一、硬件組成：
1、高速DSP控制板
包括DSP、電源、時(shí)鐘、復(fù)位和存儲(chǔ)器部分、鍵盤和顯示模塊、打印機(jī)控制模塊、串口通信模塊和與功率驅(qū)動(dòng)板的標(biāo)準(zhǔn)接口。
2、 功率驅(qū)動(dòng)板
包括系統(tǒng)電源管理部分、整流濾波模塊、逆變驅(qū)動(dòng)部分和反饋電路部分。
二、 軟件和算法
該系統(tǒng)不僅提供了完整的各模塊的測(cè)試程序源代碼，而且還可根據(jù)用戶的不同需求定制以下專用算法，有Random PWM、無傳感器控制算法、變速控制算法、PFC控制算法、DC紋波補(bǔ)償算法、空間矢量控制算法、自適應(yīng)控制算法等
DSP核心處理板
功率驅(qū)動(dòng)板 電機(jī)控制套件
典型應(yīng)用二：通信電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大地推動(dòng)了通信電源的發(fā)展，開關(guān)電源在通信系統(tǒng)中處于核心地位，并已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中，通常將高頻整流器稱為一次電源，而將直流-直流（DC/DC）變換器稱為二次電源。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化，因而需要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這就對(duì)高頻開關(guān)電源技術(shù)提出了更高的要求。
TMS320LF2407A為高性能的控制提供先進(jìn)、可靠、高效的信號(hào)處理與控制的平臺(tái)，它將數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)算能力與面向高性能控制的能力集于一體，可以實(shí)現(xiàn)用軟件取代模擬器件，可方便地修改控制策略，修正控制參數(shù)，兼具故障監(jiān)測(cè)、自診斷和上位機(jī)管理與通信等功能，將成為控制系統(tǒng)開發(fā)的主流處理器 ，被廣泛用語通信電源。TMS320LF2407A被廣泛用于數(shù)字化控制中，系統(tǒng)主要由DSP（TMS320LF2407A）、電壓電流反饋、PWM驅(qū)動(dòng)放大電路、鍵盤顯示及上位機(jī)組成。當(dāng)DSP接受主機(jī)發(fā)出的參考輸入后，將其轉(zhuǎn)換為PWM輸出，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)放大送給逆變主電路，產(chǎn)生輸出。逆變電路輸出的電壓、電流反饋信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器引腳。通過光電編碼器檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)角，反饋回DSP的正交編碼脈沖電路（QEP），形成閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)有效地控制交流電機(jī)。鍵盤和顯示由SPI同步串行口實(shí)現(xiàn)，用于讀取鍵盤輸入和寫輸出到顯示器。DSP與上位機(jī)之間的通信由SCI異步串行口實(shí)現(xiàn)。JTAG接口用于系統(tǒng)的在線仿真和測(cè)試。
系統(tǒng)功能框圖:
一、硬件設(shè)計(jì)
以DSP為核心的伺服系統(tǒng)硬件，整個(gè)系統(tǒng)的控制電路由DSP組成。DSP作為控制核心，接受外部信息后判斷伺服系統(tǒng)的工作模式，并轉(zhuǎn)換成逆變器的開關(guān)信號(hào)輸出，該信號(hào)經(jīng)隔離電路后直接驅(qū)動(dòng)IPM模塊給電機(jī)供電。另外EEPROM用于參數(shù)的保存和用戶信息的存儲(chǔ)。
二、軟件設(shè)計(jì)
DSP伺服控制程序由3個(gè)部分組成：主程序、定時(shí)采樣程序和DSP與周邊資源的數(shù)據(jù)交換程序。
典型應(yīng)用三：圖像處理
美國(guó)TI公司2002年推出TMS320C64x系列DSP，基于該處理器北京颶風(fēng)中天科技發(fā)展有限公司（TI公司的第三方）推出了具有超高速、高性能、高可靠性的實(shí)時(shí)圖象處理應(yīng)用平臺(tái)。 可廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、實(shí)時(shí)圖象處理、IP可視電話、圖象監(jiān)控、模式識(shí)別等領(lǐng)域。
系統(tǒng)功能框圖：
一、 硬件
1、 高速DSP核心處理板
（1）DSP選用TI公司推出的全世界最快的DSP——TMS320C64xx，根據(jù)用戶不同的應(yīng)用可選擇：
