【正文】 rnal Memory Interface， EMIF）。 TMS320C6713的基本信息 TMS320系列 DSP 是軟件可編程器件，具有 通用微處理器 所具有的方便靈活的特點。這些特點使得 TMS320系列 DSP 可以實現(xiàn)快速的 DSP 運算，并使大部分運算能夠在一個 指令周期 完成。 TMS320C6713是 TI公司在 TMS320C6711的基礎(chǔ)上推出的 C6000系列新一代浮點 DSP 芯片，它是目前為止 C6000系列 DSP芯片中性能最高的一種，其核心是 C6416型高性能 數(shù)字信號處理器 ，具有極強的處理性能，高度的靈活性和可編程性，同時外圍集成了非常完整的音頻、視頻和網(wǎng)絡(luò)通信 等設(shè)備及接口，特別適用于 機器視覺 、醫(yī)學(xué)成像、 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 、數(shù)字廣播以及基于數(shù)字視頻 /圖像處理的消費類電子產(chǎn)品等高速 DSP 應(yīng)用領(lǐng)域。 主要特點 TMS320C6713主要的結(jié)構(gòu)特點如下： （ 1） 性能最高的浮點數(shù)字信號處理器（ DSP） 8個 32位指令 /周期； 32/64位數(shù)據(jù)字； 225MHz、 150MHz 時鐘速率； 、 指令周期時間； 1800MIPS/1350MFLOPS、 1200MIPS/900MFLOPS；豐富的外設(shè)集，優(yōu)化的音頻設(shè)置 （ 2） Veloci TI 結(jié)構(gòu) CPU 有 8個獨立的功能單元（ 2個 ALUs 定點， 4個 ALUs 浮點和定點， 2個乘法器浮點和定點）；具有 32個 32位通用寄存器的負(fù)荷存儲架構(gòu)；具有 RISC 類指令集；所有指令有條件地執(zhí)行 （ 3） 指令集功能 用于 IEEE7 54的本地指令（單精度和雙精度）；字節(jié)尋址（ 1 32位數(shù)據(jù)）； 8位溢出保護；飽和；位字段提取，設(shè)置，清除；比特計數(shù)；規(guī)格化； （ 4） L1/L2雙頻記憶結(jié)構(gòu) 4K 字節(jié) L1P 程序緩存（直接映射）； 4K 字節(jié) L1D 數(shù)據(jù)高速緩存器（ 2路）；256K 字節(jié)的 L2存儲器，具有 64K 字節(jié)的 L2高速緩存 /內(nèi)存映射； 192K 字節(jié)的額外 L2內(nèi)存映射 （ 5） 設(shè)備配置 啟動模式： HPI， 1 32位 ROM 啟動；端口模式：小端，大端 （ 6） 32位的外部存儲器接口（ EMIF） 支持 SRAM、 EPROM、 Flash、 SBSRAM、 SDRAM 和其他異步存儲器； 512M的字節(jié)尋址外部內(nèi)存空間 （ 7）增強型直接內(nèi)存訪問（ EDMA）控制器（ 16個獨立通道） （ 8） 16位主機接口 （ 9）兩個多通道音頻串行端口（ McASPs） 兩個獨立的的時鐘區(qū)（ 1個 TX 和一個 RX）；每端口 8個串行數(shù)據(jù)引腳；每個時鐘區(qū)包括：可編程時鐘發(fā)生器、可編程幀同步發(fā)生器、 2～ 32時段的 TDM流、支持傳輸數(shù)據(jù)字長 8bit， 12bit， 16bit， 20bit， 24bit， 28bit， 32bit、數(shù)據(jù)格式的位操作；各種各樣的 I2S 接口和類似位流格式 （ 10） 2個內(nèi)部集成電路（ IIC）總線 多主機接口 （ 11） 2個多通道緩沖串行端口（ McBSPs） 串行外設(shè)接口（ SPI）；高速 TDM 接口； AC97接口 （ 12）兩個 32位通用定時器 （ 13） 1個專用的通用輸入 /輸出模塊具有 16引腳 （ 14）靈活鎖相環(huán)（ PLL）的基礎(chǔ)時鐘發(fā)生器模塊 （ 15）符合 （ JTAG）邊界掃描兼容 TMS320C6713由于出色的運算能力、高效的指令集、智能外設(shè)、大容量的片內(nèi)存儲器和大范圍的尋址能力，芯片適合于對運算能力和存儲量有高要求的應(yīng)用場合。 