《TMS320C55x DSP应用系统设计》以TI公司的TMS320C55x系列芯片为对象,系统地介绍了DSP芯片的基础知识和DSP应用系统的开发设计方法。全书共分9章,首先介绍了C55x的硬件结构和指令系统;其次介绍了采用汇编语言和C/C++语言进行C55x软件开发的基础知识和方法,包括CCS在内的软件开发工具的使用方法;然后,通过大量实例介绍了典型应用程序的设计,包括数据定标与溢出处理,多字整数、小数的加法、减法、乘法和除法,FIR、IIR滤波器和FFT等;*后介绍了常用C55x片上外设和C55x应用系统的硬件扩展和设计,并给出了一个完整的应用系统设计实例:数字有源抗噪声耳罩。

第1章 绪论
1.1 DSP的基本概念
1.2 DSP芯片简介
1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势
1.2.2 DSP芯片的特点
1.2.3 DSP芯片的分类
1.2.4 DSP芯片的应用领域
1.2.5 选择DSP芯片考虑的因素
1.3 DSP芯片产品简介
1.3.1 TI公司的DSP芯片概况
1.3.2 其他公司的DSP芯片概况
1.3.3 TMS320C5000概况
思考题与习题

第2章 TMS320C55x的硬件结构
2.1 TMS320C55x的总体结构
2.1.1 C55x CPU内部总线结构
2.1.2 C55x的CPU组成
2.1.3 C55x存储器配置
2.1.4 C55x外设配置
2.2 C55x的封装和引脚功能
2.2.1 引脚属性
2.2.2 引脚信号定义与描述
2.3 C55x的CPU结构
2.3.1 存储器接口单元(M单元)
2.3.2 指令缓冲单元(I单元)
2.3.3 程序流单元(P单元)
2.3.4 地址数据流单元(A单元)
2.3.5 数据计算单元(D单元)
2.3.6 地址总线与数据总线
2.3.7 指令流水线
2.4 CPU寄存器
2.4.1 概况
2.4.2 累加器(AC0~AC3)
2.4.3 变换寄存器(TRN0、TRN1)
2.4.4 T寄存器(T0~T3)
2.4.5 用作数据地址空间和I/O空间的寄存器
2.4.6 程序流寄存器(PC、RETA、CFCT)
2.4.7 中断管理寄存器
2.4.8 循环控制寄存器
2.4.9 状态寄存器ST0_
2.4.10 状态寄存器ST1_
2.4.11 状态寄存器ST2_
2.4.12 状态寄存器ST3_
2.5 存储空间和I/O空间
2.5.1 存储器映射
2.5.2 程序空间
2.5.3 数据空间
2.5.4 I/O空间
2.6 堆栈操作
2.6.1 数据堆栈和系统堆栈
2.6.2 堆栈配置
2.6.3 快返回与慢返回
2.7 中断和复位操作
2.7.1 中断概述
2.7.2 中断向量与优先级
2.7.3 可屏蔽中断
2.7.4 不可屏蔽中断
2.7.5 硬件复位
2.7.6 软件复位
思考题与习题

第3章 TMS320C55x的指令系统
3.1 寻址方式
3.1.1 **寻址方式
3.1.2 直接寻址方式
3.1.3 间接寻址方式
3.1.4 数据存储器的寻址
3.1.5 存储器映射寄存器(MMR)的寻址
3.1.6 寄存器位的寻址
3.1.7 I/O空间的寻址
3.1.8 循环寻址
3.2 TMS320C55x的指令系统
3.2.1 算术运算指令
3.2.2 位操作指令
3.2.3 扩展辅助寄存器操作指令
3.2.4 逻辑运算指令
3.2.5 移动指令
3.2.6 程序控制指令
思考题 与习题