TMS320C6416 /15 /14GLZ：工作頻率可達(dá)到：750-、600-、500-MHz，運(yùn)算速度可達(dá)到：4000、4800、5760MIPS
（2）存儲(chǔ)器資源：
片內(nèi)：
- 128K-Bit （16K-Byte） L1P 程序緩存
- 128K-Bit （16K-Byte） L1D 數(shù)據(jù)緩存
- 8M-Bit （1024K-Byte） L2 全局存儲(chǔ)器
板上EMIFs擴(kuò)展：
- EMIFA（64-Bit）：256M-Bit/32M-Byte SDRAM
- EMIFB（16-Bit）：256M-Bit/32M-Byte SDRAM
- FLASH Memory擴(kuò)展：16M-Bit/2M-Byte 或32M-Bit/4M-Byte可選
（3）64個(gè)獨(dú)立的增強(qiáng)DMA通道
（4）一個(gè)主機(jī)通信接口（HPI）（總線寬度可由用戶配置為32-/16-Bit），根據(jù)不同的項(xiàng)目需求用戶可選擇以下擴(kuò)展板：
- ARM嵌入式系統(tǒng)板（CY-ARM4510B）可擴(kuò)展出10Base-T 或10/100Base-T以太網(wǎng)接口（可選）、IDE硬盤或CF卡（可選）、RS-232接口、RS-485接口、液晶顯示、鍵盤等。
- PCI接口板（CY-PCI2.2）：32-Bit/33-MHz, 3.3-V PCI Master/Slave Interface Conbbbbs to PCI Specification 2.2 （適用于6415、6416 DSP），四線串行的EEPROM。
（5）三個(gè)McBSP串口（多通道緩存串口）
（6）三個(gè)32-Bit定時(shí)器
（7）一個(gè)RS-232接口
（8）三路模擬圖象輸入接口：支持NTSC/PAL/SECAM復(fù)合視頻輸入，具有卓越的三線自適應(yīng)梳狀濾波器能克服傳統(tǒng)梳狀濾波器的人工痕跡而保證全屏視頻分辨率，其靈活的像素端口即支持?jǐn)?shù)字視頻輸入又支持VIP、VMI、ByteStream這些流行圖像控制器接口。
2、ARM嵌入式系統(tǒng)擴(kuò)展板（CY-ARM4510B）
硬件資源：
- 8M-Byte SDRAM
- 16M-Byte Flash memory
- 10Base-T 或10/100Base-T以太網(wǎng)接口（可選）
- IDE硬盤或CF卡（可選）
- RS-232接口
- RS-485接口
-可擴(kuò)展液晶顯示、鍵盤等
3、 PCI接口板（CY-PCI2.2）
- PCI接口：32-Bit/33-MHz, 3.3-V PCI Master/Slave Interface Conbbbbs to PCI Specification 2.2 （適用于6415、6416 DSP）
-四線串行的EEPROM
-根據(jù)用戶需求可選擇CPCI接口卡
二、 硬件測(cè)試軟件、操作系統(tǒng)和算法
1、 硬件測(cè)試軟件：
測(cè)試軟件包括：SDRAM、Flash memory、RTC、IIC、等板上所有資源的測(cè)試程序源代碼。
2、操作系統(tǒng)和接口驅(qū)動(dòng)程序：
-操作系統(tǒng)：uCLinxu 2.4 （提供源代碼）
-提供板上各種接口的驅(qū)動(dòng)程序（提供源代碼）
-提供與DSP通信的驅(qū)動(dòng)程序
3、 DSP BIOS和API接口：
板上提供了針對(duì)DSP芯片的函數(shù)庫、板上各種資源的基本輸入輸出操作系統(tǒng)（BIOS）和專用于圖象處理的應(yīng)用程序接口（API），以及方便用戶做二此開發(fā)的軟件開發(fā)包（SDK）。
4、 應(yīng)用算法：
- JPEG
- MPEG2
- MPEG4
- H.263
- H.264
典型應(yīng)用四：語音信號(hào)處理
系統(tǒng)功能框圖如下:
具體的資源包括以下內(nèi)容:
1、 DSP：兼容TI公司TMS320C54XX系列和TMS320C54XX（A）系列，包括5402、5409、5416、5402A、5409A、5410A等。DSP可以工作在最高160MHz。
2、 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器：256K-16bit SRAM，配置在片外，全速（零等待）運(yùn)行。
3、 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)： 256K-16bit SRAM，配置在片外，全速進(jìn)行。
4、 擴(kuò)展Flash：512K-16bit FLASH，可擴(kuò)充至1M-16bit；配置在DSP片外，讀寫周期70ns。
5、 擴(kuò)展同步串口：擴(kuò)展兩個(gè)同步串口，MCBSP0＋MCBSP1／MCBSP2。
