高性能数字信号处理器与高速实时信号处理

第 1 章 数字信号处理器技术综述 1

1.1 数字信号处理器的发展和特点 1

1.2 数字信号处理器的应用领域 3

第 2 章 数字信号处理器类型及应用概述 5

2.1 dsp种类 5

2.2 各类型dsp介绍 6

2.2.1 专用dsp 6

2.2.2 定点dsp 14

2.2.3 浮点dsp 22

2.2.4 并行浮点dsp 28

2.2.5 其它超高性能dsp 34

2.3 dsp的应用和开发 39

2.3.1 dsp的应用 39

2.3.2 dsp的开发系统 41

2.3.3 模块化系统 43

第 3 章 adsp2106x功能与结构 46

3.1 adsp2106x处理器概述 46

3.2 adsp2106x运算控制单元 48

3.2.1 运算单元 48

3.2.2 程序控制器 50

.3.2.3 地址产生器和总线 50

3.2.4 中断 50

3.2.5 寄存器组成 52

3.2.6 寄存器状态标志 53

3.2.7 adsp2106x管脚说明 56

3.3 存储器组织 61

3.3.1 存储器总线 61

3.3.2 存储器映射 61

3.3.3 多处理器存储共享 62

3.3.4 片内存储器 63

3.3.5 片外存储器 66

3.3.6 存储器控制与接口 66

3.4 dma 66

3.4.1 dma建立 67

3.4.2 dma端口选择 68

3.4.3 dma状态寄存器和参数寄存器 68

3.4.4 dma通道优先权 69

3.4.5 链式dma 69

3.4.6 dma中断 69

3.4.7 dma的产生和终止 70

3.4.8 外部总线dma的特别用法 70

3.4.9 dma传送速度 70

3.4.10 二维dma 71

3.5 多处理器共享存储总线 71

3.5.1 多处理器总线仲裁 73

3.5.2 总线仲裁规则 73

3.5.3 主处理器时间限制 73

3.5.4 核优先访问 74

3.5.5 复位后的总线同步 74

3.5.6 直接读写从处理器 74

3.5.7 通过epb缓冲的数据传输 75

3.5.8 总线锁定和信号机 76

3.5.9 处理器间消息传递和矢量中断 77

3.6 主机接口 77

3.6.1 主机控制 78

3.6.2 异步传送 79

3.6.3 同步传送 80

3.6.4 利用sbts解决主机接口死锁 80

3.6.5 直接读写从机 80

3.6.6 通过epb的数据传送 81

3.6.7 处理器间消息传递和矢量中断 84

3.7 链路口 85

3.7.1 链路口功能和特点 85

3.7.2 链路口控制寄存器 86

3.7.3 握手信号 88

3.7.4 链路缓冲lbuf 88

3.7.5 链路dma通道 89

3.7.6 链路口中断 89

3.7.7 传送错误检测 90

3.7.8 令牌传递 91

3.7.9 链路传送信号线 92

3.8 串行口 92

3.8.1 串口控制寄存器和数据缓冲 93

3.8.2 数据字格式 96

3.8.3 时钟信号 97

3.8.4 帧同步信号 97

3.8.5 多通道操作 97

3.8.6 串口和存储器数据传送 98

3.8.7 串口自环 99

3.8.8 串口的应用 99

第 4 章 adsp2106x指令集 100

4.1 指令形式 100

4.2 计算类操作 106

4.2.1 alu运算 107

4.2.2 移位器操作 110

4.2.3 乘法器操作 112

4.2.4 多运算指令 114

4.3 其它类指令 115

4.4 指令编程举例 115

第 5 章 adsp2106x开发系统 122

5.1 定义结构文件 123

5.2 编写汇编程序 124

5.2.1 语法和符号 125

5.2.2 预处理伪指令 126

5.2.3 汇编伪指令 127

5.3 汇编器 128

5.4 链接器 128

5.4.1 链接器的作用 129

5.4.2 运行链接器 129

5.5 引导加载码生成 129

5.5.1 引导模式和引导码 129

5.5.2 运行ldr21k 130