第4章 TMS320C55x汇编语言编程
4.1 TMS320C55x软件开发流程
4.1.1 软件开发流程
4.1.2 软件开发工具
4.2 TMS320C55x目标文件格式
4.2.1 COFF文件的基本单元--段
4.2.2 汇编器对段的处理
4.2.3 链接器对段的处理
4.2.4 链接器对程序的重新定位
4.2.5 COFF文件中的符号
4.3 TMS320C55x汇编器
4.3.1 汇编器概述
4.3.2 汇编程序的运行
4.3.3 C55x汇编器的特点
4.4 TMS320C55x汇编伪指令
4.4.1 汇编伪指令
4.4.2 宏指令
4.5 TMS320C55x汇编语言源文件的书写格式
4.5.1 汇编语言源文件格式
4.5.2 汇编语言中的常数与字符串
4.5.3 汇编源程序中的符号
4.5.4 汇编源程序中的表达式
4.5.5 内建数学函数
4.6 TMS320C55x链接器
4.6.1 概述
4.6.2 链接器的运行
4.6.3 链接器命令文件的编写与使用
4.6.4 MEMORY指令
4.6.5 SECTIONS指令
4.7 一个完整的TMS320C55x汇编程序
思考题与习题

第5章 集成开发环境(CCS)
5.1 CCS概述
5.1.1 集成开发环境CCS概述
5.1.2 CCS软件的安装
5.1.3 配置CCS
5.2 CCS的基本操作
5.2.1 进入CCS主界面
5.2.2 源文件的建立、打开、关闭与编辑
5.2.3 工程项目的创建、关闭和打开
5.2.4 工程中文件的添加或删除
5.2.5 工程的构建(编译、链接)
5.3 工程项目的调试
5.3.1 程序的运行控制
5.3.2 断点
5.3.3 反汇编窗口的使用
5.3.4 存储器窗口的使用
5.3.5 寄存器窗口的使用
5.3.6 观察窗口的使用
5.3.7 图形显示工具
5.3.8 探测点
5.3.9 软件仿真器分析(Simulator Analysis)
5.3.10 符号浏览器
思考题与习题

第6章 C/C++语言程序设计
6.1 C55x C/C++语言概述
6.1.1 C/C++语言概况
6.1.2 C55x C/C++语言概况
6.2 C55x C/C++语言编程基础
6.2.1 数据类型
6.2.2 关键字
6.2.3 寄存器变量和参数
6.2.4 asm指令
6.2.5 Pragma指令
6.2.6 标准ANSIC语言模式的改变(pk、pr和ps选项)
6.2.7 存储器模式
6.2.8 存储器分配
6.2.9 中断处理
6.2.10 运行时间支持算法及转换程序
6.2.11 系统初始化
6.3 C55x C/C++编译器的使用
6.3.1 编译器外壳程序cl55简介
6.3.2 cl55程序的选项
6.3.3 编译器和CCS
6.4 C55x的C代码优化
6.4.1 编译器的优化选项
6.4.2 嵌入函数(Inline Function)
6.4.3 优化C代码的主要方法
6.5 C55x C和汇编语言混合编程
6.5.1 C和汇编语言混合编程概述
6.5.2 寄存器规则
6.5.3 函数结构和调用规则
6.5.4 C和汇编语言的接口
思考题与习题

第7章 应用程序设计
7.1 定标与溢出处理
7.1.1 数的定标
7.1.2 溢出的处理方法
7.1.3 常用信号处理算法中的定标方法
7.2 基础算术运算
7.2.1 加减运算
7.2.2 乘法运算
7.2.3 除法运算
7.2.4 小数乘法
7.3 FIR滤波器
7.3.1 FIR滤波器的基本结构
7.3.2 FIR滤波器的C语言编程实现
7.3.3 FIR滤波器的汇编语言编程实现
7.4 IIR滤波器
7.4.1 二阶IIR滤波器的结构
7.4.2 高阶IIR滤波器的结构
7.4.3 IIR滤波器的C语言实现
7.4.4 IIR滤波器的汇编语言实现
7.5 快速傅里叶变换FFT
7.5.1 FFT算法原理
7.5.2 库利图基算法
7.5.3 FFT算法的实现
思考题与习题