6、 擴(kuò)展IO：擴(kuò)展16 bit通用IO（GPIO），可以按位配置為輸入或輸出，電平兼容5V和3.3V。
7、 JTAG 接口：符合IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn),支持TI公司的Code Composer Studio（CCS）, 軟件開發(fā)可以用匯編語言，也可以用C語言。
8、 看門狗（WATCHDOG）：硬件看門狗，使系統(tǒng)可以適應(yīng)復(fù)雜的工作現(xiàn)場(chǎng)。
9、 電源：?jiǎn)我浑娫矗ǎ?V）供電，電流＜500mA；可以使用USB接口提供的電源，也可以使用外接電源供電，二者可以靈活轉(zhuǎn)換。
10． 信號(hào)源、電源、音箱、實(shí)驗(yàn)箱
二、軟件組成
鑒于該系統(tǒng)目前主要用戶是高校，所以針對(duì)本實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，目前開發(fā)了如下實(shí)驗(yàn)，今后還將開發(fā)系列化DSP應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
1、 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)
2、 數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)
3、 采樣定理實(shí)驗(yàn)
4、 信號(hào)發(fā)生實(shí)驗(yàn)
5、 IIR濾波器實(shí)驗(yàn)
6、 FFT變換實(shí)驗(yàn)
7、 FIR濾波器實(shí)驗(yàn)
8、 自適應(yīng)濾波器實(shí)驗(yàn)
9、 語音處理實(shí)驗(yàn)
典型應(yīng)用五：指紋識(shí)別
DSP應(yīng)用于指紋識(shí)別已成為一個(gè)新的科技領(lǐng)域和獨(dú)立的學(xué)科體系，當(dāng)前已形成了有潛力的產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)。利用生物認(rèn)證技術(shù)取代傳統(tǒng)的使用鑰匙、身份證、密碼等方法進(jìn)行個(gè)人身份鑒定，可廣泛應(yīng)用于銀行、機(jī)場(chǎng)、公安等領(lǐng)域的出入管理。將信息技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合的生物認(rèn)證技術(shù)是本世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，而指紋識(shí)別技術(shù)則是其中非常有前景的一種。
指紋處理過程可分為三個(gè)階段：獲取原始指紋圖像，進(jìn)行預(yù)處理；提取指紋特征點(diǎn)；指紋識(shí)別分析判斷。在以述三個(gè)階段中，指紋圖像的預(yù)處理階段成為重要，該階段對(duì)圖像進(jìn)行的好壞直接關(guān)系到后面兩個(gè)階段工作的開展。
在指紋的預(yù)處理中，由于DSP具有10ns指令周期，使采用改進(jìn)的極值濾波和改進(jìn)的卷積核平滑濾波對(duì)指紋圖像進(jìn)行一次、二次平滑實(shí)時(shí)處理成為可能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能有效地處理指紋圖像的沖擊性噪聲和隨機(jī)噪聲。而迭代二值化的運(yùn)算充分利用了DSP五級(jí)流水線操作，達(dá)到了利用DSP對(duì)指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理的應(yīng)用目的。
TI公司的高速DSP芯片TMS320VC5402的指紋識(shí)別系統(tǒng)的預(yù)處理算法和編程實(shí)現(xiàn)。算法實(shí)現(xiàn)采用的DSP集成開發(fā)環(huán)境（IDE）為CCS 2.2。通過采用極值濾波、平滑濾波、拉普拉斯銳化、二值化等對(duì)指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，可以取得了良好的試驗(yàn)結(jié)果。
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖：
識(shí)別算法在DSP上的實(shí)現(xiàn)：
程序設(shè)計(jì)上使用混合語言編程，用C語言設(shè)計(jì)程序中對(duì)運(yùn)行時(shí)間影響不大的模塊，而用匯編語言設(shè)計(jì)嚴(yán)格要求實(shí)時(shí)性的核心算法。為達(dá)到最佳利用DSP資源的目的，在程序的設(shè)計(jì)中要注意以下幾個(gè)方面：
