【正文】 成各種用戶要求的信息處理任務的芯片，稱為通用數(shù)字信號處理器件。這可以追溯倒20世紀50年代到60年代，那時數(shù)字信號處理技術剛剛起步。60年代中期，快速傅立葉算法的出現(xiàn)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，奠定了硬件完成數(shù)字信號處理算法和數(shù)字信號處理理論實用化的重要技術基礎，從而促進了近40年來DSP技術與器件的飛速發(fā)展。第二階段（1990年前后），DSP成熟階段。目前，DSP的發(fā)展非常迅速。軟件方面主要是綜合開發(fā)平臺的完善，使DSP的應用開發(fā)更加靈活方便。DSP芯片的主要應用：1． 信號處理———數(shù)字濾波，自適應濾波，快速傅立葉變換，相關運算，頻譜分析，卷積，波形產(chǎn)生等2． 語音處理———語音編碼，語音識別，語音合成，文本－語音轉換等3． 圖象圖形處理———三維圖形轉換，機器人視覺，圖象轉換及壓縮，模式識別，圖象增強等4． 控制———司服控制，機器人控制，自適應控制，神經(jīng)網(wǎng)絡控制等5． 軍事———保密通信，雷達及聲納信號處理，導航及制導，調(diào)制解調(diào)，全球定位，搜索與跟蹤等6． 儀器儀表———頻譜分析，函數(shù)發(fā)生器，模態(tài)分析，暫態(tài)分析等7． 通訊———回音相消，高速調(diào)制解調(diào)器，數(shù)字編碼與解碼，自適應均衡，移動電話，擴展通訊，噪音對消，網(wǎng)絡通訊等8． 消費電子———高清晰度電視，音樂合成器，智能玩具，游戲等9． 醫(yī)學———助聽器，病員監(jiān)控，超聲波設備，自動診斷設備，胎兒監(jiān)控等 語音信號處理系統(tǒng)概述語音處理在現(xiàn)代通信中應用非常廣泛，主要有語音編碼 、語音識別 、語音合成 、語音郵件 、語音存儲等。例如，它可以是麥克風輸入的語音信號或是電話線已調(diào)的數(shù)據(jù)信號，可以是編碼后在數(shù)字連路上傳輸或存儲在計算機里的攝像機圖象信號等。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理，為保證信息不丟失，抽樣頻率至少是輸入帶限信號最高頻率的2倍。DSP芯片對輸入的數(shù)字信號進行某種處理。在交換系統(tǒng)中，處理器的作用是進行路由選擇，它并不對輸入數(shù)據(jù)進行修改。最后，經(jīng)過處理后的數(shù)字樣值再經(jīng)D/A變換轉換為模擬樣值。上面給出的典型的DSP語音處理系統(tǒng)，根據(jù)不同的用途應有不同的變動。C54x是TI推出的一代高性能、低功耗定點DSP處理器。C54X滿足實時嵌入設備的要求。提供了高并行性。正是利用了這種結構，DSP可以執(zhí)行特定指令的同時把結果并行的保存起來。例如系數(shù)表，可以用三個指令訪問程序空間，MVPD、READA、WRITA。3）四條地址總線可以在一個周期產(chǎn)生兩個數(shù)據(jù)空間地址（使用ARAU0和ARAU1）。它可以與其他TMS320C54x器件，編碼器或其他串口器件通信。它們都是基于其他54x器件的標準串行口。例如與滿足工業(yè)標準的編碼器接口，各種模擬接口芯片〔AIC〕，串行的A/D和D/A。 McBSP結構及工作原理McBSP結構包括數(shù)據(jù)通路和控制通路兩部分，并且通過7個引腳與外部器件相連?？刂菩畔⒁詴r鐘同步和幀同步的形式由CLKX, CLKR, FSX, FSR引酵通信. TMS320C54x通過設置16位控制寄存器由片上外設總線與McBSP多通道緩沖串口進行通信.。如果接受或發(fā)送字長R/XWDLEN被指定為8,12,16模式時,DRR2,RBR2,RSR2,DXR2,XSR2等寄存器不能進行寫,讀,移位操作。PCR除了在標準串行口操作中配置McBSP引腳的輸入輸出控制外，在接受或發(fā)送復位時也可以配置成通用I/O口。RJUST(14~13)：接受符號擴展和判別模式。CLKSTP(12~11)：CLKSTP時鐘停止模式。SPI模式包括 CLKSTP＝10，CLKXP=0，時鐘開始于上升沿，無延時；CLKSTP＝10，CLKXP=1，時鐘開始于下降沿，無延時；CLKSTP＝11，CLKXP=0，時鐘開始于上升沿，有延時； CLKSTP＝11，CLKXP=1，時鐘開始于下降沿，有延時；保留（10～8）：保留。DXENA＝0，關斷；DXENA＝1，打開。ABIS＝0廢除；ABIS＝1使能。