Глава 1. Описание отладочной платы
Описание tms320c5535 eZdsp usb Stick
Отладочные платы TMS320C5515 eZdsp USB Stick и TMS320C5535 eZdsp USB Stick (Рис.1.1) имеют небольшие размеры и невысокую стоимость, позволяют воспользоваться всеми аппаратными и программными возможностями 16-ти разрядных ЦСП. Поэтому для выполнения лабораторных работ была выбраны именно эти платы. Платы отличаются процессорами либо 5515, либо 5535, которые практически идентичны. Производитель данной платы – фирма Spectrum Digital Inc.(www.spectrumdigital.com) – традиционный производитель отладочного оборудования с процессорами TI.
Рис. 1.1 Плата TMS320C5535 eZdsp USB Stick (взято с сайта www.ti.com)
Технические характеристики платы
На плате находится ЦСП TMS320C5535 производства фирмы Texas Instrumental. Данный процессор является аналогом процессоров TMS320C5505 и TMS320C5515 и большинство описаний для них совпадает. Эти процессоры ориентированы на обработку звукового сигнала (с частотой до 20000Гц), поэтому на плате есть аудиокодек AIC3204. В распоряжение разработчиков на плате имеется JTAG-интерфейс XDS100v2 (стандарт IEEE-1149.1) для отладки в среде разработки программного обеспечения Code Composer Studio v.4.0 (CCS – получено по университетской программе TI). JTAG-USB обеспечивает удобное подключение платы к компьютеру, без лишних проводов и без внешнего источника питания. Имеются монохромный I2C OLED-дисплей с разрешением 96 на 16 точек, слот для MicroSD карт, дополнительный USB 2.0 порт для приложений, Bluetooth/Chipcon разъем расширения, 8Мбайтная SPI Flash и 4 дополнительных цветных светодиодов. На внешний разъём расширения, содержащий 60 выводов, выведены сигналы процессора, отвечающие за обмен по последовательным портам, сигналы внешних прерываний, входы АЦП и т.д.
Глава 2. Процессор tms320g5535
2.1. Блок-схема и описание процессора tms320c5535
TMS320C5535 создан на базе TMS320C55x поколения процессоров. C55x архитектура обеспечивает высокую производительность и низкое энергопотребление за счет параллелизма вычислений и особого внимания к энергопотреблению. Процессор поддерживает определенную внутреннюю структуру шин, которая состоит из одной программной шины, одной 32 битной шины чтения данных, двух 16 битных шин чтения данных, две 16 битные шины записи данных и дополнительные шины для работы с периферией и DMA (Direct Memory Access или иначе ПДП - Прямой Доступ к Памяти). Данная конфигурация шин позволяет производить до четырех операций чтения 16 битных данных и до двух операций записи 16 битных данных за один цикл. TMS320C5535 включает в себя четыре контроллера прямого доступа к памяти с четырьмя каналами каждый. Что даёт возможность передачи данных без участия центрального процессора, по 16-ти каналам. Каждый контроллер прямого доступа к памяти выполняет одну тридцати двух битную передачу данных за один цикл, параллельно и независимо от активности процессора.
Рис. 2.1. Блок схема процессоров 55x5 (взято с сайта www.ti.com)
Процессор C55x имеет два устройства для выполнения операции умножения с накоплением MAC, каждое из которых может выполнить умножение чисел семнадцать на семнадцать бит и суммирование с тридцатью двумя битами за один цикл. Так же имеется 40-битное арифметико-логическое устройство (АЛУ) и дополнительное к нему 16-ти битное АЛУ.
Процессор C55x поддерживает набор инструкций различного количества байт для улучшения плотности кода. Входные и выходные функции предоставляют возможность управления большим количеством прерываний и I/O (входа/выхода) бит для различной периферии: ЖК-дисплеев, клавиатур и media интерфейсов. На “борту” процессора имеется 10-ти битный АЦП последовательного приближения. Последовательные media интерфейсы поддерживают два типа периферийных устройств MultiMedia Card/Secure Digital (MMC/SD), четыре Inter-IC Sound (I2S шина) модуля, один Serial-Port Interface (SPI), один I2C multi-master and slave интерфейс и универсальный асинхронный приемник/передатчик (UART).
