第1章DSP系統(tǒng)概述1

1.1實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理1

1.1.1什么是DSP1

1.1.2信號(hào)處理芯片的發(fā)展2

1.2DSP嵌入式系統(tǒng)介紹3

1.2.1為什么要使用DSP3

1.2.2DSP系統(tǒng)的構(gòu)成4

1.2.3DSP系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域5

1.3DSP器件的特點(diǎn)6

1.3.1DSP芯片的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢6

1.3.2DSP芯片的特點(diǎn)8

1.3.3DSP芯片的分類9

1.3.4選擇DSP芯片考慮的因素10

1.3.5DSP芯片的性能評(píng)價(jià)11

1.4DSP芯片產(chǎn)品簡介12

1.4.1TI公司的DSP芯片概況12

1.4.2AD公司的DSP芯片16

1.4.3AT&T公司的DSP芯片18

1.4.4Motorola公司的DSP芯片18

1.5本章小結(jié)19

1.6為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目19

1.7習(xí)題20第2章TMS320C6000系列的硬件結(jié)構(gòu)21

2.1C6000系列芯片中央處理器內(nèi)核結(jié)構(gòu)21

2.1.1基本結(jié)構(gòu)21

2.1.2通用寄存器30

2.1.3控制寄存器31[1][2]2.2CPU數(shù)據(jù)通路和控制33

2.2.1數(shù)據(jù)通路的功能單元33

2.2.2寄存器交叉通路34

2.2.3存儲(chǔ)器存取通路36

2.2.4數(shù)據(jù)地址通路36

2.3片內(nèi)存儲(chǔ)器36

2.3.1存儲(chǔ)器空間分配37

2.3.2程序存儲(chǔ)器控制器38

2.3.3內(nèi)部程序存儲(chǔ)器38

2.3.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制器41

2.3.5內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器41

2.4二級(jí)內(nèi)部存儲(chǔ)器44

2.4.1片內(nèi)一級(jí)程序（L1P）高速緩存的結(jié)構(gòu)45

2.4.2片內(nèi)一級(jí)數(shù)據(jù)（L1D）高速緩存的結(jié)構(gòu)46

2.4.3片內(nèi)二級(jí)（L2）高速緩存的結(jié)構(gòu)47

2.4.4片內(nèi)高速緩存的控制47

2.5本章小結(jié)50

2.6為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目50

2.7習(xí)題50第3章TMS320C6000系列的指令系統(tǒng)52

3.1TMS320C6000公共指令集概述52

3.1.1指令和功能單元之間的映射52

3.1.2延遲間隙52

3.1.3指令操作碼映射圖53

3.1.4并行操作53

3.1.5條件操作55

3.1.6尋址方式55

3.2C6000公共指令集57

3.2.1讀取/存儲(chǔ)類指令57

3.2.2算術(shù)運(yùn)算類指令60

3.2.3乘法運(yùn)算指令62

3.2.4邏輯及位域操作指令62

3.2.5搬移類指令64

3.2.6程序轉(zhuǎn)移類指令64

3.2.7資源對公共指令集的限制65

3.2.8浮點(diǎn)運(yùn)算指令集68

3.3匯編、線性匯編和偽指令68

3.3.1匯編代碼結(jié)構(gòu)68

3.3.2線性匯編語言結(jié)構(gòu)70

3.3.3匯編優(yōu)化器偽指令71

3.3.4匯編優(yōu)化器73

3.4C語言和線性匯編語言的混合編程74

3.4.1在C/C++代碼中調(diào)用匯編語言模塊74

3.4.2用內(nèi)嵌函數(shù)訪問匯編語言76

3.4.3C/C++語言中嵌入?yún)R編語言76

3.4.4C/C++語言中訪問匯編語言變量77

3.5本章小結(jié)78

3.6為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目78

3.7習(xí)題79第4章TMS320C6000系列流水線與中斷80

4.1流水線概述80

4.1.1C6000流水線概念80

4.1.2流水線運(yùn)行時(shí)序82

4.1.3VelociTI與標(biāo)準(zhǔn)VLIW85

4.2TMS320C6000流水線操作86