RINTM=00,接受中斷RINT由RRDY（字結束）驅(qū)動，在Abis模式下由幀結束驅(qū)動；RINTM=01，多通道操作中，由塊結束或幀結束產(chǎn)生接受中斷RINT；RINTM=10，一個新的幀同步產(chǎn)生接受中斷RINT；RINTM=11，由接受同步錯誤RSYNCERR產(chǎn)生接受中斷RINT.RSYNCERR(3)：RSYNCERR接受同步錯誤。RFULL(2)：RFULL接收移位寄存器RSR[1，2]滿。RRDY(1)：RRDY接收準備位.。RRST(0)：RRST接收器復位，可以復位和使能接收器。FREE（9）：FREE全速運行模式。SOFT（8）：SOFT軟件模式。FRST(7)：FRST幀同步發(fā)送器復位。FRST=1，在時鐘發(fā)生器CLKG產(chǎn)生了（FPER+1）個脈沖后，發(fā)送幀同步信號FSG，例如，所有的幀同步計數(shù)器由它們的編程值裝載。GRST=0，采樣率發(fā)生器復位；GRST=1，采樣率發(fā)生器啟動。XINTM(5~4)：XINTM發(fā)送中斷模式。XINTM=10，新的幀同步信號產(chǎn)生XINT；XINTM=11,發(fā)送同步錯誤位XSYNCERR產(chǎn)生中斷。XSYNCER＝0，無同步錯誤；XSYNCER＝1，探測到同步錯誤。XEMPTY＝0，空；XEMPTY＝1，不空。XRDY=0,發(fā)送器未準備好；XRDY=1，發(fā)送器準備好發(fā)送DXR[1,2]中的數(shù)據(jù)。XRST=0,串口發(fā)送器廢除，且處于復位狀態(tài)；XRST=1，串口發(fā)送器使能。15 14 13 12 11 10 9 8 RESERVEDXIOENRIOENFSXMFSRMCLKXMCLKRMR,+0 RW,+0 RW,+0 RW,+0 RW,+0 RW,+0 RW,+0 7 6 5 4 3 2 1 0RESERVEDCLKS_STATDX_STATDR_STATFSXPFSRPCLKXPCLKRPR,+0 R,+0 R,+0 R,+0 RW,+0 RW,+0 RW,+0 RW,+0 串口引腳控制寄存器PCR結構保留（15～14）：保留。XIOEN＝0，DX,FSX,CLKX引腳配置位串口；XIOEN＝1，引腳DX配置為通用輸出，F(xiàn)SX,CLKX引腳配置為通用I/O。RIOEN（12）：RIOEN接收通用I/O模式，只有SPCR[1,2]中的RRST＝0時才有效。CLKS接收器信號RRST和RIOEN組合狀態(tài)影響。FSXM＝0，幀同步信號由外部器件產(chǎn)生；FSXM＝1，采樣率發(fā)生器中的幀同步位FSGM決定幀同步信號。FSRM=0,幀同步脈沖由外部器件產(chǎn)生，F(xiàn)SR為輸入引腳；FSRM=1，幀同步由片內(nèi)采樣率發(fā)生器產(chǎn)生。CLKXM（9）：CLKXM發(fā)送器時鐘模式。在SPI模式下（為非0值），CLKXM=0,McBSP為從器件，時鐘CLKX由系統(tǒng)中的SPI主器件驅(qū)動，CLKR由內(nèi)部CLKX驅(qū)動；CLKXM=1, McBSP為主器件，產(chǎn)生時鐘CLKX驅(qū)動它的接收時鐘CLKR。SPCR1中DLB=0時，數(shù)字循環(huán)返回模式不設置。SPCR1中DLB=1時，數(shù)字循環(huán)返回模式設置。CLKRM＝1，CLKR設定為輸出引腳，由發(fā)送時鐘驅(qū)動，發(fā)送時鐘由PCR中的CLKM位定義驅(qū)動。CLKSSTAT(6)：CLKS_STAT為CLKS引腳狀態(tài)。DXSTAT(5)：DXSTAT為DX引腳狀態(tài)。作為通用I/O輸入用時，DR的值。FSXP＝0，幀同步脈沖上升沿觸發(fā)；FSXP＝1，幀同步脈沖下降沿觸發(fā)。FSRP＝0，幀同步脈沖上升沿觸發(fā)；FSRP＝1，幀同步脈沖下降沿觸發(fā)。CLKXP＝0，發(fā)送數(shù)據(jù)CLKX的上升沿采樣；CLKXP＝1，發(fā)送數(shù)據(jù)CLKX的下降沿采樣。CLKRP＝0，接收數(shù)據(jù)在CLKR的下降沿采樣；CLKRP＝0，接收數(shù)據(jù)在CLKR的上升沿采樣。RFRLEN1(14~8)：RFRLEN1接收幀長度為1。RWDLEN1＝000，8位；RWDLEN1＝001，12位；RWDLEN1＝010，16位；RWDLEN1＝011，20位；RWDLEN1＝100，24位；RWDLEN1＝101，32位；RWDLEN1＝11X，保留。RPHASE=0,單相幀；RPHASE=1,雙相幀。