【正文】 AC（乘法并累加）一類的指令，取兩個(gè)操作數(shù)到乘法器中做乘法，并將積累加到累加器中。為了滿足FFT、卷積等數(shù)字信號(hào)處理的特殊需要，當(dāng)前的DSP大多在指令系統(tǒng)中設(shè)置了“循環(huán)尋址”及“位倒序”指令等特殊指令，從而也達(dá)到了提高運(yùn)算速度的目的。隨著應(yīng)用的日益廣泛，DSP已經(jīng)成為許多高級(jí)設(shè)計(jì)不可缺少的部分。最明顯的結(jié)構(gòu)改善在于提高“并行性”，即在一個(gè)指令周期內(nèi)，DSP所能完成的操作數(shù)量。DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)是一個(gè)重要而困難的問題，需要相當(dāng)規(guī)模的仿真調(diào)試系統(tǒng)。為方便用戶設(shè)計(jì)和調(diào)試，許多DSP在片上設(shè)置了仿真模塊或仿真調(diào)試接口。TI則在其TMS320系列芯片上設(shè)置符合IEEE1149標(biāo)準(zhǔn)的JTAG（Joint Test Action Group）標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試接口及相應(yīng)的控制器，從而不但能控制和觀察多處理器系統(tǒng)中每個(gè)處理器的運(yùn)行，測(cè)試每一塊芯片，還可以用這個(gè)接口來裝入程序。各公司都有自己的匯編語言指令系統(tǒng)。隨著DSP性能的提高，其尋址空間越來越大，目標(biāo)程序也越來越大，從而使用高級(jí)語言進(jìn)行編程是大的趨勢(shì)。除此之外各個(gè)公司還推出了一些針對(duì)DSP的操作系統(tǒng)，以及為應(yīng)用軟件開發(fā)準(zhǔn)備的使用的函數(shù)庫和軟件工具包。隨著生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和產(chǎn)量的增大，其成本與售價(jià)大幅度下降，又使得其應(yīng)用范圍日趨廣泛。在控制領(lǐng)域中主要有電機(jī)控制，激光打印、掃描儀和復(fù)印機(jī)的控制，以及網(wǎng)絡(luò)控制器等等。 三、項(xiàng) 目 簡(jiǎn) 介 本次畢設(shè)的題目即是根據(jù)以上所訴的DSP基本原理和應(yīng)用設(shè)計(jì)DSP基帶信號(hào)處理板，并進(jìn)行硬軟件的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)大致框圖如圖3。URAT是與計(jì)算機(jī)通信的接口；EEPROM是擴(kuò)展的1Mbit的外部存儲(chǔ)器，用于存放所編寫的DSP程序；CPLD是主控邏輯器件，對(duì)外設(shè)譯碼片選、讀寫等進(jìn)行控制，同時(shí)為EEPROM提供控制字實(shí)現(xiàn)其分頁功能；提供數(shù)據(jù)鎖存實(shí)現(xiàn)鍵盤功能。Modem子板也由他人設(shè)計(jì)，選用FX909芯片（GSMK調(diào)制）實(shí)現(xiàn)半雙工通信?；鶐盘?hào)在本系統(tǒng)中輸入DSP后并未進(jìn)行任何調(diào)制處理，只是用軟件進(jìn)行信道編碼以增強(qiáng)糾錯(cuò)能力，并加入信令和分幀信息。本人的任務(wù)是第一個(gè)部分的設(shè)計(jì)與硬件制作以及其余兩個(gè)部分硬件的實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹DSP母板的設(shè)計(jì)與制作。 Protel99是一套優(yōu)秀的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA，Electronic Design Automation）軟件。我們選擇Protel99作為印制電路板設(shè)計(jì)環(huán)境，是因?yàn)樗且粋€(gè)集成化的32位電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，提供了電路設(shè)計(jì)時(shí)從概念到成品過程所需的一切――從輸入原理圖設(shè)計(jì)到印制電路板設(shè)計(jì)，可生成一整套加工文件。這些技術(shù)把產(chǎn)品開發(fā)的三個(gè)方面有機(jī)結(jié)合在一起，即設(shè)計(jì)人員、設(shè)計(jì)文件和建立文件的工具三者合為一體。Client / Server結(jié)構(gòu)是指，軟件系統(tǒng)提供一個(gè)基本的操作環(huán)境和用戶接口，軟件用戶直接面對(duì)這個(gè)環(huán)境，即Client。通過這些服務(wù)器所處理的一系列工作來完成整項(xiàng)設(shè)計(jì)。此時(shí)所有Protel 99的EDA工具都會(huì)登錄Protel 99的工作平面，這樣設(shè)計(jì)的好處是無需分別調(diào)入原理圖編輯器、印制電路板（PCB）編輯器等。但是基本上可以分為4個(gè)組件，即：原理圖設(shè)計(jì)組件，PCB設(shè)計(jì)組件，布線組件，可編程邏輯器和仿真組件。所以這四個(gè)組件中，后兩個(gè)組件都是為前兩個(gè)組件服務(wù)的。