Периферийные устройства C5535 включают в себя интерфейс внешней памяти (external memory interface EMIF), который обеспечивает доступ к асинхронной памяти, такой как EPROM, NOR, NAND и SRAM, а так же к высокоскоростной синхронной памяти DRAM (SDRAM). Дополнительная периферия включает: USB, RTC(Real Time Clock), блок таймеров. RTC – блок генератора сигналов реального времени. Блок таймеров включает в себя три таймера общего назначения и один из, которых может конфигурироваться как сторожевой таймер watchdog timer (дословный перевод – “спящая собака”). Механизм использования сторожевого таймера позволяет предотвратить “зависание” процессора.
Кроме этого C5535 включает в себя аппаратный ускоритель для быстрого преобразования Фурье. Аппаратный ускоритель поддерживает от 8-ми до 1024-х точечное вещественное и комплексное быстрое преобразований Фурье.
Процессор поддерживается средой разработки Code Composer Studio, может работать под управлением операционной системы OS Real Time DSP/BIOS, поддерживает высокоскоростной обмен данными RTDX (Real Time Data eXchange) c компьютером по JTAG интерфейсу XDS100. Фирма TI предоставляет набор библиотек для создания цифровых фильтров FIR и IIR.
Особенности процессора TMS320C5535
-Высокая производительность и низкое энергопотребление
-20 - 10нс длительность цикла команд
-50 - 100МГц тактовая частота
-Одна/Две инструкции исполняемые за такт
-Двойной умножитель (до 200 или 240 миллионов операций умножения с накоплением в секунду (MMACS))
-Два АЛУ
-Три внутренние шины чтения и две шины записи
-Программная совместимость с устройствами C55x серии
-320 Кбайт RAM (ОЗУ) внутри процессора
-128 Кбайт ROM (ПЗУ) внутри процессора
-Четыре контроллера прямого доступа к памяти с четырьмя каналами каждый
-Три 32-ти битных таймера общего назначения
-Два MultiMedia Card/Secure Digital (MMC/SD) интерфейса
-Универсальный асинхронный приемник/передатчик (UART)
-Последовательный периферийный интерфейс (SPI – Serial Port Interface)
-Последовательная I2C шина (Master/Slave Inter-Integrated Circuit)
-Четыре последовательных I2S интерфейса (Inter-IC Sound) для передачи данных
-Асинхронный интерфейс для ЖК дисплея
-Аппаратный ускоритель быстрого преобразования Фурье
-10-ти разрядный АЦП последовательного приближения с 4-мя входами
-Часы реального времени Real-Time Clock (RTC) с отдельным тактовым генератором и питанием с малым потреблением (0,7mA)
-Программируемая система фазовой автоподстройки частоты тактового генератора с низким энергопотреблением
-Встроенный в ПЗУ загрузчик для загрузки с NAND Flash, NOR Flash, SPI EEPROM, SPI Serial Flash or I2C EEPROM
-До 26 GPIO контактов для мультиплексирования с другими функциями устройства
Процессор содержит три линейных регулятора напряжения (LDO Low Drop Out). ANA_LDO – обеспечивает 1,3В для питания DSP PLL, SAR, и цепи управления питанием (VDDA_ANA). DSP_LDO – обеспечивает 1,3В или 1,05В для питания процессорного ядра DSP. USB_LDO – обеспечивает 1,3В для питания цепей USB интерфейса.
Область применения процессора:
-беспроводные аудио устройства (гарнитуры, микрофоны, домофоны и т.д.)
-наушники с шумоподавлением
-портативные медицинские приборы
-голосовые приложения
-промышленные контроллеры
-биометрия по отпечаткам пальцев
-алгоритмы сжатия звука
-распознавание речи
-подавление эхо-сигнала в сотовых телефонах