DSP实验学习心得
DSP即为数字信号处理器(Digital Signal Proceing)，是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。它的工作原理是将现实世界的模拟信号转换成数字信号，再用数学方法处理此信号，得到相应的结果。自从数字信号处理器(Digital Signal Proceor)问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理，语音、语言处理，通用信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。随着成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合得到成功应用。DSP 数字信号处理器DSP 芯片采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构及改进的哈佛结构，较传统处理器的冯诺依曼结构具有更高的指令执行速度。其处理速度比最快的CPU快10-50倍。在当今数字化时代背景下,DSP 已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的“旗手”。
最初的DSP器件只是被设计成用以完成复杂数字信号处理的算法。DSP器件紧随着数字信号理论的发展而不断发展。DSP发展最快，现在的DSP属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP 芯核及外围组件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP 芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们日常消费领域，前景十分可观。近年来，随着通信技术的飞速发展，DSP已经成为信号与信息处理领域里一门十分重要的新兴学科，它代表着当今无线系统的主流发展方向。现在,通信领域中许多产品都与DSP 密切联系，例如，Modem、数据加密、扩频通信、可视电话等。而寻找DSP芯片来实现算法最开始的目标是在可以接受的时间内对算法做仿真，随后是将波形存储起
来，然后再加以处理。在短短的十多年时间，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。目前, DSP 芯片的价格也越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP 芯片的应用主要有:（1）信号处理--如，数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。（2）通信--如，调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、波形产生等。（3）语音--如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音储存等。（4）图像/图形--如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等。（5）军事--如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等。（6）仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。（7）自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制。（8)医疗--如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。（9)家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等DSP 的发展前景DSP的功能越来越强，应用越来越广，达到甚至超过了微控制器的功能，比微控制器做得更好而且价格更便宜，许多家电用第二代DSP 来控制大功率电机就是一个很好的例子。汽车、个人通信装置、家用电器以及数以百万计的工厂使用DSP 系统。数码相机、IP 电话和手持电子设备的热销带来了对DSP芯片的巨大需求。而手机、PDA、MP3 播放器以及手提电脑等则是设备个性化的典型代表，这些设备的发展水平取决于DSP 的发展。新的形势下，DSP面临的要求是处理速度更高，功能更多更全，功耗更低，存储器用量更少。
这学期我们学习了DSP的理论课程，也进行了相应的实验，实际操作让我们学习的更加深入。我们的主处理芯片： TMS320VC5502PGF300；
低功耗设计，比上一代 C54XX 器件功耗低 30%左右；
处理速度更快，双乘法器结构，处理速度 600MMACS；
软件程序兼容 C54XX DSP；
片内存贮空间 32K× 16Bit（ DARAM）（ 64K Bytes）；
最大外部寻址空间 8M× 16Bit； SDRAM： 1M× 16Bit； 2 路 8bit 板上 A/D 接口；
2 路的 TLC7528 转换， 5M/S， 8Bit；
片上 UART 接口，符合 RS232 标准；
8Mbit 扩展 FLASH，存储大量固化程序和数据；
设计有用户可以自定义的开关和测试指示灯；
3U 标准的 DSP 扩展总线，包括数据、地址、I/O、控制； 4 组标准扩展连接器，为用户进行二次开发提供条件；
具有 IEEE1149.1 相兼容的逻辑扫描电路，该电路仅用于测试和仿真； +5V 电源输入，内部+3.3V、+1.26V 电源管理；
高保真语音接口设计，双路语音采集，每路 48K/S； 4 层板设计工艺，稳定可靠；
具有自启动功能设计，可以实现脱机工作；
可以选配多种应用接口板，包括图像板，网络板等； 开发环境