第8章 C55x的片上外设
8.1 时钟发生器
8.1.1 时钟发生器概况
8.1.2 时钟工作模式
8.1.3 CLKOUT输出
8.1.4 使用方法
8.2 通用定时器
8.2.1 通用定时器概况
8.2.2 工作原理
8.2.3 定时器使用要点
8.2.4 通用定时器应用实例
8.3 通用I/O口(GPIO)
8.4 外部存储器接口(EMIF)
8.4.1 EMIF概况
8.4.2 EMIF请求的优先级
8.4.3 对存储器的考虑
8.4.4 程序和数据访问
8.4.5 EMIF中的控制寄存器
8.5 多通道缓冲串口McBSP
8.5.1 McBSP概述
8.5.2 McBSP组成框图
8.5.3 采样率发生器
8.5.4 多通道模式选择
8.5.5 异常处理
8.5.6 McBSP寄存器
8.6 模/数转换器(ADC)
8.6.1 ADC的结构和时序
8.6.2 ADC的寄存器
8.6.3 实例
8.7 看门狗定时器(Watchdog)
8.7.1 看门狗定时器概述
8.7.2 看门狗定时器的配置
8.7.3 看门狗定时器的寄存器
8.8 I2C模块
8.8.1 I2C模块简介
8.8.2 I2C模块工作原理
8.8.3 I2C寄存器
思考题与习题

第9章 C55x应用系统的硬件设计
9.1 硬件设计概述
9.2 DSP系统的基本电路设计
9.2.1 JTAG接口
9.2.2 电源电路
9.2.3 复位电路
9.2.4 时钟电路
9.3 外部存储器扩展
9.3.1 异步存储器
9.3.2 SBSRAM(同步突发SRAM)
9.3.3 同步动态随机存取存储器(SDRAM)
9.4 C55x与A/D和D/A转换器的接口
9.4.1 TLV320AIC23B简介
9.4.2 AIC23B的控制寄存器
9.4.3 AIC23B与C55x的控制接口
9.4.4 AIC23B与C55x的数据接口
9.4.5 AIC23B的模拟接口
9.5 电路的抗干扰技术
9.5.1 干扰的来源和后果
9.5.2 系统电源抗干扰设计
9.5.3 硬件抗干扰设计
9.5.4 软件抗干扰设计
9.5.5 输入输出信号抗干扰
9.6 综合设计实例--数字式有源抗噪声耳罩
9.6.1 概述
9.6.2 系统工作原理和控制算法
9.6.3 硬件设计
9.6.4 软件设计
思考题与习题
参考文献
……