4.2.1C6000指令流水線執(zhí)行級(jí)類型86

4.2.2C6000流水線運(yùn)行的幾個(gè)問題90

4.3中斷控制系統(tǒng)94

4.3.1中斷類型和中斷信號(hào)95

4.3.2中斷服務(wù)表96

4.3.3中斷服務(wù)取指包96

4.3.4中斷控制寄存器99

4.3.5中斷選擇器和外部中斷102

4.4中斷處理及其編程注意事項(xiàng)103

4.4.1中斷捕獲和處理103

4.4.2中斷編程注意事項(xiàng)105

4.5本章小結(jié)108

4.6為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目108

4.7習(xí)題109第5章集成開發(fā)環(huán)境與軟件開發(fā)過程110

5.1集成開發(fā)環(huán)境110

5.1.1概述110

5.1.2代碼生成工具112

5.1.3CCS集成開發(fā)環(huán)境116

5.1.4DSP/BIOS插件117

5.1.5硬件仿真和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換119

5.2開發(fā)一個(gè)簡單的應(yīng)用程序121

5.2.1創(chuàng)建工程文件121

5.2.2向工程添加文件121

5.2.3查看源代碼122

5.2.4編譯和運(yùn)行程序122

5.2.5修改程序選項(xiàng)和糾正語法錯(cuò)誤123

5.2.6使用斷點(diǎn)和觀察窗口124

5.2.7使用觀察窗口觀察structure變量125

5.2.8測算源代碼執(zhí)行時(shí)間126

5.3C6000代碼開發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)127

5.3.1DSP程序仿真模式127

5.3.2C6000程序基本結(jié)構(gòu)128

5.3.3連接器編寫的3個(gè)基礎(chǔ)128

5.3.4連接器命令文件132

5.4C語言編程常見問題135

5.4.1變量存取方式及far關(guān)鍵字135

5.4.2中斷服務(wù)程序和interrupt關(guān)鍵字136

5.4.3優(yōu)化級(jí)別和volatile關(guān)鍵字137

5.4.4軟件流水對中斷的影響138

5.4.5IST(中斷服務(wù)表)的編寫與devlib函數(shù)庫138

5.5本章小結(jié)141

5.6為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目141

5.7習(xí)題142第6章DSP/BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)143

6.1實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基本概念143

6.2DSP/BIOS概述145

6.2.1DSP/BIOS的特色和優(yōu)勢145

6.2.2DSP/BIOS的組成146

6.3DSP/BIOS程序開發(fā)148

6.3.1DSP/BIOS開發(fā)過程148

6.3.2使用配置工具149

6.3.3程序的編譯和鏈接153

6.3.4在DSP/BIOS中使用運(yùn)行支持庫153

6.3.5DSP/BIOS啟動(dòng)序列154

6.3.6在DSP/BIOS中使用C++155

6.3.7在main函數(shù)中調(diào)用DSP/BIOS API155

6.4監(jiān)測155

6.4.1實(shí)時(shí)分析155

6.4.2監(jiān)測性能156

6.4.3監(jiān)測API156

6.4.4隱式DSP/BIOS監(jiān)測160

6.4.5內(nèi)核/對象視圖161

6.4.6實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換161

6.5線程調(diào)度164

6.5.1線程概述和線程類型164

6.5.2硬件中斷167

6.5.3軟件中斷168

6.5.4任務(wù)173

6.5.5空閑循環(huán)176

6.5.6信號(hào)燈和郵箱176

6.5.7定時(shí)器、中斷和系統(tǒng)時(shí)鐘177

6.5.8周期函數(shù)管理器(PRD)和系統(tǒng)時(shí)鐘178

6.5.9用執(zhí)行圖觀察程序的執(zhí)行178

6.6輸入輸出和管道179

6.6.1I/O概述179

6.6.2管道與流的比較180

6.6.3數(shù)據(jù)管道管理器(PIP模塊)181

6.6.4主機(jī)通道管理器(HST管理器)181

6.6.5I/O性能問題182