5.5.3 生成加载程序文件 131

5.6 模拟器 132

5.6.1 模拟器操作 133

5.6.2 模拟器运行步骤 133

5.6.3 i/o口描述 134

5.7 库管理器 134

5.7.1 lib21k命令形式 134

5.7.2 库管理器使用方法 135

5.7.3 软件包中的标准库函数 135

5.8 c编译器 136

5.8.1 c编译器的有关概念 136

5.8.2 c调用汇编函数 140

5.8.3 行嵌入式汇编语句 142

5.8.4 联系c变量和汇编符号 144

5.8.5 汇编支持的宏 145

5.8.6 c语言规范和扩展 145

5.8.7 c编译器开关参数 146

5.8.8 c源码调试器cbug 150

5.9 仿真器 154

5.9.1 多dsp的jtag链 154

5.9.2 仿真多dsp 155

5.10 adsp2106x开发板ez-lab和ez-kit lite 156

第 6 章 adsp2106x系统设计 157

6.1 电路设计 157

6.1.1 重要信号线的设计 157

6.1.2 印制板制作 157

6.1.3 混合电路印制板要求 158

6.2 多处理器并行系统设计 159

6.3 引导模式 160

6.3.1 prom引导 161

6.3.2 host引导 162

6.3.3 link port引导 162

6.3.4 生成加载文件 163

6.3.5 多处理器引导 169

6.4 adsp2106x处理系统的构成 174

6.4.1 外存储器组成 174

6.4.2 链路口使用 176

6.4.3 与其它设备接口 176

6.4.4 系统功耗 177

6.5 仿真接口jtag设计 177

6.6 adsp2106x管脚与封装及型号 179

6.7 adsp2106x设计实例 181

6.7.1 用c语言设计程序 181

6.7.2 adsp2106x与dram接口 184

6.7.3 adsp2106x与edram接口 185

6.7.4 adsp2106x与flash存储器接口 186

6.7.5 adsp2106x与液晶接口 190

6.7.6 多片dsp加载 191

6.7.7 以dma方式输入/输出数据 198

6.7.8 链路dma与链路buffer的设置 200

6.7.9 二维dma与链式dma 201

6.7.10 编程技巧 202

6.7.11 设计小结 206

第 7 章 adsp2106x应用实现 212

7.1 滤波器实现 213

7.1.1 n阶有限冲击响应滤波器fir 213

7.1.2 基2 fir滤波 215

7.1.3 实时抽取 218

7.1.4 实时内插 221

7.1.5 级联iir(直接型ii或变换型i)滤波器的二阶节实现 223

7.2 快速付立叶变换 225

7.2.1 基2复数fft 228

7.2.2 基4复数fft 228

7.2.3 基2实数fft 233

7.3 离散付立叶变换 234

7.4 正交插值 235

7.4.1 低通滤波法 236

7.4.2 希尔伯特滤波法 237

7.4.3 插值滤波法 237

7.4.4 频域方法 238

7.5 脉冲压缩 239

7.6 用fft实现fir 240

7.6.1 线性卷积与时频域变换 240

7.6.2 通用dsp与专用dsp 241

7.6.3 横向滤波器实现 242

7.7 自适应通道均衡 243

7.8 电机转速控制系统 246

7.9 浮点dsp用于消费类电子产品 248

第 8 章 多dsp并行处理系统设计 249

8.1 并行处理技术的现状和发展 249

8.2 各种实时信号处理领域对实时并行处理的要求 251

8.3 并行处理技术的内容 252

8.3.1 加速比和效率 253

8.3.2 处理单元的选择 254

8.3.3 并行处理网络的构成 257

8.3.4 并行处理任务的分配与调度 260

8.4 时空二维自适应处理机通道处理 261

8.5 自适应波束形成 263

8.5.1 最小二乘问题求解 263

8.5.2 脉动阵求解最小二乘问题 265

第 9 章 adsp21160功能与结构 267