1、VC5402指令集中提供了一些零開銷的循環(huán)指令，如RPT和RPTB等。為進(jìn)一步提高效率，在執(zhí)行循環(huán)指令時(shí)，應(yīng)充分利用輔助寄存器和累加器。數(shù)組盡量用寄存器間接尋址，中間變量盡量存放于累加器中，以盡可能地減少中間變量存放所消耗的時(shí)間。
2、VC5402采用流水線結(jié)構(gòu)，允許多條指令同時(shí)訪問CPU資源，從而提高系統(tǒng)的執(zhí)行速度。但當(dāng)CPU的某一資源同時(shí)被流水線的幾個(gè)階段訪問時(shí)，就會(huì)發(fā)生流水線沖突。因此，必須通過合理的調(diào)整匯編程序的代碼順序或加入適當(dāng)?shù)腘OP指令來解決這一問題。
3、識(shí)別算法中涉及到了卷積和乘累加操作，這可以通過使用循環(huán)尋址功能和乘累加指令來實(shí)現(xiàn)。另外，VC5402提供了可延遲的轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令。這些指令的執(zhí)行時(shí)間比它們對(duì)應(yīng)的非延遲指令要少2個(gè)周期，需要注意的是有時(shí)要在延遲指令后插入NOP指令，以保證適當(dāng)?shù)牟僮黜樞颉?BR>4、在涉及數(shù)字信號(hào)處理算法時(shí)應(yīng)盡可能地使用DSPLIB庫中的函數(shù)，因?yàn)檫@些函數(shù)均用匯編語言編寫，優(yōu)化程度很高。另外，在C程序中盡可能地采用內(nèi)聯(lián)（inline）函數(shù)，以便提高代碼的集成度。由于采用混合編程方法，因此在程序設(shè)計(jì)上要嚴(yán)格遵循函數(shù)調(diào)用規(guī)則和寄存器的使用約定。
以上給大家介紹的是DSP的典型應(yīng)用，要實(shí)現(xiàn)以上的應(yīng)用需要建立相應(yīng)的軟件開發(fā)環(huán)境。而開發(fā)環(huán)境建立在項(xiàng)目開發(fā)中至關(guān)重要，開發(fā)工具主要包括仿真器、CCS、評(píng)估板等。
在選擇開發(fā)工具時(shí)，用戶應(yīng)該使用最成熟的開發(fā)工具，北京颶風(fēng)數(shù)字系統(tǒng)有限公司時(shí)目前國(guó)內(nèi)仿真工具最穩(wěn)定的供應(yīng)商，包括XDS510H和XDS560全系列仿真開發(fā)工具。CY-XDS560USB實(shí)時(shí)仿真開發(fā)系統(tǒng)支持TI的C2000、F2400、C27X、F28X、C54X、C55X、C6000、C64X、TMS470以及OMAP平臺(tái)系列芯片，性能穩(wěn)定、仿真速度快，完全符合TI系列實(shí)時(shí)仿真器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
隨著中國(guó)數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品需求的大幅增長(zhǎng)，及DSP對(duì)數(shù)字信號(hào)高速運(yùn)算與同步處理能力的提高，DSP的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u從移動(dòng)電話領(lǐng)域擴(kuò)展到新型數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域，從而使應(yīng)用領(lǐng)域橫跨3C整個(gè)領(lǐng)域，且分布將日趨均衡。DSP芯片在數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品中主要從事圖像壓縮與傳輸?shù)葓D像信號(hào)的處理，語音的編碼、合成、識(shí)別及高保真等語音信號(hào)的處理及通信信號(hào)的調(diào)制解調(diào)、加密、多路復(fù)用、擴(kuò)頻、糾錯(cuò)編碼等處理。
目前，DSP市場(chǎng)正處于高速成長(zhǎng)的階段。在數(shù)字化、個(gè)人化和網(wǎng)絡(luò)化的推動(dòng)下，1997年世界DSP市場(chǎng)營(yíng)銷額超過32億美元，預(yù)計(jì)未來的年均增長(zhǎng)率高達(dá)40%，按照這一增長(zhǎng)速度，至2007年，世界DSP市場(chǎng)營(yíng)銷額將突破500億美元。在全球DSP產(chǎn)品市場(chǎng)中，TI公司獨(dú)占鰲頭，占世界市場(chǎng)45%的份額，其次是朗訊（28%）、ADI（12%）、摩托羅拉（12%）、其他公司（3%）。
