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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 DSP系统2

1.2.1 DSP系统的基本构成2

1.2.2 DSP系统的特点2

1.2.3 DSP系统的设计与开发3

1.2.4 DSP系统的开发工具4

1.2.5 实时DSP系统5

1.3 DSP芯片概述6

1.3.1 DSP芯片的定义6

1.3.2 DSP芯片的特点6

1.3.3 DSP芯片的发展7

1.3.4 DSP芯片的分类8

1.3.5 DSP芯片的选择9

1.3.6 DSP系统的运算量12

1.3.7 DSP芯片的应用13

1.4 常用的DSP芯片14

1.4.1 TI公司DSP芯片14

1.4.2 ADI公司DSP芯片19

1.5 内容组织与常用术语20

1.5.1 内容组织结构20

1.5.2 常用术语21

本章小结21

习题与思考题22

第2章 DSP芯片的基本结构和特征23

2.1 引言23

2.2 DSP芯片的基本结构23

2.2.1 概述23

2.2.2 总线结构23

2.2.3 流水线25

2.3 中央处理单元（CPU）25

2.3.1 算术逻辑单元（ALU）26

2.3.2 累加器27

2.3.3 桶形移位寄存器27

2.3.4 乘累加单元28

2.3.5 寻址单元29

2.4 存储单元30

2.4.1 片内存储器30

2.4.2 存储器映射寄存器31

2.4.3 Cache31

2.4.4 外部扩展存储器32

2.5 集成外设与接口32

2.5.1 通用类外设33

2.5.2 通信类外设34

2.5.3 存储类接口35

2.5.4 DMA控制器35

2.5.5 专用外设与接口36

2.6 中断36

2.6.1 中断源37

2.6.2 中断优先级37

2.6.3 中断处理过程39

2.6.4 中断矢量表39

本章小结40

习题与思考题40

第3章 DSP芯片的开发环境41

3.1 引言41

3.2 软件开发流程41

3.3 软件开发环境43

3.3.1 基本概念44

3.3.2 CCS开发环境46

3.3.3 软件开发功能51

3.3.4 DSP／BIOS62

3.4 硬件开发流程67

3.5 硬件开发环境67

3.5.1 DSP仿真器68

3.5.2 仿真器接口68

3.5.3 TI公司仿真器70

本章小结70

习题与思考题71

第4章 DSP的数值运算基础72

4.1 引言72

4.2 定点的基本概念72

4.2.1 数的定标72

4.2.2 数的转换73

4.2.3 溢出保护75

4.2.4 符号扩展76

4.2.5 舍入与截尾76

4.3 定点运算实现的基本原理77

4.3.1 加法／减法运算的C语言定点模拟77

4.3.2 乘法运算的C语言定点模拟79

4.3.3 除法运算的C语言定点模拟80

4.3.4 程序变量的Q值确定80

4.3.5 浮点至定点变换的C程序举例81

4.4 DSP定点算术运算实现的基本原理83

4.4.1 定点乘法83

4.4.2 定点加法84

4.4.3 定点除法85

4.5 非线性运算定点实现方法87

4.5.1 级数展开法87

4.5.2 查表法87

4.5.3 混合法89

4.6 浮点数的表示格式91

4.6.1 IEEE浮点数格式91

4.6.2 TMS320C3x浮点数格式92

4.7 基本的浮点运算94

4.7.1 浮点乘法和加减法94

4.7.2 浮点除法94

4.8 非线性浮点运算的快速实现95

本章小结97

习题与思考题97

第5章 DSP芯片的存储资源管理98

5.1 引言98

5.2 TMS320C54x的存储区组织98

5.2.1 程序空间98

5.2.2 数据空间99

5.2.3 I／O空间99

5.2.4 存储器映射寄存器100

5.2.5 TMS320VC5416的存储资源100

5.3 TMS320C55x的存储区组织101

5.3.1 存储空间组织102

5.3.2 TMS320VC5509A的存储资源102

5.3.3 程序空间103

5.3.4 数据空间104

5.3.5 I／O空间105

5.4 程序结构与COFF目标文件格式105

5.4.1 块（section）106

5.4.2 汇编器对块的处理106

5.4.3 链接器对块的处理108

5.4.4 程序重定位108

5.4.5 COFF文件中的符号109

5.4.6 COFF文件格式编程示例109

5.5 存储区分配与CMD文件111

5.5.1 文件链接方法111

5.5.2 链接命令文件112

5.5.3 TMS320VC5509A的CMD文件112

本章小结115

习题与思考题115

第6章 基于C语言的DSP芯片开发116

6.1 引言116

6.2 TMS320C55x的C语言116

6.2.1 变量和常数118

6.2.2 函数121

6.2.3 预处理123

6.2.4 asm语句125

6.3 C语言程序代码的优化125

6.3.1 C语言程序代码编译分析125

6.3.2 C语言程序的优化方法131