6.7本章小結(jié)182

6.8為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目182

6.9習(xí)題183第7章C6000系列編程及代碼優(yōu)化184

7.1概述184

7.2TMS320C6000系列C/C++語言特點(diǎn)186

7.2.1TMS320C6000系列C語言特點(diǎn)186

7.2.2C語言關(guān)鍵字188

7.2.3初始化靜態(tài)和全局變量192

7.2.4TMS320C6000系列C語言與標(biāo)準(zhǔn)C++的差別192

7.3C語言編程及程序優(yōu)化193

7.3.1C程序的編寫193

7.3.2C程序的編譯194

7.3.3存儲(chǔ)的相關(guān)性196

7.3.4優(yōu)化C語言程序197

7.3.5理解編譯器反饋的信息204

7.4匯編語言優(yōu)化204

7.4.1使用并行指令優(yōu)化205

7.4.2用有用的指令填充延遲間隙（取代NOP）206

7.4.3循環(huán)展開206

7.4.4字長優(yōu)化（使用LDW）207

7.4.5軟件流水208

7.5芯片支持庫（CSL）209

7.5.1CSL簡介209

7.5.2CSL命名規(guī)則211

7.6基于二級(jí)緩存的優(yōu)化213

7.6.1應(yīng)用級(jí)優(yōu)化213

7.6.2程序級(jí)優(yōu)化214

7.7本章小結(jié)214

7.8為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目215

7.9習(xí)題215第8章存儲(chǔ)器接口及其訪問控制器217

8.1外部存儲(chǔ)器接口控制器217

8.1.1概述217

8.1.2接口信號(hào)和控制寄存器218

8.1.3接口設(shè)計(jì)223

8.1.4EMIF訪問的仲裁225

8.2內(nèi)存訪問控制器226

8.2.1概述226

8.2.2DMA寄存器227

8.2.3DMA的初始化和啟動(dòng)229

8.2.4DMA的傳輸控制230

8.2.5地址的產(chǎn)生232

8.2.6通道的分裂操作233

8.2.7資源仲裁和優(yōu)先級(jí)設(shè)置234

8.2.8DMA通道的狀態(tài)234

8.3增強(qiáng)型直接存儲(chǔ)器訪問235

8.3.1概述235

8.3.2EDMA控制機(jī)制236

8.3.3EDMA的傳輸操作239

8.3.4快速DMA243

8.4本章小結(jié)244

8.5為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目244

8.6習(xí)題245第9章其他外設(shè)及芯片引導(dǎo)和程序燒寫247

9.1多通道緩沖串口247

9.1.1概述247

9.1.2McBSP接口信號(hào)和控制寄存器248

9.1.3數(shù)據(jù)的傳輸和硬件操作251

9.1.4McBSP的標(biāo)準(zhǔn)操作252

9.1.5多通道傳輸接口254

9.1.6SPI協(xié)議的接口254

9.1.7McBSP引腳作為通用I/O255

9.2主機(jī)接口255

9.2.1概述255

9.2.2HPI信號(hào)與控制寄存器256

9.2.3主機(jī)口的存取操作258

9.2.4HPI的加載操作259

9.3定時(shí)器260

9.3.1概述260

9.3.2定時(shí)器的控制寄存器260

9.3.3定時(shí)器的工作模式控制261

9.3.4有關(guān)控制寄存器的邊界條件262

9.3.5引腳配置為通用I/O口262

9.4芯片的配置、引導(dǎo)和程序固化263

9.4.1概述263

9.4.2芯片的設(shè)置263

9.4.3芯片的引導(dǎo)模式269

9.4.4boot loader和C6000的ROM啟動(dòng)模式分析270

9.4.5二級(jí)bootloader的編寫271

9.4.6Flash的燒寫278

9.5本章小結(jié)280

9.6為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)推薦的參考書目280

9.7習(xí)題281第1章半導(dǎo)體器件仿真實(shí)驗(yàn)1

1.1半導(dǎo)體二極管1

1.1.1二極管單向?qū)щ娦苑抡鎸?shí)驗(yàn)1

1.1.2二極管的伏安特性仿真實(shí)驗(yàn)2

1.2二極管的應(yīng)用5

1.2.1二極管模型5

1.2.2二極管整流電路6

1.2.3限幅電路11

1.2.4開關(guān)電路11

1.3特殊二極管的應(yīng)用13