开发 TMS320C55xx 应用系统一般需要以下设备和软件调试工具： 1．通用 PC 一台，安装 Windows2000 或 WindowsXP 操作系统及常用软件(如： WinRAR 等)。
2． TMS320C55xx 评估板及相关电源。如： ICETEK– VC5502-A 评估板。
3．通用 DSP 仿真器一台及相关连线。如： ICETEK-5100USB 仿真器。
4．控制对象(选用)。如： ICETEK-CTR 控制板。
5． TI 的 DSP 开发集成环境 Code Composer Studio。如： CCS3.1。
6．仿真器驱动程序。 7．实验程序及文档。
ICETEK-DSP 教学实验箱的硬件连接
1 ．连接电源：打开实验箱，取出三相电源连接线(如右图)，将电源线的
一端插入实验箱外部左侧箱壁上的电源插孔中。 确认实验箱面板上电源总
开关(位于实验箱底板左上角)处于“关”的位置，连接电源线的另一端至
220V 交流供电插座上，保证稳固连接。
2．使用电源连接线(如右图，插头是带孔的)连接各模块电源：确认实验
箱总电源断开。 连接 ICETEK-CTR 板上边插座到实验箱底板上+12V 电源
插座； ICETEK-CTR 板下边插座到实验箱底板上+5V 电源插座；如使用
PP(并口 )型仿真器，则连接仿真器上插座到实验箱底板上+5V 电源插座；
连接 DSP 评估板模块电源插座到实验箱底板上+5V 电源插座。注意各插
头要插到底，防止虚接或接触不良。
3．连接 DSP 评估板信号线：当需要连接信号源输出到 A/D 输入插座时，
使用信号连接线(如右图)分别连接相应插座。
4． 接通电源： 检查实验箱上 220V 电源插座(箱体左侧)中保险管是否完好， 在连接电源线以后，
检查各模块供电连线是否正确连接，打开实验箱上的电源总开关(位于实验箱底板左上角)，使 开关位于“开”的位置，电源开关右侧的指示灯亮。 构造 DSP 开发软件环境
1．安装 CCS 软件(此文档假定用户将 CCS 安装在默认目录 C:\\CCStudio_v3.1 中，同时也建议
用户按照默认安装目录安装) ⑵将实验箱附带的教学光盘插入计算机光盘驱动器。 ⑶打开教学光盘的“ CCS3.1”目录。 ⑷双击其中的“ Setup.exe”，进入安装程序。 ⑸选择“ Code Composer Studio”
按照安装提示进行安装，并重新启动计算机。 ⑹安装完毕，桌面上出现两个新的图标 2．安装 DSP 通用仿真器驱动
需要安装两部分： (1)仿真器的 Windows 驱动程序（并口无需， usb 口要安装）； (2)根据仿真的 DSP 芯片不同，设置仿真器在 CCS 环境中的对应驱动程序。
⑴双击光盘中的“开发系统驱动\\USB”目录下的 usbdrv54x.exe 文件，然后再打开的页
面中输入 ccs 的安装路径，例如 C:\\CCStudio_v3.1 ⑵此时驱动已经被拷贝到 C:\\CCStudio_v3.1\\icetek 目录下。 ⑶然后把 usb 电缆连接到计算机的 usb 接口和 usb 仿真器上， 计算机将提示找到新硬件，
选择否，然后点下一步。 3．安装实验程序
双击光盘中的实验安装文件，自动解压缩后安装到 C:\\ICETEK 目录下。
例如：实验安装文件为“ Setup5502A.exe” 4．安装初始化仿真器程序
将光盘中“工具”子目录下的“ xdsresetUSB”目录拷贝到硬盘上的任意路径下，建
议和实验程序目录放在一起，便一管理。然后用单击鼠标右键选择“ xdsresetUSB”目
录下 “ xdsrstusb”批处理文件，选择“发送到” ->“桌面快捷方式”。注： 如果您的 CCS 系统未安装在默认的 C:\\CCStudio_v3.1 目录，请用鼠标右键单击桌面上“ xdsrstusb”图标，选择“属性”，将“快捷方式”项和“起始位置”中的路径改成您所安装的路径。
启动 CCS 启动 Emulator 方式：
⑴ 首先将实验箱电源关闭。连接实验箱的外接电源线。 ⑵ 检查 ICETEK-5100USB 仿真器的黑色 JTAG 插头是否正确连接到 ICETEK– VC5502-A板的 J1 插头上。注：仿真器的插头中有一个孔加入了封针，与 J1 插头上的缺针位置应重合，保证不会插错。
⑶ 检查是否已经用电源连接线连接了 ICETEK– VC5509-A 板上的POW1插座和实验箱底板上+5V 电源插座。 ⑷ 检查其他连线是否符合实验要求。检查实验箱上三个拨动开关位置是否符合实验要求。
⑸ 打开实验箱上电源开关(位于实验箱底板左上角 )，注意开关边上红色指示灯点亮。
ICETEK– VC5502-A 板上指示灯 D5 和 D6 点亮。如果打开了 ICETEK-CTR 的电源开关，ICETEK-CTR 板上指示灯 L
1、L2 和 L3 点亮。如果打开了信号源电源开关，相应开关边的指示灯点亮。
⑹ 用实验箱附带的 USB 信号线连接 ICETEK-5100USB 仿真器和 PC 机后面的 USB 插座，注意 ICETEK-5100USB 仿真器上指示灯 Power 和 Run 灯点亮。
⑺ 双击桌面上仿真器初始化图标：
(8) 如果进入 CCS 提示错误，先选“ Abort”，然后用“初始化 ICETEK-5100 USB2.0 仿真器”初始化仿真器，如提示出错，可多做几次。如仍然出错，拔掉仿真器上 USB 接头(白色方形)，按一下 ICETEK– VC5509-A 板上 S1 复位按钮， 连接 USB 接头， 再做“初始化 ICETEK-5100 USB2.0仿真器”。
(9)如果遇到反复不能连接或复位仿真器、进入 CCS 报错， 请打开 Windows 的“任务管理器”，在“进程”卡片上的“映像名称”栏中查找是否有“cc_app.exe”，将它结束再试。
退出 CCS 指示灯实验