9.1 adsp21160处理器概述 267

9.2 adsp21160的处理器核 267

9.2.1 运算核 269

9.2.2 程序控制器 271

9.2.3 地址产生器和总线 272

9.3 存储器组织 274

9.4 多处理器共享存储总线 276

9.4.1 多处理器总线仲裁 277

9.4.2 总线仲裁规则 278

9.4.3 处理器时间限制 278

9.4.4 优先级访问 278

9.4.5 复位后的总线同步 279

9.4.6 加载从处理器 279

9.4.7 直接读写从处理器 279

9.4.8 通过epb缓冲的数据传输 280

9.4.9 总线锁定和信号机 281

9.4.10 处理器间消息传递和矢量中断 282

9.5 主机接口 283

9.5.1 主机控制 283

9.5.2 异步传送 284

9.5.3 同步传送 285

9.5.4 利用sbts解决主机接口死锁 286

9.5.5 直接读写从机 286

9.5.6 通过epb的数据传送 287

9.5.7 消息传递和矢量中断 288

9.6 链路口 289

9.6.1 链路口模式设置 290

9.6.2 链路口dma 292

9.6.3 握手信号 292

9.6.4 链路缓冲lbuf 293

9.6.5 链路口中断 293

9.7 串行口 295

9.8 dma 295

9.8.1 dma建立 296

9.8.2 dma通道优先权 298

9.8.3 链式dma 298

9.8.4 dma中断 298

9.8.5 dma的产生和终止 298

9.8.6 外部总线dma的特别用法 299

9.8.7 二维dma 299

9.9 寄存器组成总结 300

9.9.1 控制与标志寄存器位说明 303

9.9.2 运算核寄存器 307

9.9.3 程序控制寄存器 307

9.9.4 dag寄存器 307

9.9.5 i/o处理器寄存器 307

9.10 中断 311

9.11 adsp21160管脚说明 313

第 10 章 adsp21160指令集 319

10.1 adsp2106x代码向adsp21160移植 319

10.2 计算类操作 321

10.2.1 alu运算 321

10.2.2 移位器操作 324

10.2.3 乘法器操作 327

10.2.4 多运算指令 330

10.3 指令形式 332

10.3.1 指令形式概述 332

10.3.2 指令形式说明 346

10.3.3 数据格式 347

10.3.4 条件码 348

第 11 章 adsp21160的开发工具visualdsp 350

11.1 开发工具概述 350

11.2 集成开发环境ide 352

11.2.1 创建一个新的工程文件 352

11.2.2 设置工程选项 353

11.2.3 添加或编辑工程源文件 354

11.2.4 定义工程编译链接选项 355

11.2.5 编译链接一个调试版的工程 358

11.2.6 调试一个工程 358

11.2.7 编译链接一个正式版的工程 359

11.3 debugger工具 359

11.3.1 debugging sessions 359

11.3.2 多处理器调试 360

11.3.3 程序执行操作 361

11.3.4 程序性能分析操作 362

11.3.5 设置watch point 363

11.3.6 模仿硬件环境 363

11.3.7 寄存器窗口操作 365

11.3.8 存储器窗口操作 365

11.3.9 其它窗口操作 368

11.4 编写链接描述文件 368

11.5 一个简单例子 374

第 12 章 adsp21160的设计与开发 377

12.1 bga设计 377

12.2 信号线设计 379

附录a adsp2106x控制/状态寄存器 381

a.1 寄存器分类 381

a.2 重要寄存器功能定义 384

附录b def21060.h文件和结构文件 386

b.1 头文件def21060.h 386

b.2 c编译器生成的文件头 386

附录c adsp2106x时序图 387

参考文献 397