TMS320C2000DSP技術手冊：硬件篇 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉明 等 著

圖書標籤:

• TMS320C2000
• DSP
• 技術手冊
• 硬件
• 嵌入式係統
• 微控製器
• 德州儀器
• TI
• 數字信號處理
• 硬件設計
• 開發指南

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030348128

版次：1

商品編碼：11044233

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2012-06-01

頁數：501

正文語種：中文

內容簡介

《TMS320C2000DSP技術手冊：硬件篇》以TMS320F2812為例，介紹TMS320C2000係列DSP的基本特點、應用場閤、結構組成、內部各功能模塊以及基本工作原理等內容，同時結閤實際使用情況，針對處理器各功能模塊的特點，分彆給齣有效的硬件連接原理圖及測試結果、實現方法等．為用戶瞭解相關處理器領域發展概況、快速掌握該處理器各功能模塊的特點、設計齣滿足使用要求的數字控製係統提供參考。
本書可供利用TI的TMS320C2000係列DSP進行數字控製係統設計及開發、調試的工程技術人員參考，也可作為高等院校電子及相關專業本科生和研究生的教材。

目錄

前言
第l章 概述
1.1 TI的發展曆程及文化
1.2 Tl産品
1.3 微控製器産品簡介
1.4 DsP基礎知識
1.5 典型數字控製係統
1.6 其餘I）sP廠商簡介

第2章 TMS320F281x處理器功能概述
2.1 概述
2.2 封裝信息
2.3 TMS320F281x處理器主要特點
2.4 引腳分布及引腳功能
2.5 C28x內核
2.5.1 c28x內核兼容性
2.5.2 c28x內核組成
2.5.3 c28x的主要特性
2.5.4 仿真邏輯特性
2 5.5 C28x的主要信號
2.5.6 C28x的結構
2.5.7 C28x的總綫
2.5.8 C28x的寄存器
2.5.9 程序流
2.5.10 乘法操作
2.5.11 移位操作
2.6 時鍾係統
2.6.1 時鍾和係統控製
2.6.2 時鍾寄存器
2.6.3 振蕩器oSc和鎖相環PLl時鍾模塊
2.6.4 低功耗模式
第3章 TMS320F281x供電電源
第4章 TMS320F281x中斷係統
第5章 TMS320F281x存儲空間及擴展接口
第6章 TMS320F281x事件管理器模塊
……

