1、摘要： 基于 DSP 的系統設計過程中，最小系統的設計是整個系統設計的第一步，系統設計 總是從最小系統開始，逐步向系統應用擴展，最終實現以 DSP 為核心的大系統的設計。 因此，最小系統設計是 DSP 系統設計的關鍵。DSP 最小系統設計包括 DSP 電源設計 和地線的設計，JPTG 仿真口的設計，復位和時鐘電路的設計，上拉和下拉引腳的設 計等。DSP 的典型應用于網絡，無線通信家電，另外還有虛擬現實，噪聲對消技術,電 機控制，圖像處理等等?？梢哉f DSP 是現代信息產業的重要基石，它在網絡時代的地 位與 CPU 在 PC 時代的地位是一樣的。它是信息產業的重要基石。具有高速，專門為 運算密集

2、型而設計，目前速度已達到億次每秒。高可靠性，也就是高重復性，例 如雷達濾波器。性價比高等特點。 關鍵詞：復位電路；時鐘電路；JPTG 仿真口；電源；TMS 目錄目錄 1 設計目的設計目的.1 2 我的設計模塊我的設計模塊.1 2.1 TM320C5402.1 2.2 JTAG 仿真接口的連接仿真接口的連接.2 2.3 引腳和測試信號引腳和測試信號.3 3 最小系統的測試最小系統的測試.4 4 C5402 DSP 最小系統最小系統 PROTEL 圖（部分）圖（部分）.5 總總 結結.7 參考文獻參考文獻.8 1 設計目的設計目的 理解 DSP 系統開發的基本思路及方法，學習軟硬件開發過程及資料收

3、集與整理， 學會撰寫課程設計報告，學會對所學知識進行總結與提高，復習 C 語言的使用理解， C54XX 匯編語言指令集。 2 我的設計模塊我的設計模塊 2.1 TM320C5402 TMS320VC5402 是 C5000 系列中性價比較高的一顆芯片。獨特的 6 總線哈佛結構,使 其能夠 6 條流水線同時工作,工作頻率達到 100MHz。VC5402 除了使用 VC54x 系列中 常用的通用 IO 口（GeneralPurposeIO,簡稱 GPIO）外,還為用戶提供了多個可選的 GPIO：HPI8 和 McBSP。 TMS320VC5402（簡稱 VC5402）是 TI 公司的 C54X 家

4、族的成員之一，它是基于 先進的改進哈佛結構的 16 位定點 DSP，擁有一條程序總線和 3 條數據總線。片內集 成有一個具有高度并行性的算術邏輯單元(ALU)、專有硬件邏輯、片內存儲器和片內 外設等幾部分.TMS320VC5402 的引腳圖如圖 1-1 所示。 圖 2-1 TMS320VC5402 引腳圖 C54x 的 CPU 結構包括:40 比特的 ALU ,其輸入來 16 比特立即數、16 比特來自數據 存儲器的數據、暫時存儲器、T 中的 16 比特數、數據存儲器中兩 16 比特字、數據存 儲器 32 比特字、累加器中 40 比特字;2 個 40 比特的累加器 ,分為三個部分 ,保護位 3

5、9-32 比特 、高位字 31 - 16 比特 、低位字 15 - 0 比特 ;桶型移位器 ,可產生 0 到 31 比特的左移或 0 到 16 比特的右移; 1717 比特的乘法器 ,40 比特的加法 器;比較選擇和存儲單元 CSSU ;數據地址產生器 DA2 GEN 程序地址產生器 PA GEN 。 C54x 的片內外設包括:通用 I/ O 引腳 XF 和;兩個定時器 Timer0 和 Timer1 ;片 內鎖相環 PLL ;8 比特 HPI 口;多通道緩沖存串口 McBSP ;可編程等待狀態產生器;可 編程 bank2 switching 模塊;外部總線接口;IEEE1149. 1 標準

