接寻址 \r\n\r\n 5. 5 间接寻址 \r\n\r\n 5. 5. 1 单操作数寻址 \r\n\r\n 5. 5. 2 辅助寄存器算术单元ARAU和地址的产生 \r\n\r\n 5. 5. 3 单操作数地址的修改方式 \r\n\r\n 5. 5. 4 双操作数地址的修改方式 \r\n\r\n 5. 5. 5 TMS320C2x／C2xx／C5x的兼容(ARP)模式 \r\n\r\n 5. 6 存储器映像寄存器寻址 \r\n\r\n 5. 7 堆栈寻址 \r\n\r\n 5. 8 数据类型 \r\n\r\n 第6章 程序存储器寻址 \r\n\r\n 6. 1 程序存储器地址的产生 \r\n\r\n 6. 2 程序计数器(PC) \r\n\r\n 6. 3 跳转 \r\n\r\n 6. 3. 1 无条件跳转 \r\n\r\n 6. 3. 2 条件跳转 \r\n\r\n 6. 3. 3 长跳转(用于TMS320C548) \r\n\r\n 6. 4 调用 \r\n\r\n 6. 4. 1 无条件调用 \r\n\r\n 6. 4. 2 条件调用 \r\n\r\n 6. 4. 3 长调用(用于TMS320C548) \r\n\r\n 6. 5 返回 \r\n\r\n 6. 5. 1 无条件返回 \r\n\r\n 6. 5. 2 条件返回 \r\n\r\n 6. 5. 3 长返回(用于TMS320C548) \r\n\r\n 6. 6 条件操作 \r\n\r\n 6. 6. 1 使用多条件 \r\n\r\n 6. 6. 2 条件执行(XC)指令 \r\n\r\n 6. 6. 3 条件存储指令 \r\n\r\n 6. 7 单一指令的重复 \r\n\r\n 6. 8 块重复指令 \r\n\r\n 6. 9 复位 \r\n\r\n 6. 10 中断 \r\n\r\n 6. 10. 1 中断标志寄存器(IFR) \r\n\r\n 6. 10. 2 中断屏蔽寄存器(IMR) \r\n\r\n 6. 10. 3 接受中断请求 \r\n\r\n 6. 10. 4 响应中断 \r\n\r\n 6. 10. 5 执行中断服务程序(ISR) \r\n\r\n 6. 10. 6 保护中断现场 \r\n\r\n 6. 10. 7 中断延时 \r\n\r\n 6. 10. 8 中断操作的总结 \r\n\r\n 6. 10. 9 重新映像中断矢量地址 \r\n\r\n 6. 10. 10 中断向量表 \r\n\r\n 6. 11 省电模式 \r\n\r\n 6. 11. 1 闲置模式1 \r\n\r\n 6. 11. 2 闲置模式2 \r\n\r\n 6. 11. 3 闲置模式3 \r\n\r\n 6. 11. 4 保持模式 \r\n\r\n 6. 11. 5 其它省电功能 \r\n\r\n 第7章 流水线 \r\n\r\n 7. 1 流水线概述 \r\n\r\n 7. 1. 1 流水线中的跳转指令 \r\n\r\n 7. 1. 2 流水线中的调用指令 \r\n\r\n 7. 1. 3 流水线中的返回指令 \r\n\r\n 7. 1. 4 流水线中的条件执行指令 \r\n\r\n 7. 1. 5 流水线中的条件调用和条件跳转指令 \r\n\r\n 7. 2 中断和流水线 \r\n\r\n 7. 3 双操作存储器和流水线 \r\n\r\n 7. 3. 1 消除取指和操作数读之间的冲突 \r\n\r\n 7. 3. 2 消除操作数写和双操作数读之间的冲突 \r\n\r\n 7, 3. 3 消除操作数写. 操作数写和双操作数读之间的冲突 \r\n\r\n 7. 4 单操作存储器和流水线 \r\n\r\n 7. 5 流水线延时 \r\n\r\n 7. 5. 1 访问存储器映像寄存器的指令 \r\n\r\n 7. 5. 2 更新ARx. BK或SP时消除冲突的方法 \r\n\r\n 7. 5. 3 DAGEN寄存器访问冲突的规律 \r\n\r\n 7. 5. 4 ARx和BK的延时 \r\n\r\n 7. 5. 5 堆栈指针的延时 \r\n\r\n 7. 5. 6 暂态寄存器的延时 \r\n\r\n 7. 5. 7 访问状态寄存器的延时 \r\n\r\n 7. 5. 8 块重复循环的延时 \r\n\r\n 7. 5. 9 PMST寄存器的延时 \r\n\r\n 7. 5. 10 映像存储器访问累加器的延时 \r\n\r\n 第8章 片内外设 \r\n\r\n 8. 1 外设存储器映像寄存器 \r\n\r\n 8. 2 通用I／O口 \r\n\r\n 8. 2. 1 跳转控制输入引脚BIO \r\n\r\n 8. 2. 2 外部标志输出引脚XF \r\n\r\n 8. 3 定时器 \r\n\r\n 8. 3. 1 定时寄存器 \r\n\r\n 8, 3. 2 定时器操作 \r\n\r\n 8. 4 时钟发生器 \r\n\r\n 8. 4. 1 硬件设置的锁相环电路PLL \r\n\r\n 8. 4. 2 软件可编程PLL(适用于TMS320C545LP／546LP／548) \r\n\r\n 8. 5 主机接口 \r\n\r\n 8. 5. 1 主机接口的基本功能 \r\n\r\n 8. 5. 2 HPI的操作 \r\n\r\n 8. 5. 3 主机读写HPl \r\n\r\n 8. 5. 4 DSPINT和HINT的操作 \r\n\r\n 8, 5. 5 改变主机存储器访问模式(SAM／HOM)和使用省电模式(IDLE2／3)的考虑 \r\n\r\n 8. 