TMS320LF240X系列DSP概述

1、第第2 2章章 TMS320LF240XTMS320LF240X系列系列DSPDSP概述概述 在眾多在眾多DSPDSP廠商中，美國德州儀器廠商中，美國德州儀器（TITI）公司）公司世界世界最大最大的的DSPDSP廠商，廠商， TITI公司的公司的TMS320TMS320系列系列DSPDSP是目前是目前世界上最有影響世界上最有影響的主流的主流DSPDSP產(chǎn)品產(chǎn)品，始終，始終占有世界占有世界DSPDSP市場市場6060左右的份額左右的份額。 2.1 TI2.1 TI公司公司TMS320TMS320系列系列DSPDSP簡介簡介 介紹介紹TITI公司的公司的3 3大主流大主流產(chǎn)品：產(chǎn)品：C2000C2

2、000系列、系列、C5000C5000系列、系列、C6000C6000系列；系列； 2.2 TMS320LF240 x2.2 TMS320LF240 x系列系列DSPDSP簡介簡介 介紹介紹LF240 xLF240 x系列各型號產(chǎn)品、系列各型號產(chǎn)品、LF2407ALF2407A的特點(diǎn)及引腳。的特點(diǎn)及引腳。2.1 TI2.1 TI公司公司TMS320TMS320系列系列DSPDSP簡介簡介TITI的的主流主流產(chǎn)品：產(chǎn)品：TMS320TMS320系列系列，其體系結(jié)構(gòu)是，其體系結(jié)構(gòu)是專為實(shí)時數(shù)字信號專為實(shí)時數(shù)字信號處理而設(shè)計的。處理而設(shè)計的。自自19821982年以來，年以來，TITI推出了多代推出

3、了多代DSPDSP產(chǎn)品：定產(chǎn)品：定點(diǎn)、浮點(diǎn)、多處理器。最具點(diǎn)、浮點(diǎn)、多處理器。最具代表性的產(chǎn)品如下代表性的產(chǎn)品如下： 定點(diǎn)：定點(diǎn)：TMS320CTMS320C1x1x、TMS320CTMS320C20 x20 x、TMS320CTMS320C240 x240 x、TMS320TMS320C28xC28x、TMS320CTMS320C54x54x、TMS320CTMS320C55x55x、TMS320CTMS320C62x62x、TMS320CTMS320C64x64x系列系列等；等；浮點(diǎn)：浮點(diǎn)：TMS320CTMS320C3x3x、TMS320CTMS320C4x4x、TMS320CTMS32

4、0C67x67x系列等；系列等；多處理器多處理器DSPDSP：TMS320CTMS320C8x8x等；等；專用專用DSPDSP：AV7xxxAV7xxx、TMS320TMS320DM64xDM64x等。等。三大主流系列三大主流系列:C:C20002000系列系列、C C50005000系列系列和和C C60006000系列系列，用于控制用于控制用于用于通信、消費(fèi)電子通信、消費(fèi)電子用于高性能計算用于高性能計算C2000C2000系列：系列：用于用于控制領(lǐng)域的控制領(lǐng)域的最佳定點(diǎn)最佳定點(diǎn)DSPDSP，包括，包括豐富的片內(nèi)外豐富的片內(nèi)外設(shè)資源設(shè)資源，主要產(chǎn)品為，主要產(chǎn)品為兩個子系列兩個子系列：C24x

5、C24x以及具有更高性能的以及具有更高性能的和和C28xC28x系列芯片。系列芯片。C5000C5000系列系列：低功耗低功耗高性能的定點(diǎn)高性能的定點(diǎn)DSPDSP，包括，包括C54xC54x和和C55xC55x兩個子兩個子系列，主要用在系列，主要用在個人個人與與便攜式信息系統(tǒng)便攜式信息系統(tǒng)及及移動通信設(shè)備移動通信設(shè)備中，中，如如移動電話、移動電話、PDAPDA、網(wǎng)絡(luò)電話，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)電話，服務(wù)器等。等。C6000C6000系列系列是是高性能高性能DSPDSP，擁有擁有極高的運(yùn)算速度極高的運(yùn)算速度和和極強(qiáng)的處理能極強(qiáng)的處理能力，具有最佳性能力，具有最佳性能/ /價格比價格比。其中，。其中，C62