精彩書摘

　　第1章 概述 隨著電子技術的發展，微型計算機和數字控製處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，以微處理器為控製核心的全數字化控製係統不斷取代傳統的模擬器件控製係統。特彆是進入21世紀以後，DSP技術得到瞭飛速發展，采用DSP實現數字化處理和控製已經成為未來的發展趨勢，TI和ADI等主流DSP廠商都推齣瞭多個係列電機控製專用DSP芯片。其中，TI的TMS320C2000係列就是專用於電機控製的芯片，目前被TI歸類為高性能微控製器（MCU），但該係列産品在2008年之前一直作為TI三大係列DSP（C2000、C5000、C6000）之一推嚮市場，可見該係列産品具有較強的信號處理能力。事實上，該係列産品集微控製器和高性能DSP特點於一身，具有強大的控製和信號處理能力，能夠實現復雜的控製算法。本書尊從TI的分類，稱TMS320C2000為微控製器，也有資料稱之為DSP，但實際上界限已經沒那麼明確瞭，隻要理解為用於控製的處理器就可以瞭。在學習TMS320C2000MCU之前，首先瞭解一下DSP領域的領導者――TI。1.1 TI的發展曆程及文化 德州儀器（TexasInstruments，TI）是全球領先的半導體公司，為現實世界的信號處理提供創新的數字信號處理及模擬器件技術。除半導體業務外，還提供包括教育産品和數字光源處理解決方案（DLP）。TI總部位於美國德剋薩斯州的達拉斯，在全球約有3萬名雇員，並在亞洲、歐洲和美洲超過25個國傢設有製造、設計或銷售機構，在我國北京、上海、蘇州、南通、成都、珠海等16個城市設立瞭分公司或辦事處。其中，在成都高新技術開發區設有在中國的第一傢生産製造廠，該廠為8英寸晶圓廠，名為德州儀器半導體製造（成都）有限公司，簡稱TI成都。目前，TI成都擁有1.1萬m2的生産麵積，其年産能達到10億美元，另有1.2萬m2的廠房預留為瞭未來的生産需求。1930年，德州儀器成立，名稱為“GeophysicalService”，是第一傢專門研究地球物理勘探反射地震驗測法的獨立承包商。1951年12月，更名為TexasInstrumentsIncorporated（德州儀器）。1954年，生産首枚商用晶體管。1958年，發明首塊集成電路（IC）。1967年，發明手持式電子計算器。1971年，發明單芯片微型計算機。1973年，獲得單芯片微處理器專利。1978年，推齣首個單芯片語言閤成器，首次實現低成本語言閤成技術。1982年，推齣單芯片商用數字信號處理器（DSP）。1990年，推齣用於成像設備的數字微鏡器件，為數字傢庭影院帶來曙光。1992年，推齣microSPARC單芯片處理器，集成工程工作站所需的全部係統邏輯。1995年，啓用OnlineDSPLabTM電子實驗室，實現互聯網上TIDSP應用的監測。1996年，宣布推齣0.18mm工藝的Timeline技術，可在單芯片上集成1.25億個晶體管。1997年，推齣每秒執行16億條指令的TMS320C6xDSP，以全新架構創造DSP性能記錄。2000年，推齣每秒執行近90億個指令的TMS320C64xDSP芯片，刷新DSP性能記錄；推齣世界上功耗最低的芯片TMS320C55xDSP，推進DSP的便攜式應用。2003年，推齣業界首款ADSL片上調製解調器――AR7。近年來的工作包括：推齣業界速度最快的720MHzDSP，同時演示1GHzDSP。嚮市場提供的0.13mm産品超過1億件。采用0.09mm工藝開發新型OMAP處理器。TI擁有超過80年的悠久曆史，半導體是TI最大的業務，TI的模擬和DSP産品在公司半導體收入中占75%，是DSP市場公認的領導者，在DSP市場排名第一，在混閤信號/模擬産品市場排名第一。MSP430MCU與89C51單片機比較如下：首先，89C51單片機是8位單片機，其指令采用的是被稱為“CISC”的復雜指令集，共具有111條指令。而MSP430MCU是16位的單片機，采用瞭精簡指令集（RISC）結構，隻有簡潔的27條指令，大量的指令則是模擬指令，眾多的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算。這些內核指令均為單周期指令，功能強，運行速度快。其次，89C51單片機本身的電源電壓是5V，有兩種低功耗方式：待機方式和掉電方式。正常情況下消耗的電流為24mA，在待機狀態下，其耗電電流仍為3mA；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到2V，但是為瞭保存內部RAM中的數據，還需要提供約50mA的電流。而MSP430MCU在低功耗方麵的優越之處則是89C51單片機不可比擬的。正因為如此，MSP430MCU更適閤應用於使用電池供電的儀器、儀錶類産品中。再次，89C51單片機由於其內部總綫是8位的，其內部功能模塊基本上都是8位的，雖然經過各種努力其內部功能模塊有瞭顯著增加，但是受其結構本身的限製很大，尤其模擬功能部件的增加更顯睏難。MSP430MCU基本架構是16位的，同時在其內部的數據總綫經過轉換還存在8位的總綫，再加上本身就是混閤型的結構，因此對它這樣的開放型架構來說，無論擴展8位的功能模塊，還是16位的功能模塊，即使擴展模/數轉換或數/模轉換這類的功能模塊也是很方便的。這也就是MSP430MCU係列産品和其中功能部件迅速增加的原因。最後，在開發工具方麵，對於89C51單片機來說，由於它是最早進入我國的單片機，人們對其非常熟悉，各種開發工具也非常多，但是都無法實現在綫編程；而MSP430MCU，由於引進瞭Flash型程序存儲器和JTAG技術，不僅使開發工具變得簡便、價格相對低廉，並且可以實現在綫編程。MSP430器件起始價格為0.25美元，典型應用包括實用計量、便攜式儀錶、智能傳感和消費類電子産品。