RFRLEN2＝0000000，每幀1個字；RFRLEN2＝0000001，每幀2個字；RFRLEN2＝0000010，每幀3個字；―――――――――――――――RFRLEN2＝1111111，每幀128個字.RWDLEN2(7～5)：RWDLEN2接收字長為2。RCOMPAND（4～3）：RCOMPAND接收擴展模式。RCOMPAND＝00，無擴展，數(shù)據(jù)轉換開始于最高位MSB；RCOMPAND＝01，8位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉換開始于最低位L SB；RCOMPAND＝10，接收數(shù)據(jù)利用U率擴展；RCOMPAND＝11，接收數(shù)據(jù)利用A率擴展。RFIG=0，第一個同步接收脈沖之后重新開始轉換；RFIG=1，第一個同步脈沖之后，忽略幀同步信號（連續(xù)模式）。RDATDLY＝00，0位數(shù)據(jù)延時；RDATDLY＝01，1位數(shù)據(jù)延時；RDATDLY＝10，2位數(shù)據(jù)延時；RDATDLY＝11，保留。15 14 8 7 5 4 0 RSVDXFRLEN1XWDLEN1RESERVEDR,+0 RW,+0 RW,+0 R,+0 發(fā)送控制寄存器XCR1 保留(15)：保留。XFRLEN1＝0000000，每幀1個字；XFRLEN1＝0000001，每幀2個字；XFRLEN1＝0000010，每幀3個字；―――――――――――――――XFRLEN1＝1111111，每幀128個字.XWDLEN1(7~5)：XWDLEN1發(fā)送字長為1。保留（4～0）：保留。 15 14~8 7~5 4~3 2 1~0XPHASEXFRLEN2XWDLEN2XCOMPANDXFIGXDATDLYWR,+0 RW,0 RW,0 WR,+0 WR,+0 WR,+0 發(fā)送控制寄存器XCR2發(fā)送相位（15）：XPHASE發(fā)送相位。XFRLEN2（14～8）：XFRLEN2發(fā)送幀長度為2。XWDLEN2＝000，8位；XWDLEN2＝001，12位；XWDLEN2＝010，16位；XWDLEN2＝011，20位；XWDLEN2＝100，24位；XWDLEN2＝101，32位；XWDLEN2＝11X，保留。除了00模式外，當相應的XFRLEN＝000時，這些模式被使能，8位數(shù)據(jù)。XFIG(2)：XFIG發(fā)送幀忽略。XDATDLY（1～0）：RDATDLY接收數(shù)據(jù)延時。第三章TLV320AIC10介紹TLV320AIC10是TI生產(chǎn)的Σ－Δ型單片音頻接口芯片。TLV320AIC10內(nèi)部DAC之前有插值濾波器，而在ADC之后有抽樣濾波器，接收和發(fā)送可以同時進行。若采用15+1位傳輸模式，其中的D0位用來表示二次通信。當模擬輸出時，輸出端通常接600Ω的負載。其中，控制寄存器1：軟件復位以及DAC的16位或15+1位模式選擇?？刂萍拇嫫?：選擇輸入和輸出放大器的增益；通過選擇Ｎ確定采樣速率fs；選擇PLL，如果選擇PLLD7＝0，則fs＝MCLK/128N，否則D7＝1，fs＝MCLK/512N。該器件工作方式的設定和采樣頻率均可以由DSP編程來實現(xiàn)，所以TLV320AIC10使用靈活、設置容易、與TMS320VC5402的連接易于實現(xiàn)。一次通信格式的16位都用來傳輸數(shù)據(jù)。動和復位時，缺省值為15+1位模式，最后一位要求二次通信。二次通信格式則用來初始化和修改TLV320AIC10內(nèi)部寄存器的值。： AIC10寄存器格式表D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0設備地址1：Read。由于通信數(shù)據(jù)長度為16位，初始化時應通過RCR1和XCR1設置McBSP的傳輸數(shù)據(jù)長度為16。串行通信信號包括：1）DIN DAC的數(shù)據(jù)從此引腳輸入。3）SCLK。4）FS。DSP和AIC10之間的通信分為主串行通信和從串行通信。從串行通信是用來讀寫AIC10內(nèi)部的控制寄存器以達到配置AIC10的目的。主串行通信總是用來傳送轉換數(shù)據(jù)。從通信可以通過硬件請求或軟件請求來開始。上電和復位之后，設備默認DAC的字長為15位。從串行通信用來讀寫控制寄存器。4個連續(xù)的主、從通信用來對內(nèi)部四個控制寄存器編程。因此可以省略地址來訪問一個空操作寄存器（寄存器0）。1） 置FC引腳為高電平，此方法為硬件請求。 TLV320AIC10系統(tǒng)所用主要部分模塊設計一、MIC輸入 MIC接口輸入電路連接圖