【導(dǎo)讀】文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。它以ADSP-BF533為核心處理器，頻文件，并利用TFT-LCD顯示照片。實(shí)現(xiàn)了SD卡內(nèi)FATl6文件的讀取、JPEG. 文件的解碼、圖像數(shù)據(jù)的顯示以及音頻數(shù)據(jù)的播放。在JPEG解碼過(guò)程中，利。本低，易于升級(jí)的特點(diǎn)，有很好的應(yīng)用前景。

　　

【正文】 UART接收通道、 UART 發(fā)送通道、 PPI DMA 通道、 SPI DMA 通道、 4個(gè)存儲(chǔ)器通道 (2個(gè)讀通道和 2個(gè)寫(xiě)通道 )。 DMA 通過(guò)以下幾個(gè)寄存器進(jìn)行設(shè)置： （ 1） 控制寄存器 (DMAx_CONFIG)，用于設(shè)置 DMA 傳輸?shù)姆较?、?shù)據(jù)寬度、中斷以及使能控制等內(nèi)容。 （ 2） 內(nèi)部循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器 (DMAx_X_COUNT)； （ 3） 內(nèi)層循環(huán)地址增量寄存器 (DMAx_X_MODIFY)； （ 4） 外層循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器 (DMAx_Y_COUNT)； 編碼寫(xiě)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)文件 代碼產(chǎn)生 C 源文件 .c 庫(kù)文件 結(jié)構(gòu)文件 .ldf 匯編源文件 .axn 工程 文件 .ldf 編譯鏈接Build 目標(biāo)板 開(kāi)發(fā)板 /實(shí)驗(yàn)板 軟件模擬器 Simulator EZICE仿真器 Emulator 測(cè)試 /測(cè)試DSP 產(chǎn)生 EPROM碼 可執(zhí)行代碼 .dxe 制作 /測(cè)試 DSP 處理系統(tǒng) 模擬測(cè)試 目標(biāo)測(cè)試板 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （ 5） 外層循環(huán)地址增量寄存器 (DMAx_Y_MODIFY)； （ 6） 起始地址寄存器 (DMAx_START) ADSPBF533 處理器的傳輸可以基于 描述符， 也可以基于寄存器。 使用描述符 DMA 時(shí)，需要一組稱(chēng)為 DMA 描述符的參數(shù)，這些參數(shù)以結(jié)構(gòu)體鏈表的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，鏈表的每個(gè)成員稱(chēng)為一個(gè) DMA 描述符，每個(gè)描述符 對(duì)應(yīng)～次 DMA 傳輸，它包含 DMA 傳輸所需的信息。 描述符 DMA 實(shí)際上是將多次 DMA 傳送鏈接在一起，當(dāng)一個(gè) DMA 數(shù)據(jù)傳輸完成之后， DMA 控制器會(huì)自動(dòng)地取下一個(gè)描述符信息，開(kāi)始新的 DMA 數(shù)據(jù)傳輸，這些 DMA描述符允許不同通道的 DMA鏈接，例如 SPORT DMA 后可接 SPI DMA。 寄存器型 DMA 不需要描述符，只要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，就可以開(kāi)始一次DMA 傳輸。寄存器型 DMA 分為兩種：停止型和自動(dòng)緩沖型，由控制寄存器DMAx_CONFIG 中的 FLOW 位設(shè)置。停止型 DMA 在一次傳輸完成之后，就停止； 自動(dòng)緩沖型 DMA，在每次 DMA 傳輸完成之后，各寄存器自動(dòng)重新使用原來(lái)設(shè)置的值，這樣就會(huì)形成一個(gè)循環(huán)，繼續(xù)地傳送數(shù)據(jù)，直到將控制寄存器DMAx_CONFIG 中 DMA 使能位清零，終止 DMA 傳送。即自 動(dòng)緩沖型 DMA，只需很少的初始化設(shè)置，對(duì)重復(fù)的傳送不需要再進(jìn)行設(shè)置。 ADSPBF533 的中斷管理 ADSPBF533 的事件控制器處理 5 種不同類(lèi)型的事件： （ 1） 仿真：仿真事件使處理器進(jìn)入仿真模式，允許通過(guò) JTAG 接口命令和控制處理器。 （ 2） 復(fù)位：此事件使處理器復(fù)位。 （ 3） 不可屏蔽中斷 (NMI)： NMI 事件可以由軟件“看門(mén)狗 定時(shí)器或者處理器的 NMI 輸入信號(hào)產(chǎn)生的。 NMI 事件經(jīng)常用作斷電指示，有序地進(jìn)行系統(tǒng)關(guān)閉工作。 （ 4） 異常：異常是與程序執(zhí)行同步發(fā)生的事件，即指令執(zhí)行完之前可能會(huì)產(chǎn)生異常。