5. 6 复位时访问HPI存储器 \r\n\r\n 第9章 串行接口 \r\n\r\n 9. 1 串行接口的简介 \r\n\r\n 9. 2 串行接口 \r\n\r\n 9. 2. 1 串口寄存器 \r\n\r\n 9. 2. 2 串口操作 \r\n\r\n 9. 2. 3 串行接口的设置 \r\n\r\n 9. 2. 4 猝发模式的发送和接收操作 \r\n\r\n 9. 2. 5 连续模式的传送和接收操作 \r\n\r\n 9. 2. 6 串口例外 \r\n\r\n 9. 2. 7 串口操作举例 \r\n\r\n 9. 3 缓冲串行接口BSP \r\n\r\n 9. 3. 1 在标准模式的缓冲串口的操作 \r\n\r\n 9. 3. 2 自动缓冲单元的操作 \r\n\r\n 9. 3. 3 BSP操作的系统考虑 \r\n\r\n 9. 3. 4 省电模式时的BSP操作 \r\n\r\n 9. 4 时分多路(TDM)串行接口 \r\n\r\n 9. 4. 1 时分多路串行接口的基本操作 \r\n\r\n 9. 4. 2 TDM串口寄存器 \r\n\r\n 9. 4. 3 TDM串口操作 \r\n\r\n 9. 4. 4 TDM模式的发送和接收操作 \r\n\r\n 9. 4. 5 TDM串口的例外 \r\n\r\n 9. 4. 6 TDM串口操作举例 \r\n\r\n 第10章 外部总线操作 \r\n\r\n 10. 1 外部总线接口 \r\n\r\n 10. 2 外部总线优先级 \r\n\r\n 10. 3 外部总线控制 \r\n\r\n 10. 3. 1 等待状态发生器 \r\n\r\n 10. 3. 2 存储器组切换逻辑 \r\n\r\n 10. 4 外部总线接口时序 \r\n\r\n 10. 4. 1 存储器操作时序 \r\n\r\n 10. 4. 2 I／O操作时序 \r\n\r\n 10. 4. 3 存储器操作及I／O操作时序 \r\n\r\n 10. 5 上电操作时序 \r\n\r\n 10. 5. 1 复位 \r\n\r\n 10. 5. 2 省电模式3 \r\n\r\n 10. 6 保持模式 \r\n\r\n 10. 6. 1 保持状态中的中断 \r\n\r\n 10. 6. 2 保持和复位 \r\n\r\n 第11章 汇编指令 \r\n\r\n 11. 1 指令系统的符号与缩写 \r\n\r\n 11. 2 指令说明 \r\n\r\n 11. 2. 1 算术运算 \r\n\r\n 11. 2. 2 逻辑运算 \r\n\r\n 11. 2. 3 程序控制指令 \r\n\r\n 11. 2. 4 加载和存储指令 \r\n\r\n 11. 2. 5 重复执行单条指令 \r\n\r\n 11, 3 指令的类型和周期 \r\n\r\n 11. 4 汇编指令 \r\n\r\n 第12章 代数指令 \r\n\r\n 第13章 TMS320C54x的硬件设计 \r\n\r\n 13. 1 复位电路 \r\n\r\n 13. 2 时钟电路 \r\n\r\n 13. 3 外部存储器与并行I／O接口电路 \r\n\r\n 13. 4 串行I／O接口电路 \r\n\r\n 13. 5 BOOT设计 \r\n\r\n 13. 5. 1 主机接口(HPl)引导模式 \r\n\r\n 13. 5. 2 16位／8位并行存储器引导模式 \r\n\r\n 13. 5. 3 16位／8位并行I／O口引导模式 \r\n\r\n 13. 5. 4 串口引导模式 \r\n\r\n 13. 5. 5 WARM引导模式 \r\n\r\n 13. 6 主从应用系统的设计 \r\n\r\n 13. 6. 1 主从系统中的串行通信接口 \r\n\r\n 13. 6. 2 主从系统中的并行通信接口 \r\n\r\n 13. 6. 3 主从系统中的共享存储器 \r\n\r\n 第14章 开发工具及其应用 \r\n\r\n 14. 1 引言 \r\n\r\n 14. 2 共同目标文件格式COFF \r\n\r\n 14. 2. 1 COFF文件的类型 \r\n\r\n 14. 2. 2 块(section) \r\n\r\n 14. 2. 3 汇编器对块的处理 \r\n\r\n 14. 2. 4 链接器对块的处理 \r\n\r\n 14. 2. 5 程序重定位 \r\n\r\n 14. 2. 6 运行重定位 \r\n\r\n 14. 2. 7 装入一个程序 \r\n\r\n 14. 2. 8 COFF文件中的符号 \r\n\r\n 14. 3 代码生成工具 \r\n\r\n 14. 3. 1 汇编器 \r\n\r\n 14. 3. 2 C编译器 \r\n\r\n 14. 3. 3 档案管理器 \r\n\r\n 14. 3. 4 链接器 \r\n\r\n 14. 3. 5 绝对列表器 \r\n\r\n 14. 3. 6 交叉参照工具 \r\n\r\n 14. 3. 7 Hex转换工具 \r\n\r\n 14. 3. 8 汇编一代数语言翻译工具 \r\n\r\n 14. 4 代码调试工具 \r\n\r\n 14. 4. 1 C／汇编语言源码调试器 \r\n\r\n 14. 4. 2 初学者工具DSK \r\n\r\n 14. 4. 3 评估模块EVM \r\n\r\n 14. 4. 4 软件开发系统SWDS \r\n\r\n 14. 4. 5 仿真器XDS \r\n
\r\n

