1、第8章,TMS320C54x的硬件设计,典型的DSP硬件系统,DSP (TMS320VC5416),电源模块,HPI/McBSP 扩展接口,时钟电路,存储器 SRAM,EPROM 或FLASH,复位电路,D/A,A/D,JTAG 接口,DSP应用系统的设计,根据需求写出任务说明书,根据任务书确定技术指标,DSP芯片及外围芯片,总体设计确定软硬件分工,软件设计说明书,硬件设计说明书,软件编程与调试,硬件（.sch / .pcb ）,系统集成,硬件调试,系统测试、样机完成、中试、产品测试与生产,电源 复位电路 时钟电路 存储器接口,DSP基本硬件系统,电源设计,DSP芯片引脚: CVdd,DVdd
2、,Vss 低电压供电 采用双电源供电机制 C54X系列大多数DSP芯片的电源电压为5V、3.3V或2.5V。 内核电压(CVdd)和I/O电压(DVdd)分开,CVdd：工作电压为3.3V或2.5V或1.8V DVdd：工作电压一般为3.3V 电源设计 从5V电源产生，图8.2.2 从3.3V电源产生，图8.2.3,复位电路,DSP芯片引脚:RS/ 复位状态 复位：芯片内寄存器初始化复位，只要芯片引脚RS/为低，芯片始终处于复位状态，仅当RS/变为高电平后，芯片内的程序才可从FF80H地址开始执行,DSP要求复位信号从低到高之前，时钟必须已经稳定工作了若干时间(100-200ms). 寄存器：
3、主要有ST0、ST1、PMST的状态 ST0=1800H,ST1=2900H,PMST=FFE0H,复位电路,硬件复位 上电复位电路 手动复位电路 自动复位电路 软件复位 RESET指令 CCS环境中,debug-reset CPU,时钟电路,DSP芯片的工作时间基准,工作频率如100MHz等,可通过软件编程调整 DSP芯片引脚: X1(时钟输出) X2/CLKIN(时钟输入,外部参考时钟输入),两种时钟电路,利用内部晶振电路（无源晶振） X1（输出）和X2（输入）之间连接晶体,图8.2.11 利用外部时钟源（有源晶振,常用） 利用外部晶振给定参考时钟输入,通过DSP的X2引脚,X1悬空,图8
4、.2.10 两个引脚： CLKIN/X2:输入引脚 CLKOUT:主时钟输出引脚,时钟频率,工作频率(CLKOUT)与外部参考时钟频率(CLKIN)间的关系 CLKOUT=CLKIN*倍率 早期DSP,常采用分频方式 随着工作频率的增高,易引起高频干扰，不稳定 近期的DSP,既可用倍频方式,也可用分频方式,可编程改变倍率,可编程锁相环（PLL）,可控制倍率,使能和释放PLL电路,为PLL设置延迟等 PLL的配置 PLL的硬件配置 设定三引脚CLKMD1,CLKMD2和CLKMD3的电位,从而改变倍率. PLL的软件配置 配置时钟模式寄存器CLKMD的值, 改变倍率,软件可编程PLL,具有高度的
5、灵活性，可提供各种时钟乘法器系数，且能直接接通和关断PLL. 通过软件编程，可选择以下两种时钟工作模式： PLL模式(倍频): 输入时钟CLKIN乘以一个系数（该系数可取30多个值），这是靠PLL电路完成的。 DIV模式(分频):输入时钟CLKIN除以2或4。此时，PLL电路关断,以使功耗最小。,CLKMD:时钟工作方式寄存器,是存储器映射寄存器，地址为0058H. 可提供各种时钟乘法系数。,PLLMUL:PLL的倍频乘数 PLLDIV:PLL的分频除数 PLLCOUNT:PLL计数器，每16个CLKIN到来后减1，以保证频率转换的可靠性。 PLLON/OFF：PLL的通断位，与PLLNDIV
6、一起决定PLL是否工作。,PLLNDIV：PLL时钟发生器工作方式选择位，0：分频方式；1：倍频方式。 PLLSTATUS：只读位，指示时钟发生器的工作方式。,思考： 如：CLKMD分别设置为5007H, 9007H, F007H, 4000H, 6000H 时时钟电路的工作模式如何？ 倍率：6，10，1，0.5，0.5 DSP芯片复位后，时钟方式由3个外部引脚(CLKMD1CLKMD3)的状态决定 表8.2.5, CLKMD复位值与时钟模式间的关系？,DSP的工作频率,一般，首先采用较低工作频率的DSP复位时钟模式，之后再通过软件重新配置CLKMD，使其工作在较高频率。 P288,8.3 D
7、SP的电平转换电路设计,各种电平的转换标准 5VCMOS、5VTTL、3.3VTTL电平转换标准 图8.3.1,3.3V和5V电平转换的四种情形,5VTTL器件驱动3.3VTTL器件,只要3.3V器件能承受5V电压，就可直接相接。 3.3VTTL器件驱动5VTTL器件,可直接相接。 5V CMOS器件驱动3.3VTTL器件,只要3.3VTTL器件能承受5V电压，就可直接相接。 3.3VTTL 器件驱动5V CMOS器件,不能直接相接。,DSP与外围器件的接口方法,DSP的DVdd为3.3V 与3.3V器件的接口,直接相接 与5V器件的接口 例子：DSP与EPROM的接口 表8.3.2，电平转换标准 地址线、信号线、数据线等 缓冲器的特点：,例：设计一个基于单片机和DSP HPI并行通信系统,系统简介 数据是双向传输的,电平转换电路 DSP5416和AT89C51的电平转换标准是一致的 但DSP5416不能承受5V电压,需增加缓冲器件 74HC245： 8位的双向收发器，3.3V单电压供电并可以承受5V电压的器件。,DSP与单片机电平转换接口的连接框图,