1 原理圖的編輯Preotel99中，印制電路板的整個(gè)設(shè)計(jì)過程分為三步：首先是原理圖的設(shè)計(jì)，其次是生成網(wǎng)絡(luò)表，最后是印制電路板的設(shè)計(jì)。Protel99原理圖組件有五大主要功能：（1） 支持模塊化設(shè)計(jì)方法（2） 豐富而又強(qiáng)大的編輯功能（3） 強(qiáng)大的電氣檢查功能和向?qū)Чδ埽?） 完善的庫元件編輯和管理功能（5） 方便的同步設(shè)計(jì)功能 原理圖的編輯窗口如圖5所示 圖五在原理圖設(shè)計(jì)窗口中按流程圖六（左）進(jìn)行操作： 1．在整個(gè)設(shè)計(jì)之前，用戶根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的幅面及相關(guān)信息。同時(shí)對(duì)元件的序號(hào)、封裝進(jìn)行定義和設(shè)置。 4．為可保證原理圖的美觀和正確，用Protel99提供的各種工具對(duì)繪制好的圖進(jìn)行修改個(gè)調(diào)整。 2 PCB圖的編輯設(shè)計(jì)印制板，使用Protel Advanced PCB 99――PCB編輯器。在此環(huán)境下，可以根據(jù)個(gè)人習(xí)慣和喜好設(shè)置電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)和文檔參數(shù)；3．加載網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝；4．加載網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝后，在電路板中會(huì)出現(xiàn)元件封裝連接關(guān)系組成的一些凌亂的圖案，需要人工或自動(dòng)將元件放置到適當(dāng)位置；5．在自動(dòng)布線前需要對(duì)布線規(guī)則進(jìn)行設(shè)定，包括設(shè)定導(dǎo)線間距、導(dǎo)線拐角、導(dǎo)線形式、導(dǎo)線寬度、導(dǎo)孔風(fēng)格等； 6．設(shè)定好規(guī)則之后用Protel Advanced Route 99――Protel高級(jí)無網(wǎng)格布線器，進(jìn)行自動(dòng)布線。后兩個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，而由其他人設(shè)計(jì)制作，本論文主要介紹前面五個(gè)部分。首先繪制頂層工程圖，把各個(gè)模塊進(jìn)行組裝，明確表示出各模塊之間的連接關(guān)系；然后在工程圖的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行繪制。本課題的工程圖如圖9 圖9 以下就每個(gè)功能塊的原理，器件及電路圖進(jìn)行介紹。本課題選用的是TI公司的TMS320VC5409，16bit定點(diǎn)DSP芯片，采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有一組程序總線和三組數(shù)據(jù)總線，系統(tǒng)的內(nèi)存帶寬較高。其主要有以下特點(diǎn)：l 多總線體系：三組獨(dú)立的16bit數(shù)據(jù)總線和一組程序總線l 40bit的算術(shù)邏輯單元，包括40bit桶型移位寄存器和兩個(gè)獨(dú)立的40bit累加器l 17 x 17bit并行乘法器l 具有為維特比的加／比較選擇操作設(shè)計(jì)的比較選擇存儲(chǔ)單元l 數(shù)據(jù)總線具有保持特性l 外部程序存儲(chǔ)器空間可擴(kuò)展為8M x 16 bitl 片內(nèi)ROM容量為 16K x 16 bit；片內(nèi)雙訪問RAM 容量為 32K x 16bitl 支持單指令循環(huán)和塊循環(huán)l 支持存儲(chǔ)塊移動(dòng)指令，提供了更好的程序和數(shù)據(jù)管理l 支持32bit長操作數(shù)指令，支持并行存儲(chǔ)和并行裝入l 支持條件存儲(chǔ)指令和中斷快速返回l 片內(nèi)外設(shè)包括 － 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器：可把外部等待周期擴(kuò)展到7個(gè)周期，以適應(yīng)慢速的外設(shè)。－ 主機(jī)接口：一個(gè)8bit/16bit并行接口，使主機(jī)能夠訪問39。－ 硬件定時(shí)器： 實(shí)際上是一個(gè)減計(jì)數(shù)器，每當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0時(shí)產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)器中斷。－ 時(shí)鐘發(fā)生器： 由一個(gè)內(nèi)部振蕩器和鎖相環(huán)組成。54x的工作時(shí)鐘可以由外部輸入，或由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生。－ 串口： 包括同步串口、緩沖串口、多信道緩沖串口和TDM串口等。與專用仿真引腳一起可以完成在線仿真。TMS320VC5409