数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)是一门新兴的高科技技术, 它广泛地用于雷达. 语音. 通信. 图像处理. 生物医学仪器. 机器人等方面. 以往采用通用的微处理器来完成大量数字信号处理运算, 速度较慢, 难以满足实际需要. 而同时使用位片式微处理器和快速并联乘法器, 曾经是实现数字信号处理的有效途径. 但需器件较多, 逻辑设计和程序设计复杂, 耗电较大, 价格昂贵. 数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的出现很好地解决了上述问题. 数字信号处理器的主要特点是把算术逻辑运算单元. 并联乘法器. 控制墨和相当数量的数据储存器集成在一个单片上. 它主要是为实现数字信号处理中的算法而进行设计的, 但仍具有一般CPU的运算及控制功能. 数字信号处理器的出现, 为数字信号处理的实际应用开辟了一条简便而高效的途径. 我们正在进入一个数字化的时代, 数字信号处理技术正以前所未有的速度渗透到我们日常生活的每一个角落. 如磁盘驱动器. 调制解调器. 数字成像系统. 语音识别系统. 网络计算机系统. 电视会议系统. 激光打印机. 电信交换机. 数字无绳电话. 数字顶视盒. VCD／CD／DVD系统. 数码相机和摄像机. 3D游戏机. 虚拟现实系统. 超声波诊断装置. CT. 枫器人控制器. 雷达. 全球定位系统等. 无数的产品都采用了DSP. 实际上, 知识经济的主要支柱之一是微电子与计算机技术, 微电子与计算机技术的主导领域是信号处理器及其应用.

世界上有许多重要的半导体生产厂商生产DSP. 如美国德州仪器公司(TI, Texaslnstruments). 模拟器件公司(ADI, Analog Device lnc. ). Lucent Technologies Microelectronics和西门子公司(Siemens)等等. TI是全球最大的DSP制造商, 占全球DSP市场的45％份额, 其产品系列最全. 在叙述DSP的发展和应用时, 通常都以TI的TMS320系列为典型代表. 因此, 本书以TI的TMS320C54x系列为主线, 介绍数字信号处理器的原理与开发技术.

本书共分14章, 其中第1. 2. 3章由李刚教授编写, 第4. 5章由曹玉珍副教授编写, 第6. 7. 8章由林凌老师编写, 第9. 10章由丁北生高工编写, 第11. 12章由张炳达副教授编写, 第13. 14章由曲兴华副教授编写. 全书由李刚教授统稿审阅. 研究生相韶霞. 吴开杰. 叶文宇和丁明石等也为本书的编写做了大量的工作. 在此表示衷心的感谢.

由于作者水平所限, 书中肯定会有不妥之处, 欢迎提出批评和建议.

作者

2000年1月于天津大学

无封面