6、xC62x為為3232位定點(diǎn)位定點(diǎn)DSPDSP， C67xC67x是是3232位浮點(diǎn)位浮點(diǎn)DSPDSP，C64xC64x是是新一代的定點(diǎn)新一代的定點(diǎn)3232位位DSPDSP。可用于?？捎糜趫D像處理、基站、數(shù)字波束形成、語音識別等領(lǐng)域。圖像處理、基站、數(shù)字波束形成、語音識別等領(lǐng)域。2.1.1 TMS320C20002.1.1 TMS320C2000系列系列C2000C2000系列系列定位于控制領(lǐng)域定位于控制領(lǐng)域，集成了多個適合于控制的外設(shè)，如，集成了多個適合于控制的外設(shè)，如事件管理器事件管理器EVEV、A/DA/D、數(shù)字、數(shù)字I/OI/O、CANCAN控制器、控制器、SCISCI、SPISPI等

7、。等。主要包括主要包括TMS320C24xTMS320C24x及及TMS320C28xTMS320C28x等產(chǎn)品。等產(chǎn)品。圖圖2.2 C20002.2 C2000系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品控制性能控制性能軟件兼容軟件兼容時間時間1. TMS320C24x1. TMS320C24x系列系列C24xC24x主要用于：主要用于：電機(jī)控制、智能儀器儀表、工業(yè)自動化、機(jī)電一體電機(jī)控制、智能儀器儀表、工業(yè)自動化、機(jī)電一體化化等。等。典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品LF2407LF2407的速度為的速度為30MIPS30MIPS，LF2407ALF2407A的速度為的速度為40MIPS40MIPS。2.TMS320C28x2.TMS

8、320C28x系列系列C2000C2000系列中系列中最新產(chǎn)品最新產(chǎn)品，代表產(chǎn)品，代表產(chǎn)品TMS320F2812TMS320F2812，3232位定點(diǎn)位定點(diǎn)DSPDSP，150MIPS150MIPS、片內(nèi)、片內(nèi)128K Flash128K Flash、3232位定時器、位定時器、5656個個I/OI/O、1616通道通道1212位位ADCADC。由于由于TSM320F2812TSM320F2812的的高性能高性能，設(shè)計者，設(shè)計者重點(diǎn)關(guān)注重點(diǎn)關(guān)注。2.1.2 TMS320C50002.1.2 TMS320C5000系列系列該系列具有該系列具有低功耗高性能、封裝小、價格低低功耗高性能、封裝小、價格

9、低等優(yōu)點(diǎn)，適用于等優(yōu)點(diǎn)，適用于對功耗、尺寸、對功耗、尺寸、價格要求苛刻價格要求苛刻的場合，速度可達(dá)的場合，速度可達(dá)600MIPS600MIPS。目前已廣泛地用于目前已廣泛地用于3G3G手機(jī)、數(shù)字音樂播放器、手機(jī)、數(shù)字音樂播放器、GPSGPS接收機(jī)、指紋識別器等接收機(jī)、指紋識別器等。圖圖2.3 C50002.3 C5000系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品性能性能軟件兼容軟件兼容時間時間多核多核DSP+RISCDSP+RISC高性能高性能1.TMS320C54021.TMS320C5402速度為速度為100MIPS100MIPS，每片的價格在每片的價格在5 5美元以下，屬美元以下，屬廉價型的廉價型的DSPDSP。

10、主要用于。主要用于無線無線ModemModem、PDAPDA、數(shù)字電話系統(tǒng)以及消、數(shù)字電話系統(tǒng)以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品費(fèi)類電子產(chǎn)品。2.TMS320C5509 2.TMS320C5509 是目前集成度較高的是目前集成度較高的通用型通用型DSPDSP，速度為速度為300MIPS300MIPS、功耗、功耗0.05mW/MIPS0.05mW/MIPS，具有具有128K128K片內(nèi)片內(nèi)SRAMSRAM、6 6個個DMADMA通道通道、1 1個個USBUSB接口、接口、3 3個個McBSPMcBSP、I2CI2C、增強(qiáng)型、增強(qiáng)型HPIHPI接口接口。主要用于。主要用于網(wǎng)絡(luò)媒體、圖像識別、數(shù)碼相機(jī)、個人攝像機(jī)等