TMS320C6713設(shè)備是在 TMS320C6000系列 DSP 平臺上產(chǎn)生的新的浮點型DSP 芯片。 C6713運行在 225MHz 時，提供每秒高達(dá) （ MFLOPS，）每秒執(zhí)行 （ MIPS），并且有雙路固定的浮點型乘數(shù)高達(dá) 累加操作（ MMACS）。一級程序緩存（ L1P）是一個 4KB 的直接映射高速緩存，一級數(shù)據(jù)高速緩存（ L1D）是一個 4KB的 2路組相連高速緩存。 256KB 的 L2存儲器的 64KB 可以配置為對應(yīng)的寄存器、高速緩存或兩個組合。 在 C6713擁有豐富的外設(shè)集，包括 2多聲道音頻串行口（ McASPs），兩個多通道緩沖串行口（ McBSPs），兩個內(nèi)部集成電路（ ）總線， 1個專用通用輸入 /輸出（ GPIO）模塊， 2個通用定時器，主機接口（ HPI），一級 1個能夠與SDRAM、 SBSRAM、異步外設(shè)無縫連接的外設(shè)存儲器接口（ EMIF）。在每個引腳 2～ 32時段的串行端口支持時分復(fù)用。每個區(qū)域內(nèi)的串行數(shù)據(jù)可以在復(fù)合串行數(shù)據(jù)引腳上被同時的發(fā)送和接受，并被轉(zhuǎn)換成多種飛利浦內(nèi)部集成電路聲音（ S）格式。 TMS320C6713DSP 的 2個 端口允許輕松控制外圍設(shè)備，啟動 1個串行EEPROM 和主機處理器的連通。 TMS320C67x 處理器主要由三部分組成：即 CPU內(nèi)核、外設(shè)和存儲器。 CPU具有兩組寄存器，每組寄存器由 16個 32位寄存器組成。如圖 6為 TMS320C6713結(jié)構(gòu)框圖。所有外部接口都是由一些信號線和控制寄存器組成，開發(fā)人員對接口設(shè)計的主要工作就是完成接口連線和寫控制寄存器兩項工作 ,使得擴展外設(shè)變得更加容易。內(nèi)部的 16個獨立的擴展直接存儲器訪問通道 EDMA(Enhanced DirectMemoryAccess)大大提高了存儲器訪問的效率 ,EDMA 面向?qū)崟r信號處理 ,可以在 CPU 后臺高效完成存儲空間中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移 ,具有高效的傳輸速率 ,C621x 和 671x 的數(shù)據(jù)傳輸率可高達(dá) 1 200 MB/s。 TMS320C6000的 EMIF 接口 ,即外部存儲器接口（ The External Memory Interface），支持各種外部器件的無縫接口，包括：流水線式同步猝發(fā) SRAM（ SBSRAM）；同步器件 SBSRAM、 SDRAM；異步器件 SIAM、 ROM 和 FIFO 等以及外部共享存儲器。 EMIF 接口具有 32位數(shù)據(jù)總線 , 20位地址總線 , 4個存儲空間選通信號和 4個字節(jié)使能信號。對于異步訪問的 建立時間、猝發(fā)時間和保持時間可以進行編程設(shè)置 , 讀寫訪問可以得到單獨的建立時間、猝發(fā)時間和保持時間參數(shù)。通過軟件配置相應(yīng)的寄存器，可以使 EMIF 接口工作于和設(shè)計中使用的外部存儲器相匹配的固定的接口形式。 圖 7 TMS320C6713 的 EMIF 接口信號示意 圖 如果多個請求服務(wù)同時到達(dá)， EMIF 會根據(jù)每個請求優(yōu)先級來進行處理。對 EMIF 編程時，必須了解外部存儲器地址如何分配給片使能空間，即 CE 空間，每個 CE 空間可以同那些類型的存儲器連接，以及用那些寄存器位來配置 CE空間。 TMS320C6713的 EMIF 可以通過下面兩種請求器處理外部總線請求：片內(nèi)加強型直接存儲器存取 EDMA 控制器；外部共享存儲器的設(shè)備控制器。 