DSP原理与应用DSP系统设计.pptx
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1、DSP系统构成第1页/共56页一个C6000 DSP要能够正常的运行程序完成简单的任务,并能够通过JTAG被调试,它的最小系统应该包括C6000芯片、电源、时钟源、复位电路、JTAG电路、程序ROM以及对芯片所做的设置。最小系统组成第2页/共56页DSP系统功能框图 DSP时钟:CPU时钟EMIF时钟外设时钟VcoreVI/O电源:电源供电电源监视系统监视 手动复位 看门狗电路存储器:异步存储接口 SRAM、Flash、NvRAM同步存储器 同步静态RAM:SBSRAM、ZBTSRAM 同步动态RAM:SDRAM 同步FIFO模拟I/O:通用A/D、D/A音频Codec视频Decoder、En
2、coder数字I/O:开入开出串行通信接口 UART(RS232、RS422/RS485)CAN总线 USB 多处理器接口:双口RAM(DPRAM)HPI接口PCI接口总线扩展存储总线外设总线系统总线:复位、时钟、中断DSP外部接口CLKCPUCLKEMIFCLKI/O数据地址控制片上外设RESET第3页/共56页电源DSP系统需要的电源种类数字电源和模拟电源电源滤波电源对PCB布局的影响供电方案及器件选型上电次序电源监视与系统监视电源电路实例第4页/共56页电源TI DSP上有5类典型电源引脚:1.CPU核电源引脚2.I/O电源引脚3.PLL电路电源引脚4.Flash编程电源引脚(仅C200
3、0系列DSP有)5.模拟电路电源引脚(仅C2000系列DSP有)将DSP上的所有电源引脚连到各自的供电电源上TMS320 DSP核电源I/O电源模拟电源PLL电源Flash电源核地I/O地模拟地PLL地给TI DSP供电第5页/共56页电源数字和模拟部分独立供电TMS320 DSP数字部分模拟部分外部模拟电路外部数字电路数字地模拟地模拟电源数字电源第6页/共56页电源从(有噪声的)数字电源产生模拟电源被动去耦电路:简单对大多数应用已经可以满足要求数字电源模拟电源被动滤波电路数字地模拟地第7页/共56页电源从(有噪声的)数字电源产生模拟电源多路稳压器提供更好的去耦效果必须注意:模拟地和数字地必须
4、连在一起多路稳压器方法稳压器B稳压器A+V0V数字电源模拟电源来自整流器数字地模拟地第8页/共56页电源电源旁路滤波旁路电容起电荷池的作用,以减少电源上的噪声旁路电容一般采用瓷片电容通常每个电源引脚加一个旁路电容,以平滑电源的波动旁路电容旁路电容第9页/共56页电源电源对PCB布局的影响(1)旁路电容大电容供电电源滤波电容反馈线稳压器第10页/共56页电源电源对PCB布局的影响(2)旁路电容大电容供电电源滤波电容数字地模拟地数字电源(没有显示)反馈线稳压器第11页/共56页电源DSP系统电源方案直流输入线性稳压器开关电源控制器开关电源模块优点:简单、成本低缺点:效率低优点:大电流、高效率缺点:
5、占地大优点:高效率、方便缺点:成本高直流输出直流输出直流输出5VVcoreVI/O第12页/共56页电源电源器件选型:步骤用哪种类型的电源器件输入电压输出电压输出电压是否可调输出电压的路数输出电流控制状态:EN控制、PowerGood状态第13页/共56页电源电源器件选型:常用器件(1)线性稳压器:双路输出TPS767D318:5V 3.3V1.8V 1A1A ENTPS767D301:5V 3.3V可调 1A1A EN单路输出TPS76333:5V 3.3V 150mA ENTPS7333:5V 3.3V 500mA ENTPS76801:5V 可调 1A EN PGTPS76833:5V
6、3.3V 1A EN PGTPS75701:5V 可调 3A EN PGTPS75733:5V 3.3V 3A EN PGTPS75501:5V 可调 5A EN PGTPS75533:5V 3.3V 5A EN PG第14页/共56页电源电源器件选型:常用器件(2)开关电源控制器:双路输出TPS56300:5V 1.3V3.3V(可设置)取决于MOS管TPS5602:5V 可调节 取决于MOS管单路输出TPS56100:5V 1.32.6V(可设置)取决于MOS管开关电源模块:双路输出PT6931:5V 3.3V1.8V 5.5A1.75APT6932:5V 3.3V1.5V 5.5A1.4