11、設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)媒體、圖像識別、數(shù)碼相機(jī)、個人攝像機(jī)等設(shè)備。2.1.3 TMS320C60002.1.3 TMS320C6000系列系列C6000C6000系列為系列為高性能高性能DSPDSP，具有，具有最佳的性價比最佳的性價比。包括。包括: :早期的早期的C62xC62x定點(diǎn)定點(diǎn)系列、系列、C67xC67x浮點(diǎn)系列，浮點(diǎn)系列，以及以及新一代新一代的的C64xC64x定點(diǎn)系列。定點(diǎn)系列。圖圖2.4 C60002.4 C6000系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品性能性能時間時間第第1 1代代第第2 2代代通用通用多媒體多媒體3G3G、無線、無線軟件兼容軟件兼容1. TMS320C62X1. TMS320C62X系列系列

12、工作頻率：工作頻率：150-300MHz150-300MHz，速度：，速度：1200-2400MIPS1200-2400MIPS，內(nèi)部集成有，內(nèi)部集成有2 2個個MPYMPY、6 6個個ALUALU、4 4個個DMADMA接口、接口、2 2個個McBSPMcBSP、外部存儲器接、外部存儲器接口口EMIFEMIF。2. TMS320C67X2. TMS320C67X系列系列C67xC67x系列系列為高性能浮點(diǎn)為高性能浮點(diǎn)DSPDSP，工作頻率：，工作頻率：100-225MHz100-225MHz，速度：，速度： 600-1350MFLOPS600-1350MFLOPS。具有。具有4 4個浮個浮/

13、 /定點(diǎn)定點(diǎn)ALUALU，2 2個定點(diǎn)個定點(diǎn)ALUALU，2 2個個浮浮/ /定點(diǎn)定點(diǎn)MPYMPY。用于數(shù)字成像、生物辨識、語音識別等領(lǐng)域。用于數(shù)字成像、生物辨識、語音識別等領(lǐng)域。3. TMS320C64X3. TMS320C64X系列系列新一代新一代高性能定點(diǎn)高性能定點(diǎn)DSPDSP，3232位，工作頻率：位，工作頻率：400-600MHz400-600MHz，速度：，速度：3200-4800MIPS3200-4800MIPS，具有特殊功能的指令集。應(yīng)用：高端圖像，具有特殊功能的指令集。應(yīng)用：高端圖像和視頻、基礎(chǔ)通信設(shè)施、醫(yī)療成像、機(jī)器視覺等。和視頻、基礎(chǔ)通信設(shè)施、醫(yī)療成像、機(jī)器視覺等。2.2

14、 TMS320LF240 x2.2 TMS320LF240 x系列系列DSPDSP簡介簡介2.2.1 TMS320LF240 x2.2.1 TMS320LF240 x系列的各種型號產(chǎn)品系列的各種型號產(chǎn)品240 x240 x系列主要包括如下型號的產(chǎn)品：系列主要包括如下型號的產(chǎn)品：n片內(nèi)閃存：片內(nèi)閃存：TMS320LF2402TMS320LF2402、TMS320LF2406TMS320LF2406、TMS320LF2407/LF2407ATMS320LF2407/LF2407An片內(nèi)片內(nèi)ROM:ROM: TMS320LC2402 TMS320LC2402、TMS320LC2404TMS320LC