例 如數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)違規(guī)、未定義指令等情況都將導(dǎo)致異常。 （ 5） 中斷：中斷是與程序執(zhí)行異步發(fā)生的事件，由定時(shí)器、外設(shè)、輸入引腳等引起，也可以由軟件指令觸發(fā)。 ADSPBF533 的事件控制器包括 2 個(gè)部分，內(nèi)核事件控制器 (CEC)和系統(tǒng)中斷控制器 (SIC)，它們協(xié)同工作來(lái)控制所有系統(tǒng)事件。表 CEC 的事件名稱(chēng)、事件向量表 (EVT)及優(yōu)先級(jí)。 9 個(gè)通用中斷 (IVG157)中，通常將優(yōu)先級(jí)最低的 2 個(gè)中斷 (IVGl514)留作軟件中斷，剩下的 7 個(gè)優(yōu)先級(jí)中斷分別用重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 于 ADSPBF533 的外設(shè)。 系統(tǒng)中斷控制器 (SIC)為來(lái)自多個(gè)外設(shè)的中斷源提供至 CEC通用中斷輸入的映射。盡管 ADSPBF533 處理器提供了默認(rèn)的映射，用戶(hù)仍可以通過(guò)改寫(xiě)中斷設(shè)置寄存器 (SICIAR)的值，來(lái)改變中斷事件的映射和優(yōu)先權(quán)。 SIC 使用 4 個(gè) 32 位中斷控制和狀態(tài)寄存器，控制外設(shè)中斷的處理： （ 1） SIC中斷屏蔽寄存器 (SIC_IMASK)：此寄存器控制每個(gè)外設(shè)中斷事件是否被屏蔽。只有沒(méi)有被 SIC 屏蔽的中斷才能進(jìn)入 CEC 的通用中斷中進(jìn)行處理。 （ 2） SIC 中斷狀態(tài)寄存器 (SIC_ISR)：由于多個(gè)外設(shè)可以映射到同一事件，該寄存器用于指示是哪個(gè) 外設(shè)中斷源觸發(fā)該中斷。 （ 3） 系統(tǒng)中斷分配寄存器 (SIC_IARx)：通過(guò)改寫(xiě)此寄存器的值，可以改變中斷事件的映射和優(yōu)先權(quán)。 （ 4） SIC中斷喚醒使能寄存器 (SIC_IWR)：當(dāng)事件發(fā)生而處理器處于睡眠(掉電 )模式時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置該寄存器中的相應(yīng)位，喚醒處理器。 表 內(nèi)核事件控制器（ CEC） 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第三 章 數(shù)碼 相框系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 數(shù)碼 相框系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 圖 數(shù)碼 相框系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)以 ADSPBF533為核心，其硬件電路的設(shè)計(jì)除了包 含基本的電源電路、時(shí)鐘復(fù)位電路、 JTAG 接口電路的設(shè)計(jì)之外，還包含 SD卡接口電路， TFTLCD接口電路以及 ADl836 接口電路的設(shè)計(jì)，下面具體介紹。 第二節(jié) 核心處理器模塊 系統(tǒng)選用 ADSP— BF533 作為核心處理器，這部分電路的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分： (1)時(shí)鐘電路。 ADSPBF533 可以使用外部時(shí)鐘，也可以使用內(nèi)部振蕩電路。本系統(tǒng)采用的是內(nèi)部振蕩電路外接晶振的方式，晶振連接到 CLKIN 和 XTAL 之間，并與兩個(gè)電容相連，如圖 。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 數(shù)字時(shí)鐘 27MHz 晶振產(chǎn)生方波信號(hào)輸入到 DSP中，由 DSP內(nèi)部 PLL倍頻產(chǎn)生內(nèi)核時(shí)鐘和系統(tǒng)時(shí)鐘。 (2)電源電路。 系統(tǒng)采用 2節(jié)五號(hào)電池串聯(lián)供電，總的電池電量為 4000mAh，標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓為 3V。先采用升壓式的 DC． DC 芯片 TPS61030 將 3V升到 5． 0V，再使用雙端輸出電源芯片 TPS73HD301 產(chǎn)生 和 的電壓，供 ADSPBF533 的外設(shè)和內(nèi)核使用。電源轉(zhuǎn)換電路如圖 。 圖 電源電路 (4)JTAG 接口電路。 ADSPBF533 提供了一個(gè) IEEE 測(cè)試訪問(wèn)端口。本系統(tǒng)采用 14針接口的標(biāo)準(zhǔn)， 如圖 。