DSP應(yīng)用產(chǎn)品具有巨大的市場(chǎng)需求前景，僅就美國(guó)市場(chǎng)而言，據(jù)估計(jì)，21世紀(jì)將有1億輛汽車、幾千萬臺(tái)個(gè)人通信裝置、每個(gè)家庭中5～20個(gè)聯(lián)網(wǎng)的家用電器以及數(shù)以百萬計(jì)的工廠使用DSP系統(tǒng)。中國(guó)已成為了DSP芯片的最大市場(chǎng)，數(shù)碼相機(jī)、IP電話和手持電子設(shè)備的熱銷帶來了對(duì)DSP芯片的巨大需求。目前，國(guó)內(nèi)的DSP市場(chǎng)正處于戰(zhàn)國(guó)七雄爭(zhēng)霸時(shí)代，其中颶風(fēng)數(shù)字系統(tǒng)（北京）有限公司作為TI在亞太地區(qū)的第三方合作伙伴，多年來一直致力于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的研究、應(yīng)用以及產(chǎn)品開發(fā)，在國(guó)內(nèi)更是具有行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。
（1）系統(tǒng)級(jí)集成DSP是潮流
縮小DSP芯片尺寸始終是DSP的技術(shù)發(fā)展方向。當(dāng)前的DSP多數(shù)基于RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算）結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP廠商紛紛采用新工藝，改進(jìn)DSP芯核，并將幾個(gè)DSP芯核、MPU芯核、專用處理單元、外圍電路單元、存儲(chǔ)單元統(tǒng)統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上，成為DSP系統(tǒng)級(jí)集成電路。TI公司的TMS320C80代表當(dāng)今DSP領(lǐng)域中的最高水平，它在一塊芯片上集成了4個(gè)DSP、1個(gè)RISC處理器、1個(gè)傳輸控制器、2個(gè)視頻控制器。這樣的芯片通常稱之為MVP（多媒體視頻處理器）。它可支持各種圖像規(guī)格和各種算法，功能相當(dāng)強(qiáng)。
（2）可編程DSP是主導(dǎo)產(chǎn)品
可編程DSP給生產(chǎn)廠商提供了很大的靈活性。生產(chǎn)廠商可在同一個(gè)DSP平臺(tái)上開發(fā)出各種不同型號(hào)的系列產(chǎn)品，以滿足不同用戶的需求。同時(shí)，可編程DSP也為廣大用戶提供了易于升級(jí)的良好途徑。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，許多微控制器能做的事情，使用可編程DSP將做得更好更便宜。例如冰箱、洗衣機(jī)，這些原來裝有微控制器的家電如今已換成可編程DSP來進(jìn)行大功率電機(jī)控制。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，去年的可編程DSP銷售額占了整個(gè)DSP市場(chǎng)的40%份額，預(yù)計(jì)今后的比重將逐年增大，到2001年可望占據(jù)整個(gè)DSP銷售額的半邊江山。
（3）追求更高的運(yùn)算速度
目前一般的DSP運(yùn)算速度為100MIPS，即每秒鐘可運(yùn)算1億條指令。但仍嫌不夠快。由于電子設(shè)備的個(gè)人化和客戶化趨勢(shì)，DSP必須追求更高更快的運(yùn)算速度，才能跟上電子設(shè)備的更新步伐。DSP運(yùn)算速度的提高，主要依靠新工藝改進(jìn)芯片結(jié)構(gòu)。目前，TI的TM320C6X芯片由于采用VLIW（Very Long Instruction Word超長(zhǎng)指令字）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其處理速度已高達(dá)2000MIPS，計(jì)劃今年年中批量生產(chǎn)，這是迄今為止的最高速度。當(dāng)前DSP器件大都采用0.5μm——0.35μmCMOS工藝，按照CMOS的發(fā)展趨勢(shì)，DSP的運(yùn)算速度再提高100倍（達(dá)到1600GIPS）是完全有可能的。
（4）定點(diǎn)DSP是主流
從理論上講，雖然浮點(diǎn)DSP的動(dòng)態(tài)范圍比定點(diǎn)DSP大，且更適合于DSP的應(yīng)用場(chǎng)合，但定點(diǎn)運(yùn)算的DSP器件的成本較低，對(duì)存儲(chǔ)器的要求也較低，而且耗電較省。因此，定點(diǎn)運(yùn)算的可編程DSP器件仍是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前銷售的DSP器件中的80%以上屬于16位定點(diǎn)可編程DSP器件，預(yù)計(jì)今后的比重將逐漸增大。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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