圖 7 中， ECLKIN 信號是系統(tǒng)提供的一個外部時鐘源。 SBSRAM 接口、 SDRAM 接口和異步接口的信號合并復(fù)用。 表 2 列出 TMS320C6713 的 EMIF 存儲器映射寄存器。由于 EMIF 接口的這一優(yōu)勢，設(shè)計者使用集成 EMIF 接口的控制芯片時，無論是 擴展外部存儲設(shè)備，還是利用 EMIF 接口進行外部設(shè)備的讀取，其難度都大大降低。 表 2 TMS320C6713 的 EMIF 存儲器映射寄存器 在實際生活中，當(dāng)聲源遇到物體時，會發(fā)生反射。聲音遇到較遠(yuǎn)的物體產(chǎn)生的反射，回比遇到較近的物體的反射波晚些到達(dá)聲源位置，所以回聲和原生的延遲會隨物體的距離大小改變。另外，生活中回聲的成分比較復(fù)雜，有反射、漫反射、折射，還有回聲的多次反、折效果。也就是 說可以在原聲音流中疊加延遲一段時間的聲流，實現(xiàn)回聲的效果。如此產(chǎn)生的回聲，我們稱之為數(shù)字回聲。連接在同一總線上的 I2C設(shè)備可以工作在多主線工作模式下。其中，主設(shè)備用于發(fā)送時鐘并啟動數(shù)據(jù)傳輸，被主設(shè)備尋址的 則為從設(shè)備。 當(dāng)系統(tǒng)進行初始化配置時， DSP通過 I2C總線將配置命令發(fā)送 TLV320AIC23，并在配置完成后 TLVAIC23開始工作。因而必須對 DSP的串口進行正確設(shè)置。數(shù)據(jù)經(jīng) McBSP 串口與外沒的通信一般通過 DR 和 DX 腳來傳輸， 控制同步信號則由 CLKX、 CLKR、 FSX、 FSR等四引腳來完成。從這些特點可以看到：將 McBSP串口設(shè)置為 SPI模式，并使串口的接收器和發(fā)送器同步，然后由 TLV320AIC23的幀同步信號 LRCIN、 LRCOUT 啟動串口傳輸，同時將發(fā)送接收的數(shù)據(jù)字長設(shè)定為 32 Bit (左聲道 16Bit，右聲道 16 Bit)單幀模式，就可以方便地實現(xiàn)與 TLV320AIC23之間的無縫連接。每個數(shù)據(jù)均為 16位無符號整數(shù)，左右通道各有一個數(shù)值。 本系統(tǒng)是基于 ICETEKC6713PCI 評估板來實現(xiàn)的。 AIC23 的數(shù)據(jù)口有四種工作方式，一般采用的模式為 DSP 模式。數(shù)據(jù)接口的連接方式如圖 9所示，其中 BCLK 為數(shù)據(jù)口位時鐘信號。 DSP 開發(fā)板采用標(biāo)準(zhǔn)化的擴展總線 , 對地址與數(shù)據(jù)總線 、控制總線及 EMIF 接口進行擴展。數(shù)據(jù)接口卡包括 EMIF 接口電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路和 D/A 轉(zhuǎn)換電路。 C6713 的多通道緩沖串口 MCBSP 可以配置為 SPI 總線接口、其串行數(shù)據(jù)傳輸格式與 TLV320AIC23 的 DSP 模式兼容 ,此外 ,這兩款芯片的 I/O 電壓兼容，從而使得 C6713 與 TLV320AIC23 可以無縫連接，系統(tǒng)設(shè)計簡單。 0為 I178。C 模塊，開發(fā)板直接使用 C6713 的 I178。C總線生的主設(shè)備， TLV320AIC23 作為從設(shè)備，通過編程完成對 TLV320AIC23 的配置。 CS 接地定義 I178。C 模塊端口 SCL 和 SDA 相連。 （ 2）在 I178。 （ 3）在更改控制寄存器的時候，對應(yīng)于每一次工作狀態(tài)的改變，應(yīng)對所有的寄存器進行重新寫入，否則系統(tǒng)無法正常工作。 在控制接口方面， AIC23 內(nèi)有 11 個可編程的控制寄存器，來控制芯片的左右聲道音量、采樣頻率、立體聲輸入方式等工作狀態(tài)。