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 JTAG 接口電路 (3)復(fù)位電路。 本系統(tǒng)采用專(zhuān)用復(fù)位芯片 IMP811 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位，如圖 。 圖 復(fù)位電路 第三節(jié) SD 卡接口 SD 卡是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備。由日本松下、東芝及美國(guó) SanDisk 公司于 1999 年 8月共同開(kāi)發(fā)研制。大小猶如一張郵票的 SD記憶卡，重量只有 2 克，但卻擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動(dòng)靈活性等特點(diǎn)，而且能夠保證數(shù)據(jù)資料的安全保密。目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于便攜式裝置上，例如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、 PDA 及手機(jī) 等數(shù)碼產(chǎn)品。 SD 卡有兩種可選的通訊協(xié)議： SD 模式和 SPI 模式。 SD模式是 SD卡標(biāo)準(zhǔn)的讀寫(xiě)方式，采用四條數(shù)據(jù)線(xiàn)并行傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率高，但是傳輸協(xié)議復(fù)雜； SPI 總線(xiàn)模式只有一條數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸速率較低，但傳輸協(xié)議簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。在 SD 卡數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)間要求不是很?chē)?yán)格的情況下，選用 SPI模式可以說(shuō)是一種最佳的解決方案。 ADSP． BF533 內(nèi)部集成了～個(gè) SPI 接口，它可提供處理器與各種 SPI 兼容外設(shè)之間的無(wú)縫連接。 ADSP． BF533 的 SPI 接口具有以下特點(diǎn)： (1)支持全雙工操作； (2)ADSP． BF533 可以作為 SPI 主機(jī)，也可以作為從機(jī)； 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 (3)支持 DMA 模式，發(fā)送和接收共用一個(gè) DMA 通道； (4)波特率、時(shí)鐘極性和相位均可編程控制。 本系統(tǒng)中， ADSPBF533通過(guò) SPI接口直接與 SD卡座接口相連接，如圖 3． 6所示， ADSPBF533 作為主設(shè)備，輸出時(shí)鐘信號(hào)和從設(shè)備的選擇信號(hào)。 圖 SD 卡接口電路 第四節(jié) TFTLCD 接口 一 、 PPI 接口介紹 PPI 接口是 Blackfin 系列處理器新推出的一種外部接口，全稱(chēng)為并行外圍接口，是數(shù)據(jù)高速傳輸專(zhuān)用的半雙工通道。該接口包括 16位的數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn) 、3 個(gè)同步信號(hào)和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，具有以下特點(diǎn)： (1)不需要地址線(xiàn)配合，直接與 DMA 通道整合，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)地址增減。 (2)具有幀同步信號(hào)，不產(chǎn)生讀信號(hào)和寫(xiě)信號(hào)。 PPI提供的 3個(gè)同步信號(hào)均是幀同步信號(hào)，每幀數(shù)據(jù)傳輸前產(chǎn)生一個(gè)高電平的同步信號(hào)。這些同步信號(hào)配置靈活，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求配置為 0、 1 個(gè)或者 3 個(gè)同步信號(hào)。 (3)時(shí)鐘信號(hào)配置靈活。時(shí)鐘作為輸入信號(hào)，既可直接由外部時(shí)鐘源提供，也可以由 DSP 自身系統(tǒng)時(shí)鐘分頻輸出后再作為輸入時(shí)鐘，最高頻率為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的一半，該時(shí)鐘信號(hào)決定 PPI 傳輸?shù)乃俣取? (4)數(shù)據(jù)傳輸寬 度可以靈活設(shè)定，可設(shè)置為 8位～ 16 位 8 種數(shù)據(jù)寬度。 