6、J TA G 口。 TMS320VC5402 - 100 的一種型號,最高頻率 10 一般 5016bit 片內 ROM 、16 K 16 個 DMA 通道、2 部程序空間可擴展到 1M 16bit 。1 個 40 位的算術邏輯單元 ,2 個 40 位的累加器,2 個 40 位的專用加法器 ,1 個 1717 的并行乘法器,1 個 40 位的 桶形移位器。8 個輔助寄存器和 1 個軟件棧。內部集成 Viterbi 加速器 , 用于提高 Viterbi 編譯碼的速度。可工作在三種低功耗方式（IDL E1 、I2 DL E2 、IDL E3) 。 (1192 K WORD 尋址空間 64 KW 程

7、序空間、64 KW 數據空間、64 KW I/ O 空 間 ,某些型號的程序空間可擴展到 8M WORD 。片內存儲區可靈活配置為程序/ 數據存儲器。多種復用外設; McBSP 、HPI 、GPIO 、TDM 、DMA 、Timer 、PLL 。雙電源供電,提供 PGE 和 B GA 兩種形式的封裝。 2.2 JTAG 仿真接口的連接仿真接口的連接 JTAG（Joint Test Action Group，仿真測試引腳接口）用于連接最小系統板和仿真 器，實現仿真器對 DSP 的訪問，JTAG 接口的連接需要和仿真器上的接口一致。不論 什么型號的仿真器，其 JTAG 接口都必須滿足 IEEE 1

8、149.1 的標準。滿足 IEEE 1149.1 標準的 14 腳 JTAG 接口如圖 2-2 所示。 圖 2-2 14 腳仿真口引腳 各個引腳的含義請參照 DSP 的引腳說明。一般情況下，最小系統板需要引出雙排 的 14 腳插針和圖 2-2 中的一致。在大多數情況下，如果系統板和仿真器之間的連接 電纜不超過 6inch，就可以采用如圖 2-3 所示的接法。這里需要注意的是，其中 DSP 的 EMU0 和 EMU1 引腳都需要上拉電阻，推薦阻值為 4.7k或者 10k。 圖 2-3 小于 6inch 的 JTAG 連接方法 如果 DSP 和仿真器之間的連接電纜超過 6inch，則必須采用圖 2

9、-4 所示的接法，在數據傳輸 引腳加上驅動 圖 2-4 大于 6inch 的 JTAG 連接方法 如果系統板上有多個 DSP，則多個 DSP 之間的 JTAG 接口采用菊花鏈的方式連接在一起，接 法如圖 2-5 所示。 圖 2-5 多個 DSP 的 JTAG 連接方法 2.3 引腳和測試信號引腳和測試信號 1上拉電阻或者下拉引腳 DSP 芯片的有些引腳必須接 4.7k 的上拉電阻，不同型號的芯片這些 引腳有所不同，一般情況下這些引腳包括：未使用的中斷信號、READY（數據準備好輸入引腳） 、 保持輸入引腳、EMU0（仿真中斷引腳 0） 、EMU1（仿真中斷引腳 1） 、所有的 XBUS 總線的

10、數據 引腳、一些保留未使用的 RSV 引腳等。 2信號燈 系統板上可加入信號燈，用于指示最小系統的電源情況。當電源指示燈出現異常情況 時可及時斷電，以保護電路不被損壞。信號指示燈一般有：+5V 的電源指示燈（電路 板供電正常） 、電壓轉換輸出 3. 3V 指示燈（I/O 供電正常） 、電壓轉換輸出 1.8V 或 1.5V 指示燈（核供電正常）以及其他信號指示燈。 3測試孔 C54x 芯片的 BGA 封裝使得焊接好 DSP 后，無法檢測到每個引腳的狀態，為此必須將一 些可能需要測試的引腳通過連線引出。同時也可以將設計時不能確定的引腳引出，以 確保在以后的改動中可以直接從這些測試孔跳線。 3 最小

11、系統的測試最小系統的測試 檢測最小系統設計是否成功有以下 4 個步驟。 1 上電后，檢測 3.3V 和 1.8V 或 1.5V 電壓是否正常。如果正常，則進入下一步；否則檢查電源部 分電路。 2 上電后，直接測量 CLKOUT0 和 CLKOUT1 引腳，查看是否有時鐘信號輸出，以及時鐘信號的 頻率是否和設置的一樣。若 CLKOUT 信號正確，則進入下一步；否則檢查時鐘和復位信號。 3 連接好仿真器，查看是否能打開仿真軟件 CCS。如果可以打開 CCS，則進入下一步；否則檢查 JTAG 接口電路和上拉電阻。 4 通過 DSP 下載程序到 DSP 中運行，查看運行結果 下面試一個測試最小程序 .