本文系統(tǒng)采用接口方（ MODE設(shè)為低電平）對 AIC23 進行配置， AIC23 的寄存器是只寫不讀，其控制字的高 7位為寄存器地址，低 9 位為 寫入寄存器的控制數(shù)據(jù)。其處理過程直接從 AIC23 的模擬信號輸入端輸入，經(jīng)過 AIC23 采樣后，將數(shù)據(jù)傳送到 DSP； DSP應(yīng)用相應(yīng)的算法對數(shù)據(jù)進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送到 AIC23 的 D/A 輸入端； AIC23 對收到的數(shù)據(jù)進行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，變成聲音信號后輸出到相應(yīng)的后端處理電路輸入端；最后由后端處理電路將輸入的聲音信號轉(zhuǎn)變成聲音輸出到音響設(shè)備。語音輸入信號通過 AIC23 的 A/D 轉(zhuǎn)換采集 ,DSP 通過 MCBSP 接口讀出語音數(shù)據(jù) ,每個數(shù)據(jù)為 16 位無符號整數(shù) ,左右通道各有一個數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)調(diào)試可以實時運行在 DSP 芯片上 ,采用軟硬件結(jié)合 ,在線編程和調(diào)試應(yīng)用程序 ,實現(xiàn) AIC23 的語音采集、 DSP 的 MCBSP 接口數(shù)據(jù)通信、語音信號輸出等功能。在制作數(shù)字語音回聲的時候 ,注意激活數(shù)字回聲功能 (CCS 觀察窗口中的 bEcho=1),并通過測試左右聲道的聲音信號 ,監(jiān)聽左右聲道輸出語音效果。實驗結(jié)果表明回放聲音清晰 ( 與原聲質(zhì)量相近 ),回聲效果明顯 ,實現(xiàn)了系統(tǒng)語音 錄放和數(shù)字回聲功能 ,滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。初始化 McASP 時，工作與主設(shè)備方式，輸出幀同步和位同步信號。 ② 通過 DSP 的 IIC 對 AIC23 進行初始化。此時用示波器檢測 AIC23 的 DOUT 引腳，可以發(fā)現(xiàn)該引腳有連續(xù)的數(shù)字信號輸出。如果此時在 McASP 連續(xù)讀取數(shù)據(jù)，就可在仿真軟件 CCS 中查看讀取的數(shù)據(jù)是否正確。 ④ 可以將 McASP 讀取的數(shù)據(jù)存放到 DSP 的 RAM 單元。 ⑤ 通過 McASP 直接將采樣數(shù)據(jù)送到 AIC23 的 D/A 單元，進行數(shù) /模轉(zhuǎn)換。 ⑥ 將采樣數(shù)據(jù)送到數(shù)字信號處理單元，進行后期處理。 圖 14 系統(tǒng)主程序和回聲子程序流程圖 系統(tǒng)應(yīng)用的軟件開發(fā)集成環(huán)境是 CCS。整個源程序由 C 語言編寫的。本文 AIC23 工作的采樣頻率為 48KHZ（ REG5），輸入方式為立體聲源輸入（ REG4），其控制寄存器設(shè)置的參數(shù)如表 3 所示： REG0 REG1 REG2 REG3 REG4 0x0017 0x0017 0x01f9 0x01f9 0x0011 REG5 REG6 REG7 REG8 REG9 0x0000 0x0000 0x0043 0x0082 0x0001 表 3 控制寄存器的設(shè)置址 主源程序中動態(tài)的創(chuàng)建了 DSP/BIOS 對象，即兩個 SIO 流： inStream 和outStream，在語音處理函數(shù)和 SIO適配器之間進行數(shù)據(jù)的交換： inStream = SIO_create(/dio_codec, SIO_INPUT, BUFSIZE, amp。 outStream = SIO_create(/dio_co