1.3.1穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用13

1.3.2發(fā)光二極管的應(yīng)用15

1.3.3光電耦合器15

1.4半導(dǎo)體三極管16

1.4.1三極管內(nèi)部電流分配關(guān)系16

1.4.2三極管共射極輸入特性測試18

1.4.3三極管的輸出特性曲線18

1.5場效應(yīng)晶體管21

1.5.1結(jié)型場效應(yīng)管基本特性的測試21

1.5.2MOSFET的基本特性測試23

練習(xí)題27第2章基本放大電路的仿真實(shí)驗(yàn)29

2.1放大電路的直流與交流工作狀態(tài)29

2.1.1共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)29

2.1.2基本共發(fā)射極放大電路的波形圖31

2.2靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置35

2.2.1靜態(tài)工作點(diǎn)的正確設(shè)置35

2.2.2靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定39

2.3分壓式負(fù)反饋電路41

2.3.1分壓式負(fù)反饋電路的靜態(tài)工作點(diǎn)41

2.3.2分壓式負(fù)反饋放大電路性能指標(biāo)的測試432.3.3三極管電流放大系數(shù)β和電壓放大倍數(shù)的關(guān)系49

2.4共集電極和共基極放大電路51

2.4.1共集電極放大電路的參數(shù)測量51

2.4.2共基極放大電路53

2.5場效應(yīng)管放大電路55

2.5.1結(jié)型場效應(yīng)管自偏壓放大電路56

2.5.2分壓式自偏壓電路57

2.5.3耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管分壓式放大電路57

2.5.4增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管放大器58

2.5.5共漏極場效應(yīng)管放大器58

練習(xí)題59第3章放大電路頻率特性的仿真實(shí)驗(yàn)61

3.1低通電路和高通電路61

3.1.1一階RC低通電路61

3.1.2一階RC高通電路62

3.2影響放大電路頻率響應(yīng)的因素63

3.2.1影響放大電路低頻特性的因素63

3.2.2影響放大器高頻特性的因素65

3.3多級(jí)放大器的頻率響應(yīng)66

3.3.1多級(jí)放大器的頻率特性66

3.3.2放大器的非線性失真和線性失真67

3.3.3三極管參數(shù)的修改69

練習(xí)題72第4章功率放大電路的仿真實(shí)驗(yàn)73

4.1甲類功率放大電路73

4.1.1甲類功率放大電路概述73

4.1.2射極輸出器作功率放大75

4.2乙類功率放大電路75

4.2.1乙類單管射極輸出功放電路75

4.2.2乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路77

4.3甲乙類互補(bǔ)對稱功放電路78

4.3.1甲乙類OCL功放電路78

4.3.2復(fù)合管OCL互補(bǔ)對稱功放電路78

4.3.3甲乙類單電源互補(bǔ)對稱功放電路79

4.3.4集成功率放大電路TDA203081

練習(xí)題83第5章模擬集成電路基礎(chǔ)85

5.1電流源電路85

5.1.1鏡像電流源85

5.1.2比例電流源85

5.1.3微電流源86

5.1.4改進(jìn)型電流源86

5.1.5威爾遜電流源87

5.1.6多路電流源87

5.2差分式放大電路88

5.2.1長尾式差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)88

5.2.2差分放大器輸入電壓為零時(shí)的情況88

5.2.3差分放大器的差模特性88

5.2.4差分放大器的共模特性89

5.2.5典型差動(dòng)放大電路90

5.2.6差模放大倍數(shù)的測量91

5.2.7共模電壓放大倍數(shù)的測量(RL=∞)92

5.2.8單端輸入差動(dòng)放大器95

5.2.9差動(dòng)放大器的輸入與輸出電阻96

練習(xí)題98第6章負(fù)反饋放大電路100

6.1反饋的分類及判斷100

6.1.1串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋100

6.1.2電流串聯(lián)負(fù)反饋101

6.1.3電流并聯(lián)負(fù)反饋104

6.1.4電壓串聯(lián)負(fù)反饋106

6.1.5電壓并聯(lián)負(fù)反饋108