12、mmregs ；定義存儲器映像寄存器 begin: ssbx XF ；XF 引腳置高 nop ；空操作等待 rpt #800 ；將下一條指令重復 801 次 nop ；空操作等待 rpt #800 ；將下一條指令重復 801 次 nop ；空操作等待 rsbx XF ；XF 引腳置低 nop ；空操作等待 rpt #800 ；下面一條指令重復 801 次 nop ； 空操作等待 rpt #800 ；下面以條指令重復 801 次 nop ；空指令等待 b begin ；無條件跳轉到 begin .end ；程序代碼結束 配置文件如下： MEMORY PAGE 0: PARAM: org=0080

13、h len=1780h PAGE 1: DARAM: org=0080h len=1080h SECTIONS .text: PARAM PAGE 0 .bss : DARAM PAGE 1 .data: DARAM PAGE 1 4 4 C5402C5402 DSPDSP 最小系統最小系統 PROTELPROTEL 圖（部分）圖（部分） 圖 4-1 我畫的最小系統部分 該 PROTEL 圖是整個最小系統中我負責畫的部分，其余部分由小組其他成員完成 總結 本學期我們開設了TMS320C54XX DSP這門學科我覺得很難，但卻十分重要， 而且都是理論方面的指示，所以必須學好它。正所謂“紙上談兵終

14、覺淺，覺知此事要 躬行。 ”學習任何知識，僅從理論上去求知，而不去實踐、探索是不夠的，所以課程 設計是身份必要的。 DSP 是運算密集型處理器，是為了高速運算而存在。單片機是事務型處理器，是 為了處理事務而存在。DSP 中的中斷比單片機中要少很多。例如：手機?，F在的手機 都有單片機的核(ARM)和 DSP 的核。RM 主要用來控制鍵盤，DSP 的核主要是做語音的 壓縮和解壓，無線信道的調制和解調。 在這次課程設計過程中，我也遇到了很多問題。對系統的設計以前就沒有接觸過， 對芯片也不了解。后來在網上找到了他們的資料，才有了一些了解，發現他們是很實 用的，真是受益匪淺啊。還有就是，我是我們組的組長

15、，在給組員分配任務的時候可 以說是絞盡腦汁，因為能給別人分配任務，首先要對別人做的部分有一定的了解，這 就造成了工作量的加大。不過，在此過程中，我也確實比別人多學到了很多知識，看 來適當的壓力也是動力能推動我前進。 總之，在這次課程設計中我學到了很多，給我很多專業知識以及專業技能上的提 升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大 的空間。這些讓我一生受用。 我對走硬件這條路充滿了信心，一定要一步一個腳印，踏踏實實學習工作，創造 屬于我的智慧的結晶。在此，感謝指導老師對于我在課程設計期間的耐心指導，尤其 是加深了我對中斷向量文件，在此我表示真誠的感謝！同時在此我也

16、對，王翔同學， 葉洪同學對我的幫助表示真誠的感謝。 參考文獻 1 李利等. DSP 原理及應用.北京：中國水利水電出版社，2002 2 張勇.C/C+語言硬件程序設計.西安：西安電子科技大學出版社，2007 3 鄒彥. DSP 原理及應用.西安：西安電子科技大學出版社,2005 4 張雄偉.DSP 集成開發與應用實例.北京：電子工業出版社，2007 5 汪安民.TM320C54XX DSP 實用技術.北京：清華大學出版社，2006 指導教師評語指導教師評語 學號姓名董鑫班級計算機 1073 班 選題 名稱 基于 C5402 的 DSP 最小系統設計 序號評價內容 權重 （%） 得分 1考勤記錄、學習態度、工作作風與表現。5