УДК 681.326.32

ББК 32.973.26я772

УДК 681.372

Рецензент

Зав. кафедрой «Информатики, систем управления и телекоммуникаций»

ВГАВТ,д.т.н., профессор Ю.С.Федосеенко

Учебное пособие предназначено для студентов направлений 230100 “Информатика и вычислительная техника” и 230400 “ Информационные системы и технологии”.

В пособии даётся краткое описание основных функциональных узлов сигнального процессора 5535 фирмы Texas Instruments, порядок работы с программным обеспечением, примеры выполнения задач различного назначения, которые могут быть использованы в информационных системах управления. Пособие может быть рекомендовано для следующих дисциплин: “микропроцессоры в системах управления”, “алгоритмы цифровой обработки в системах управления” и “теоретические основы автоматизированного управления”.

Рис.34.Библиогр.: 4 назв.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………..……..……………..………………..3

Глава 1. Описание отладочной платы………....5

1.1. Описание TMS320C5515-5535 eZdsp USB Stick……….…..5

1.2. Технические характеристики платы………………….….….5

Глава 2. Процессор tms320g5535…..…….....………….6

2.1. Блок-схеме и описание процессора TMS320C5535……......6

2.2. Память процессора и адресное пространство………......…10

2.3. Тактовый генератор………………...………………..……..12

2.4. Прерывания и таблица векторов прерываний………….....13

2.5. Управление конфигурацией……………………...…..….…14

2.6. Контроллер DMA………………………………..……….....15

2.7. Таймеры……………………………….....………………….18

2.8. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) SAR ADC…..20

2.9. Интерфейс I2C (Inter-Integrated Circuit)…………..……….21

2.10. Интерфейс I2S (Inter-IC Sound)……………………..…….23

2.11. Блок ввода/вывода цифровой информации GPIO

(general-purpose input/output)………………...………..………..26

2.12. Блок последовательного интерфейса UART……….….....26

2.13. Блок RTC (Real Time Clock)……………………………....28

Глава 3. Аудио кодек aic3204………………………...29

Глава 4. Программирование цсп 5535…………....31

4.1. Программное обеспечение для работы с ЦСП Texas Instruments…………………………………………………………………….31

4.2. Порядок работы в CCS……………………………………...31

4.3. Особенности создания проекта для eZdsp USB5535 Stick…………………………………...………………………………...33

Глава 5. Примеры выполнения заданий……....36

5.1. Реализация эффектов эхо и реверберации…………..…….36

5.2. Описание функций, используемых в проекте эхо и реверберация………………………………………..……………………......43

5.3.Генератор синусоидального сигнала…………….…………44

5.4. Генерация DTMF сигнала…………………….….…..…….46

5.5.Реализация фильтра с конечной импульсной характеристикой……………………………………..…………………….…….…....47

БИБЛИОГРАФИЯ…………….……………………………....52

ПРИЛОЖЕНИЯ….………………………………………..……53

ВВЕДЕНИЕ

Цифровая обработка сигнала (ЦОС) — это математическая обработка в реальном масштабе времени последовательности значений амплитуды сигнала (samples), получаемых через равные временные промежутки. Примерами цифровой обработки являются:

-цифровая фильтрация сигнала

-свертка двух сигналов (смешение сигналов)

-вычисление значений корреляционной функции двух сигналов

-усиление, ограничение или трансформация сигнала

-прямое/обратное преобразование Фурье сигнала

-вейвлет преобразование

Аналоговая обработка сигнала, традиционно используемая во многих радиотехнических устройствах, является в большинстве случаев более дешевым способом достижения требуемого результата, однако тогда, когда требуется высокая точность обработки, миниатюрность устройства, стабильность его характеристик в различных температурных условиях функционирования, цифровая обработка оказывается единственно приемлемым решением.

Для построения систем цифровой обработки сигналов используются специализированные микропроцессоры — цифровые сигнальные процессоры (ЦСП, DSP Digital Signal Processor). Невозможность или неэффективность применения для решения задач ЦОС универсальных микропроцессоров связана, с одной стороны, их низкой производительностью на указанных задачах, а с другой стороны с их чрезмерной избыточностью для данных задач.

Отличительной особенностью задач цифровой обработки сигналов является поточный характер обработки больших объемов данных в реальном масштабе времени, требующий высокой производительности процессора и обеспечения возможности интенсивного обмена с внешними устройствами. Соответствие данным требованиям достигается в настоящее время благодаря специфической архитектуре сигнальных процессоров и проблемно-ориентированной системе команд.

Сигнальные процессоры обладают высокой степенью специализации. В них широко используются методы сокращения длительности выполнения команд, характерные и для универсальных RISC-процессоров, такие, как конвейеризация на уровне отдельных микрокоманд и команд, размещение операндов в регистрах, использование теневых регистров для сохранения состояния вычислений при переключении контекста. Для сигнальных процессоров характерным является наличие аппаратного умножителя, позволяющего выполнять умножение двух чисел за один такт. В универсальных процессорах умножение обычно реализуется за несколько тактов, как последовательность операций сдвига и сложения. Другой особенностью сигнальных процессоров является включение в систему команд таких операций, как умножение совмещённое с накоплением MAC (multiply-accumulate С:=А×В+С), инверсия бит адреса, операции над битами. В сигнальных процессорах реализуется аппаратная поддержка программных циклов, кольцевых буферов, обработки прерываний.

Реализация однотактного умножения, а также команд, использующих в качестве операндов содержимое ячеек памяти, обусловливает сравнительно низкие тактовые частоты работы этих процессоров.

Сигнальные процессоры различных компаний-производителей (Analog Device, Texas Instruments (TI), Motorola) образуют два класса: более дешевые микропроцессоры обработки данных в формате с фиксированной точкой и более дорогие микропроцессоры, поддерживающие операции над данными в формате с плавающей точкой. Использование в сигнальной обработке данных в формате с плавающей точкой обусловлено несколькими причинами. Для многих задач, связанных с выполнением интегральных и дифференциальных преобразований, особую значимость имеет точность вычислений, обеспечить которую позволяет экспоненциальный формат представления данных. Алгоритмы компрессии, декомпрессии, адаптивной фильтрации в цифровой обработке сигналов связаны с определением логарифмических зависимостей и весьма чувствительны к точности представления данных в широком динамическом диапазоне значений. Работа с данными в формате с плавающей точкой существенно упрощает обработку, поскольку не требует выполнения операций округления и нормализации данных, отслеживания ситуаций потери точности и переполнения.

Первая цель данной работы рассмотрение аппаратной части одного из DSP TI.

Вторая цель данной работы описание программного обеспечения, детальное его рассмотрение, для облегчения освоение дисциплин, связанных с реализацией алгоритмов цифровой обработки. За основу взяты данные из учебного диска, свободно распространяемого через сайт фирмы Texas Instruments (www.ti.com).