数字化已成为现代信息技术的重要标志,是电子产品高品质的象征。数字信号处理具有灵活、**、重复性好等优良特性,这些都是模拟信号处理方法所无法比拟的,它在电子信息、通信、计算机、仪器设备、自动控制、医学、消费类电子和军事等领域起着越来越重要的作用。DSP芯片将越来越多地渗透到各种电子产品当中,成为各种电子产品尤其是通信、音视频、娱乐类产品的技术核心。因此,DSP技术已成为高校学生和科技人员必须掌握的一门重要技术。
现在世界上主要的DSP芯片厂家包括TI、AD、Freescale及AT&T等公司,其中TI公司的DSP产品种类*多,应用面*广,对行业影响*大。TI公司的DSP产品型号众多,其TMS320C5000(简称C5000)、TMS320C2000、TMS320C6000等系列产品是当前和未来一段时期内TI公司的主流DSP产品。其中C5000系列为16位定点DSP,由于其具有高性能、低功耗、体积小、价格低等显著优点,因此被广泛地应用在IP电话机、IP电话网关、数字式助听器、便携式声音/数据/视频产品、调制解调器、手机/移动电话基站、语音服务器、数字收音机、小型办公室/家庭语音和数据系统中。
C5000系列DSP芯片目前已有三代产品,即C5x、C54x和C55x。C55x是C5000系列的新一代产品,与C54x的源代码兼容。与C54x相比,C55x处理速度明显提高,功耗也明显降低。如300 MHz的C55x与120 MHz的C54x相比,C55x的处理速度比C54x提高了5倍,而功耗只有C54x的1/6。
本书以C55x为描述对象,参考*新的TI公司系列资料以及其他有关教材和著作,结合作者多年来开发应用DSP系统的体会和心得,在近年来为本科生开设“DSP应用系统设计”课程而编写的讲义基础上,进行充实、提高和改编而成。
全书共分9章,其内容如下:
第1章是绪论。介绍了DSP的基本概念,DSP芯片的发展、特点、分类及DSP产品概况。
第2章是TMS320C55x的硬件结构。介绍了C55x芯片的总体结构、引脚功能、CPU结构及相关寄存器、存储空间和I/O空间、中断和复位操作。
第3章是TMS320C55x的指令系统。介绍了C55x的寻址方式,包括**寻址方式、直接寻址方式和间接寻址方式;C55x的指令系统,包括算术运算指令、位操作指令、扩展辅助寄存器操作指令、逻辑运算指令、移动指令和程序控制指令。
第4章是TMS320C55x汇编语言编程。介绍了C55x软件开发的一般流程,COFF目标文件格式,汇编伪指令,汇编语言程序的编写,C55x汇编器和链接器的使用。
第5章是集成开发环境(CCS)。介绍了CCS软件的安装及配置,CCS的基本操作,包括CCS的窗口、菜单、工具条和文件的编辑;CCS工程项目的建立和构建;工程项目的调试,包括程序的运行控制,断点和探测点的设置及使用,寄存器、存储器、变量的观察和修改,图形工具的使用、数据输入与输出等。
第6章是C/C++语言程序设计。介绍了C55x C/C++语言概况;C55x C/C++语言编程的基础知识,包括C55x C/C++语言的基本语法、编译工具和代码优化方法;C55x C语言与汇编语言的混合编程方法。
第7章是应用程序设计。介绍了数据的定标与溢出的处理方法;常用多字算术运算程序的设计,包括多字整数、小数的加法、减法、乘法和除法等; FIR、IIR滤波器和FFT的程序设计。本章介绍的大量实例程序均已调试通过,可供编程员直接调用。
第8章是C55x的片上外设。介绍了部分常用C55x片上外设,包括时钟发生器、通用定时器、通用I/O口(GPIO)、外部存储器接口(EMIF)、多通道缓冲串口McBSP、模/数转换器(ADC)、看门狗定时器和I2C模块等。
第9章是C55x应用系统的硬件设计。介绍了硬件设计的概述;DSP硬件系统的基本设计,包括JTAG接口电路、电源电路、复位电路和时钟电路的设计;外扩存储器、ADC、DAC的实现方法;DSP系统设计中的抗干扰技术;DSP应用系统设计实例--数字有源抗噪声耳罩。
本书可作为电气信息类专业及其他相关专业的高年级本科生和研究生的DSP课程教材或参考书,也可作为从事DSP应用系统开发的科技工作者或工程技术人员参考用书。
本书由赵洪亮、卜凡亮、黄鹤松、张仁彦、崔然、李岩合作编写。其中赵洪亮编写了第1章、第4章、第7章、第9章,卜凡亮编写了第2章、第3章,黄鹤松编写了第5章,张仁彦编写了第8章,崔然、李岩编写了第6章。全书由赵洪亮统稿和定稿。
另外,李晓刚、刘建新、郑卫华、尹唱唱、夏广红、姬强、李佳参加了本书第3、4、6、7章中部分例题的编写。研究生孙国华、岳莎莎、田祥娥、甄冬、杜晓辉、王亮参与了部分程序的调试和插图绘制工作。
本书由俞一彪教授主审。俞教授付出了大量的时间和精力,认真阅读了全书,并提出了很多修改意见。在本书编写的过程中,还得到了曹茂永教授的大力支持和帮助。在此,谨向他们表示衷心的谢意。
本书在北京航空航天大学出版社的大力支持下得以出版,在此表示由衷的感谢。
为了赶上技术进步的步伐、尽量贴近实际,本书选择了较新的DSP芯片C55x为对象进行讲述。但由于作者水平有限,加之编写时间仓促,若书中有错误和不妥之处,敬请广大读者批评指正。