6.2負(fù)反饋對放大器性能的影響109

6.2.1提高放大器增益的穩(wěn)定性109

6.2.2負(fù)反饋對輸入電阻的影響110

6.2.3負(fù)反饋對輸出電阻的影響111

6.2.4負(fù)反饋能夠擴(kuò)展放大器的通頻帶113

6.2.5減小非線性失真114

6.3深度負(fù)反饋放大器的仿真測試115

6.3.1電流串聯(lián)負(fù)反饋電路115

6.3.2電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路116

6.3.3電壓并聯(lián)負(fù)反饋117

6.3.4電流并聯(lián)負(fù)反饋118

練習(xí)題119第7章模擬信號(hào)運(yùn)算電路121

7.1運(yùn)算電路的三種輸入方式121

7.1.1反相輸入放大電路121

7.1.2同相輸入比例運(yùn)算電路123

7.1.3減法運(yùn)算電路125

7.1.4加法運(yùn)算電路127

7.2積分和微分電路128

7.2.1積分電路128

7.2.2微分電路130

7.3對數(shù)和指數(shù)電路132

7.3.1對數(shù)放大器電路132

7.3.2指數(shù)運(yùn)算電路133

7.4模擬乘法器典型應(yīng)用電路134

7.4.1乘法和平方運(yùn)算電路134

7.4.2除法運(yùn)算和開平方運(yùn)算電路134

7.4.3正弦波倍頻135

7.5集成運(yùn)算放大器交流放大電路135

7.5.1反相交流放大器135

7.5.2同相交流放大器137

練習(xí)題139第8章信號(hào)處理電路140

8.1有源濾波器140

8.1.1一階有源低通濾波器140

8.1.2二階有源低通濾波器142

8.1.3二階有源高通濾波器143

8.1.4有源帶通濾波電路143

8.1.5雙T帶阻濾波器146

8.1.6三階和四階低通濾波器146

8.2運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用148

8.3信號(hào)變換電路157

8.3.1電壓?電流轉(zhuǎn)換電路157

8.3.2電流?電壓轉(zhuǎn)換電路158

8.3.3電壓?頻率轉(zhuǎn)換電路159

8.3.4精密整流電路159

8.4運(yùn)算放大器與受控源162

8.4.1受控源162

8.4.2用運(yùn)算放大器構(gòu)成的受控電源164

練習(xí)題165第9章波形發(fā)生器電路167

9.1RC正弦波振蕩電路167

9.1.1RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性167

9.1.2文氏電橋振蕩電路168

9.1.3RC雙T正弦波振蕩電路169

9.1.4RC移相式正弦波振蕩器169

9.2LC正弦波振蕩器170

9.2.1變壓器反饋式振蕩電路170

9.2.2電感三點(diǎn)式振蕩器172

9.2.3電容三點(diǎn)式振蕩器173

9.2.4克拉潑振蕩器173

9.2.5西勒振蕩器174

9.3非正弦波振蕩器175

9.3.1方波產(chǎn)生電路175

9.3.2三角波發(fā)生器176

9.3.3占空比可調(diào)的方波、鋸齒波發(fā)生器177

練習(xí)題178第10章直流電源180

10.1單相整流濾波電路180

10.1.1單相整流濾波電路180

10.1.2變壓器帶中心抽頭的單相全波整流濾波電路182

10.1.3橋式整流電路183

10.1.4倍壓整流電路185

10.2并聯(lián)和串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源185

10.2.1硅穩(wěn)壓二極管并聯(lián)穩(wěn)壓電源185

10.2.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電源186

10.3線性集成穩(wěn)壓器187

10.3.1三端固定輸出集成穩(wěn)壓器187

10.3.2三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器189

10.3.3擴(kuò)大輸出電流的穩(wěn)壓電路189

練習(xí)題191第11章常用仿真分析法192

11.1仿真分析步驟192

11.1.1創(chuàng)建電路原理圖，設(shè)置顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)192

11.1.2選擇分析類型192

11.1.3仿真分析參數(shù)設(shè)置193

11.1.4分析結(jié)果顯示194

11.2直流工作點(diǎn)分析195

......