15、2404、TMS320LC2406TMS320LC2406在在LF240 xLF240 x系列中，系列中，最具革命性產(chǎn)品最具革命性產(chǎn)品為為LF2407/LF2407ALF2407/LF2407A，是，是世界上第一款世界上第一款集成度高、性能強(qiáng)的運(yùn)動控制集成度高、性能強(qiáng)的運(yùn)動控制DSPDSP芯片芯片。LF2407/LF2407ALF2407/LF2407A將將高速運(yùn)算功能高速運(yùn)算功能與與面向電機(jī)的強(qiáng)大控制功面向電機(jī)的強(qiáng)大控制功能能結(jié)合在一起，成為傳統(tǒng)的多微處理器單元和多片系統(tǒng)結(jié)合在一起，成為傳統(tǒng)的多微處理器單元和多片系統(tǒng)的理想替代品，可實(shí)現(xiàn)的理想替代品，可實(shí)現(xiàn)多類電機(jī)的控制多類電機(jī)的控制。由于。

16、由于LF240 xLF240 x的的高集成度，高集成度，一片芯片即構(gòu)成一個控制器一片芯片即構(gòu)成一個控制器。LF240 xLF240 x采用諸如采用諸如自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波和控制自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波和控制等先進(jìn)的等先進(jìn)的控制算法，可控制算法，可減少力矩紋波、降低功耗、減少振動減少力矩紋波、降低功耗、減少振動，為，為各種電機(jī)提供各種電機(jī)提供先進(jìn)先進(jìn)、高效高效的控制技術(shù)。的控制技術(shù)。圖圖2.5 LF2407A2.5 LF2407A的組成結(jié)構(gòu)框圖的組成結(jié)構(gòu)框圖LF2407ALF2407A特點(diǎn)：特點(diǎn)：4 4級流水線級流水線改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu)改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu) 1616位乘法器位乘法器32K Flash32K F

17、lash2K SARAM + 544 DARAM2K SARAM + 544 DARAMBOOT ROM BOOT ROM SCI/SPI BOOTSCI/SPI BOOT2 2個個1616位定時器位定時器8 8個個PWMPWM通道通道3 3個捕捉單元個捕捉單元1 1個光電碼盤個光電碼盤QEPQEP接口接口雙雙8 8路或單路或單1616路路轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間375ns375ns全雙工，異步全雙工，異步接收接收/ /發(fā)送雙緩沖發(fā)送雙緩沖波特率波特率6500065000種可設(shè)種可設(shè)高速同步高速同步接收接收/ /發(fā)送雙緩沖發(fā)送雙緩沖波特率波特率125125種可設(shè)種可設(shè)完全支持完全支持CAN2.0BCA

18、N2.0B協(xié)議協(xié)議提供提供6 6個郵箱個郵箱波特率、中斷可編程波特率、中斷可編程n1616位位C2xC2x內(nèi)核內(nèi)核n片內(nèi)存儲器片內(nèi)存儲器 n事件管理器事件管理器EVAEVA，EVBEVBnA/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器n串行通訊串行通訊SCISCIn串行外設(shè)串行外設(shè)SPISPInCANCAN總線控制器總線控制器n看門狗看門狗WDWDn復(fù)用復(fù)用GPIOGPIOn仿真仿真JTAGJTAG接口接口寄存器組寄存器組累加器累加器硬堆棧硬堆棧定標(biāo)移位器定標(biāo)移位器仿真器仿真器2.2.2 TMS320LF2407/2407A2.2.2 TMS320LF2407/2407A的引腳介紹的引腳介紹圖圖2.5 LF2407

19、2.5 LF2407引腳分布引腳分布電子工程師必備知電子工程師必備知識之一：識之一：芯片引腳芯片引腳注意項：注意項：功能功能方向方向電平電平驅(qū)動驅(qū)動阻抗阻抗nA0A0A15A15：16-bit16-bit地址線；地址線；nD0D0D15D15：16-bit16-bit數(shù)據(jù)線；數(shù)據(jù)線；nDSDS* *、PSPS* *、ISIS* *：外部數(shù)據(jù)空間、程序空外部數(shù)據(jù)空間、程序空間、間、I/OI/O空間選通線；空間選通線；nR/WR/W* *、W/RW/R* *：讀：讀/ /寫信號、寫寫信號、寫/ /讀信號，讀信號，表明數(shù)據(jù)傳輸方向；表明數(shù)據(jù)傳輸方向；nRDRD* *、WEWE* *：讀使能、寫使能，