PPI的16 位數(shù)據(jù)線(xiàn)中高 12 位與 ADSPBF533 的 PF4～ PFl5(Program flag，可編程標(biāo)志 )復(fù)用，低 4 位是專(zhuān)用數(shù)據(jù)線(xiàn) PPI0～ PPI3。當(dāng)數(shù)據(jù)帶寬不足 16位時(shí)，未被復(fù)用的管腳可以作其它用途使用。 由于 PPI具有獨(dú)立的時(shí)鐘和同步信號(hào)，可以直接連接并行 AD、并行 DA、視頻編解碼器、液晶顯示器以及其它并行外設(shè)。 二 、 TFTLCD與 ADSPBF533的連接 薄膜晶體管液晶顯示器 (TFTLCD)具有重量輕、平板化、低功耗、無(wú)輻射、重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 易于實(shí)現(xiàn)全彩 色顯示等特點(diǎn)，目前已被廣泛地應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)碼攝錄相機(jī)、 PDA 移動(dòng)通訊工具等眾多領(lǐng)域。 圖 TFTLCD 接口電路 本系統(tǒng)中的 TFTLCD 是型號(hào)為 TS35NDl501 的 24 位真彩數(shù)字屏，它的屏幕大小為 英寸，能夠顯示 320 240 大小的 RGB 圖像。 ADSPBF533 通過(guò)PPI 口與 TS35NDl501 相連，如圖 3． 7 所示。 TS35NDl501 的數(shù)據(jù)是以 8 位 RGB方式傳入的，顯示一個(gè)點(diǎn)時(shí)，先傳送 8 位 R 信號(hào)，再傳送 8位 G 信號(hào)，最后是 8 位 B信號(hào)，因此只需要 8 根 PPI 數(shù)據(jù)線(xiàn)， TFT 屏的、場(chǎng)同步信 號(hào)線(xiàn)可直接連接在 PPI 的幀同步信號(hào)線(xiàn) PPI— FSl 和 PPIFS2 上。 第五節(jié) 外部存儲(chǔ)器接口 一 、 SDRAM 與 ADSPBF533 的連接 SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 )具有隨機(jī)讀寫(xiě)速度快，寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前不需要進(jìn)行擦除的特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)中通常用來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用M48LC4M16ATG75，其容量為 32M。 ADSPBF533 內(nèi)部集成的外部總線(xiàn)接口單元 (EBIV)可提 ADSPBF533 與SDRAM 的無(wú)縫連接，它最多支持 4 個(gè) SDRAM banks，每個(gè) bank 容量可以達(dá)到128MBytes。 圖 是 ADSPBF533 與 SDRAM 的連接框圖，表 對(duì)各引腳功能進(jìn)行了描述。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 ADSPBF533 與 SDRAM 接口框圖 表 引腳表述 二 、 Flash 與 ADSPBF533 的連接 ADSPBF533 有 4 種引導(dǎo)方式，如表 所示，在系統(tǒng)復(fù)位 ,ADSPBF533根據(jù) BMODE BMODE0 引腳狀態(tài)采用相應(yīng)的引導(dǎo)模式。 本系統(tǒng)采用的是從外部 flash 引導(dǎo)，將 BMODE[1： 0]設(shè)置為 01，系統(tǒng)中的 flash 選擇 AMD公司的 AM29LV800B，其容量為 1MB。 ADSPBF533 內(nèi)部集成的外部總線(xiàn)接口單元 (EBIU)也可以實(shí) ADSPBF533與異步存儲(chǔ)器的無(wú)縫連接， ADSP． BF533 的異步存儲(chǔ)空間分為 4 個(gè) 1MB 的區(qū)域，重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 每一個(gè)區(qū)域都有一個(gè)選擇信號(hào) AMS[0： 3]。 系統(tǒng)中將 AM29LV800B 接在 ADSPBF533 異步存儲(chǔ)空間的 BANK0 上，連接框圖如圖 。 圖 ADSPBF533 與 Flash 的接口框圖 表 ADSPBF533 的引導(dǎo)模式 第六節(jié) 音頻接口 一 、 SPORT 接口介紹 ADSPBF533 提供了兩個(gè)同步串行端口 (SPORT0 和 SPORTl)來(lái)完成串行通信工作，其接口信號(hào)說(shuō)明見(jiàn)表 。 表 SPORT 的接口信號(hào)及功能描述 說(shuō)明： x代表 0 或者 1 與 SPORT0、 SPORTl相對(duì)應(yīng)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 SPOIT 口具有以下特點(diǎn)：