7、5A第15页/共56页电源上电次序CPU内核先于I/O上电,后于I/O掉电CPU内核与I/O供电应尽可能同时,二者时间相差不能太长(一般不能1s,否则会影响器件的寿命或损坏器件)。为了保护DSP器件,应在CPU内核电源与I/O电源之间加一肖特基二极管 第16页/共56页电源电源监视与系统监视SVS:电源电压监视器件主要功能:监测电源电压,当不满足要求时,产生复位信号辅助功能:上电复位、手动复位、看门狗电路常用的SVS器件:TPS3823-33,MAX706/MAX708:具有电压监测、上电复位、手动复位和看门狗电路TPS3809K33:仅有电压监测和上电复位功能第17页/共56页电源电源电路实
8、例(1)第18页/共56页电源电源电路实例(2)第19页/共56页时钟基础知识系统中哪些器件需要时钟器件的时钟选项时钟电路时钟信号电气指标时钟电路选择原则使用C6000系列DSP片内PLL时钟对PCB布局的影响第20页/共56页时钟基础知识(1)晶体Crystal晶体谐振器的简称,是一种压电石英晶体器件,具有一个固有的谐振频率,在恰当的激励作用下,以其固有频率振荡。振荡电路Oscillator为晶体提供激励和检测的电路 晶振Crystal Oscillator将晶体、振荡器和负载电容集成在一起,其输出直接为一方波时钟信号。锁相环电路PLL(Phase-Locked Loops)用于对输入时钟信
9、号进行分频或倍频的电路晶体振荡电路第21页/共56页时钟基础知识(2):PLLFVCOP=FREFQFOUT=FVCONFOUT=FREF P(QN)第22页/共56页时钟哪些器件需要时钟DSPCPU时钟EMIF时钟(仅C55x和C6000系列DSP)串行通信器件UARTUSB音频视频器件Audio Codec器件Video Decoder和Encoder器件 第23页/共56页时钟器件的时钟选项大多数器件片内均包含振荡电路,只需外加晶体和2个负载电容即可产生所需的时钟信号。也可禁止片内振荡电路,直接由外部提供时钟信号TI DSP更提供多种灵活的时钟选项:片内片外振荡器片内PLLPLL分频倍频
10、系数可由硬件软件配置不同的DSP时钟可配置的能力可能不同,使用前应参考各自的数据手册第24页/共56页时钟时钟电路:晶体CLOAD=C1 x C2C1+C2DSPC1C2InternalOscillator优点:电路简单:只需晶体2个电容价格便宜,占地小时钟信号电平自然满足要求缺点:驱动能力差,不同给其他器件使用频率范围小:20KHz60MHz注意:负载电容:配置正确的负载电容C6000、C5510等DSP无OSC晶体第25页/共56页时钟时钟电路:晶振晶振C1C2Oscillator优点:电路简单占地小频率范围宽:1Hz400MHz驱动能力强:可提供多个器件使用缺点:成本较高频率生产时已确定
11、,多个独立的时钟需要多个晶振注意:使用时要注意时钟信号电平,一般为5V或3.3V,要求1.8V电平的时钟不能选用,如VC5401、VC5402、VC5409和F281x第26页/共56页时钟时钟电路:可编程时钟芯片(1)第27页/共56页时钟时钟电路:可编程时钟芯片(2)优点:电路简单、占地小:可编程时钟芯片晶体2个外部电容多个时钟输出,可产生特殊的频率值,适合于多时钟源的系统驱动能力强:可提供多个器件使用频率范围宽:最大可达200MHz缺点:成本较高,但对于多时钟源系统来说,总体成本较低注意:时钟信号电平一般为5V或3.3V常用器件:CY22381(3个独立的PLL、3个时钟输出引脚)$1.
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- 关 键 词:
- DSP 原理 应用 系统 设计
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