了解 ICETEK-VC5502-AE 板在 TMS320VC5502DSP 外部扩展存储空间上的扩展。了解 ICETEK-VC5502-AE 板上指示灯扩展原理。学习在 C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法。
TMS320VC5502DSP 的 EMIF 接口：
存储器扩展接口 (EMIF)是 DSP 扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地
址、数据线，可以扩展各类存储器和寄存器映射的外设。 - ICETEK-VC5502-AE 评估板在 EMIF 接口上除了扩展了片外 SDRAM 外，还扩展了指
示灯、DIP 开关和 D/A 设备。具体扩展地址如下： 0x400009， 0x40000b： D/A 转换控制寄存器 0x400007： 板上 DIP 开关控制寄存器 0x400005： 板上指示灯控制寄存器
- 与 ICETEK-VC5502-AE 评估板连接的 ICETEK-CTR 显示控制模块也使用扩展空间控制
主要设备：
608001h： 读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器 608002h： 液晶辅助控制寄存器
608003h 、608004h： 液晶显示数据寄存器 608005h： 发光二极管显示阵列控制寄存器 拨码开关控制实验
了解 ICETEK-VC5502-AE 板在 TMS320VC5502DSP 外部扩展存储空间上的扩展。了解 ICETEK-VC5502-AE 板上拨码开关扩展原理。熟悉在 C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法。
TMS320VC5502DSP 的 EMIF 接口：
存储器扩展接口 (EMIF)是 DSP 扩展片外资源的主要接口， 它提供了一组控制信号和地址、
数据线，可以扩展各类存储器和寄存器映射的外设。
- ICETEK-VC5502-AE 评估板在 EMIF 接口上除了扩展了片外 SDRAM 外，还扩展了指
示灯、DIP 开关和 D/A 设备。具体扩展地址如下： 0x400009， 0x40000b： D/A 转换控制寄存器 0x400007： 板上 DIP 开关控制寄存器 0x400005： 板上指示灯控制寄存器
- 与 ICETEK-VC5502-AE 评估板连接的 ICETEK-CTR 显示控制模块也使用扩展空间控制
主要设备：
608001h： 读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器 608002h： 液晶辅助控制寄存器
608003h 、608004h： 液晶显示数据寄存器 608005h： 发光二极管显示阵列控制寄存器 DSP 的定时器
通过实验熟悉 VC5502A 的定时器；掌握 VC5502A 定时器的控制方法；掌握 VC5502A 的中断结构和对中断的处理流程；学会 C 语言中断程序设计，以及运用中断程序控制程序流程。 通用定时器介绍及其：
TMS320VC5502A 内部有两个 64 位通用定时器（ GP） , 控制方法详见spru618.pdf。中断响应过程（详见 spru371.pdf）：
外设事件要引起 CPU 中断，必须保证： IER 中相应使能位被使能， IFR 相应中断也被使能。在软件中，当设置好相应中断标志后，开中断，进入等待中断发生的状态；外设（如定时器）中断发生时，首先跳转到相应中断级高的服务程序中（如：定时器 1 会引起 TINT中断），程序在进行服务操作之后，应将本外设的中断标志位清除以便能继续中断，然后返回。中断程序设计：
- 程序中应包含中断向量表， VC5502A 默认向量表从程序区 0xffff00 地址开始存放，根据IPVD 和 IPVH 的值确定向量表的实际地址。
- 注意观察程序中 INTR_init()函数的定义部分，其中 IPVD 和 IPVH 的值都为 0x0001；同时
观察配置文件 ICETEK-VC5502-AE.cmd 中的 VECT 段描述中 o=0x0100。
- 向量表中每项为 8 个字， 存放一个跳转指令， 跳转指令中的地址为相应服务程序入口地址。
第一个向量表的首项为复位向量，即 CPU 复位操作完成后自动进入执行的程序入口。
- 服务程序在服务操作完成后，清除相应中断标志，返回，完成一次中断服务。 单路，多路数模转换（ DA）
了解数模转换的基本操作。了解 ICETEK-VC5502-AE 板扩展数模转换方式。掌握数模转换程序设计方法。
1．数模转换操作：数模转换芯片使用 TLC7528C。 TLC7528C 是双路、8 位数字－模拟转换器，内部具有各自单独的数据锁存器，其特性包括两 DAC 非常精密的一致性，数据通过公共 8 位输入口转送至两DAC 数据锁存器的任意一个。控制输入端 DACA/DACB 决定哪一个 DAC 被装载。器件的装载周期与随机存取存储器的写周期类似，能方便地与大多数通用微处理器总线或端口相接口。 器件的工作电压 5V 至 15V，功耗小于 15mW（典型值）。 2 或 4 象限的乘法功能使该器件成为许多微处理器的增益设置和信号控制的良好选择。它可工作于电压模式，与电流输出相比较，更适合于电压输出。 TLC7528C 的工作温度范围从 0℃至 70℃。
2． TLC7528C 与 TMS320VC5502A 的连接：由于 TMS320VC5502A DSP 没有数模转换输出设备，采用外扩数模转换芯片的方法。在 ICETEK-VC5502-AE 板上选用的是 TLC7528C。 TLC7528C 的转换寄存器被映射到了 DSP的 CE2 空间，两路 DA 转换通道的地址分别是： 0x400009， 0x40000b。在 TLC7528C 的输出端，为了增加输出功率，经过一级运放再输出到板上插座上。
实验学习让我们更好的学习到了理论知识，不只是停留在理论上，实践才是真理。