本章小结141

习题与思考题141

第7章 基于TMS320C55x的汇编语言开发142

7.1 汇编语言源程序格式142

7.2 汇编源程序中常见符号和伪指令144

7.3 汇编指令系统147

7.4 寻址方式150

7.4.1 绝对寻址方式150

7.4.2 直接寻址方式151

7.4.3 间接寻址方式153

7.5 汇编代码的优化162

7.6 汇编语言和C的混合编程方法162

7.6.1 独立的C和汇编模块接口163

7.6.2 从C程序中访问汇编程序变量164

7.6.3 在汇编程序中访问C程序变量165

7.6.4 在C程序中直接嵌入汇编语句166

7.6.5 TMS320C55x混合编程举例166

本章小结167

习题与思考题167

第8章 DSP算法软件开发实例168

8.1 引言168

8.2 基于FFT的单音检测算法原理168

8.2.1 单音检测算法概述168

8.2.2 DFT的基本原理169

8.2.3 FFT算法的导出169

8.3 基于MATLAB的DSP算法仿真174

8.3.1 MATLAB简介174

8.3.2 单音检测算法的MATLAB仿真175

8.4 单音检测算法的浮点C语言实现177

8.5 单音检测算法的定点C语言实现181

8.5.1 FFT运算溢出及避免方法182

8.5.2 单音检测算法的定点C语言实现183

8.6 单音检测算法的定点DSP芯片实现188

本章小结190

习题与思考题190

第9章 DSP系统的硬件设计191

9.1 引言191

9.2 DSP系统硬件设计的基本步骤191

9.3 最小DSP系统的硬件设计192

9.3.1 电源电路192

9.3.2 复位电路195

9.3.3 时钟电路196

9.3.4 JTAG电路197

9.3.5 引脚的电平转换与处理198

9.3.6 硬件系统的可靠性设计200

9.4 外部存储器接口设计203

9.4.1 TMS320C54x存储器接口设计204

9.4.2 TMS320C55x存储器接口设计208

9.5 模数接口电路的设计209

9.5.1 TLV320AIC23B接口的设计209

9.5.2 MC145483接口的设计212

9.6 通信接口的设计213

9.6.1 通信接口213

9.6.2 同步通信接口电路设计214

9.6.3 异步通信接口电路设计215

9.7 主从式系统的设计215

9.7.1 共享存储器实现双机通信216

9.7.2 利用HPI实现双机通信217

本章小结218

习题与思考题218

第10章 DSP芯片外设驱动程序的开发219

10.1 引言219

10.2 基于CSL的外设程序设计220

10.2.1 CSL简介220

10.2.2 CSL的特点222

10.2.3 CSL程序开发基本步骤224

10.3 中断控制程序的开发233

10.3.1 中断初始化234

10.3.2 中断服务程序的开发237

10.3.3 中断控制程序实例238

10.4 典型接口功能的控制程序开发241

10.4.1 外部存储的控制程序241

10.4.2 串行A／D和D／A功能的控制程序244

10.4.3 外部主机通信功能的控制程序249

10.5 DMA的控制程序开发250

10.5.1 DSP芯片的DMA数据传输模式251

10.5.2 DSP芯片的DMA传输地址252

10.5.3 DSP芯片的DMA事件和中断252

10.5.4 DMA控制程序举例254

本章小结257

习题与思考题257

第11章 DSP脱机系统的开发258

11.1 联机系统和脱机系统258

11.2 DSP芯片的BOOT260

11.2.1 BOOT简介260

11.2.2 BOOT过程261

11.2.3 BOOT表266

11.3 DSP脱机系统实现267

11.3.1 硬件设计267

11.3.2 软件代码准备与烧录268

11.4 DSP脱机系统软件开发实例271

11.4.1 并口FLASH脱机系统的软件开发271

11.4.2 串口FLASH脱机系统的软件开发273

本章小结276

习题与思考题277

第12章 DSP系统的开发实例278

12.1 引言278

12.2 基于TMS320VC5509A的DSP应用系统实例278

12.2.1 系统简介278

12.2.2 系统架构279

12.3 系统的硬件开发280

12.3.1 器件选型280

12.3.2 接口设计282

12.3.3 电路设计283

12.3.4 电路调试286

12.4 系统的软件开发287

12.4.1 算法仿真程序编写和测试287

12.4.2 接口控制程序编写和调试289

12.5 系统的软硬件集成297

本章小结307

习题与思考题308

附录A 缩略词的中英文对照309

附录B TMS320VC5509A PGE LQFP引脚图及定义313

附录C TMS320C55x指令集315

附录D CSL库函数332

附录E 代码实例346

附录F CCS V5.5的安装365

附录G 8位μ律PCM／16位线性转换的C语言程序369

附录H μ律PCM到线性变换表371

参考文献372