20、讀寫周期：讀使能、寫使能，讀寫周期有效；有效；nSTRBSTRB* *：外部選通信號；外部選通信號；nREADYREADY：等待信號，低電平使等待信號，低電平使DSPDSP等待；等待；nENA-144ENA-144：1=1=使能外部存儲器接口信號，使能外部存儲器接口信號，0=0=無外部存儲器；無外部存儲器；nVIS-OEVIS-OE* *：可視輸出使能，在可視輸出方：可視輸出使能，在可視輸出方式下，外部數(shù)據(jù)總線驅(qū)動為輸出時，為式下，外部數(shù)據(jù)總線驅(qū)動為輸出時，為低電平。低電平。外部存儲器接口：外部存儲器接口：nCAP1/QEP1CAP1/QEP1、CAP2/QEP2CAP2/QEP2、CAP3C

21、AP3：捕捉輸捕捉輸入，光電碼盤輸入；入，光電碼盤輸入；nPWM1PWM1PWM6PWM6：PWMPWM輸出；輸出；nT1PWM/T1CMPT1PWM/T1CMP、T2PWM/T2CMPT2PWM/T2CMP：定時器定時器1 1、定時器定時器2 2的比較輸出；的比較輸出；nTDIRATDIRA：通用計數(shù)器通用計數(shù)器(EVA)(EVA)的方向選擇，的方向選擇，1=1=加計數(shù)，加計數(shù)，0=0=減計數(shù)；減計數(shù)；nTCLKINATCLKINA：通用計數(shù)器通用計數(shù)器(EVA)(EVA)的外部時鐘的外部時鐘輸入；輸入；事件管理器事件管理器EVAEVA，EVBEVB：nADCIN00ADCIN00ADCIN

22、15ADCIN15：ADCADC的模擬輸入；的模擬輸入；nVREFHIVREFHI：模擬參考電壓的高電平；：模擬參考電壓的高電平；nVREFLOVREFLO：模擬參考電壓的低電平；：模擬參考電壓的低電平；nADCSOCADCSOC：A/DA/D轉(zhuǎn)換開始輸入；轉(zhuǎn)換開始輸入；nVCCAVCCA：模擬供電電壓模擬供電電壓(3.3V)(3.3V)，建議該供建議該供電電壓與數(shù)字供電電壓隔離；電電壓與數(shù)字供電電壓隔離；nVSSAVSSA：模擬地，模擬地，建議該模擬地與數(shù)字地建議該模擬地與數(shù)字地隔離；隔離；模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換ADCADC：nSCITXDSCITXD：SCISCI發(fā)送數(shù)據(jù)腳；發(fā)送數(shù)據(jù)腳；nSCI

23、RXDSCIRXD：SCISCI接收數(shù)據(jù)腳；接收數(shù)據(jù)腳；串行通信串行通信SCISCI：串行外設(shè)串行外設(shè)SPISPI：nSPICLKSPICLK：SPISPI時鐘；時鐘；nSPISIMOSPISIMO：SPISPI從輸入、主輸出；從輸入、主輸出；nSPISOMISPISOMI：SPISPI從輸出、主輸入；從輸出、主輸入；nSPISTESPISTE* *：SPISPI從發(fā)送使能從發(fā)送使能; ;CANCAN：nCANTXCANTX：CANCAN發(fā)送數(shù)據(jù)腳；發(fā)送數(shù)據(jù)腳；nCANRXCANRX：CANCAN接收數(shù)據(jù)腳；接收數(shù)據(jù)腳；WDWD：看門狗：看門狗數(shù)字?jǐn)?shù)字I/OI/O：大多數(shù)為復(fù)用引腳：大多數(shù)為復(fù)用引腳nRSRS* *：DSPDSP復(fù)位引腳；復(fù)位引腳；nMP/MCMP/MC* *：微處理器微處理器/ /微控制器方式選擇；微控制器方式選擇；nCLKOUTCLKOUT：時鐘輸出，可輸出：時鐘輸出，可輸出CPUCPU或看門狗或看門狗的時鐘；的時鐘；nXINT1XINT1、XINT2XINT2：外部中斷：外部中斷1,2