前言/序言

TMS320C2000 DSP 係列微控製器：深入理解硬件設計與優化 引言 在當今飛速發展的數字信號處理（DSP）領域，德州儀器（TI）的TMS320C2000係列DSP微控製器以其卓越的性能、豐富的片上外設以及在實時控製應用中的廣泛應用而備受青睞。本書《TMS320C2000 DSP技術手冊：硬件篇》並非一本簡單的産品選型指南或基礎教程，而是專為需要深入理解C2000係列DSP硬件特性、優化開發流程、以及在復雜嵌入式係統中實現高性能實時控製的工程師和技術人員量身打造的深度技術參考。本書聚焦於C2000係列DSP的硬件架構、關鍵子係統、存儲器接口、時鍾係統、中斷機製、定時器功能、模擬與數字外設接口、功耗管理以及調試支持等方麵，旨在為讀者提供一個全麵、細緻且實用的硬件技術框架，幫助他們充分挖掘C2000 DSP的潛力，解決實際工程中的挑戰。 本書內容梗概 本書將圍繞TMS320C2000 DSP的硬件層麵進行深入剖析，從最基礎的架構齣發，逐步延展到各個功能模塊的細節。其核心內容可以概括為以下幾個主要部分： 第一部分：C2000 DSP 核心架構與總綫係統 CPU核心解析： 本章將深入介紹C2000 DSP的CPU核心，包括其指令集架構（ISA）的特點，例如定點運算能力、MAC（乘纍加）單元的優化設計、以及各種尋址模式如何支持高效的DSP算法實現。我們將探討流水綫技術、指令執行效率以及如何通過微架構的理解來優化代碼。 總綫結構與數據流： 詳細闡述C2000 DSP內部的高速總綫結構，包括地址總綫、數據總綫以及控製總綫。分析不同總綫之間的連接方式，數據在CPU、內存和外設之間如何高效傳輸，以及DMA（直接內存訪問）控製器在優化數據傳輸效率方麵的作用。理解總綫架構是進行性能調優和避免總綫瓶頸的關鍵。 寄存器組織與訪問： 深入講解C2000 DSP的通用寄存器、狀態寄存器、程序計數器（PC）以及堆棧指針（SP）等關鍵寄存器的功能與用途。分析寄存器如何影響指令執行、中斷處理和函數調用。掌握寄存器操作對於底層代碼優化至關重要。 第二部分：存儲器係統詳解 片上存儲器（On-Chip Memory）： 詳細介紹C2000 DSP內部集成的各種存儲器，包括RAM（隨機存取存儲器）和ROM（隻讀存儲器）的類型、容量、訪問速度和使用場景。重點講解內部RAM的劃分，如程序內存（Program Memory）和數據內存（Data Memory），以及如何根據應用需求閤理分配和優化內存使用。 片外存儲器接口（External Memory Interface）： 對於需要更大存儲空間的C2000 DSP型號，本書將詳細介紹其片外存儲器接口，包括SDRAM、SRAM等接口的時序、信號定義以及連接配置。講解如何通過外部存儲器擴展來滿足復雜的應用需求，並提供相關的硬件設計考量。 內存管理與映射（Memory Mapping）： 闡述C2000 DSP的存儲器映射機製，即CPU如何通過地址訪問不同的存儲器區域和外設寄存器。理解內存映射有助於編寫能夠正確訪問所有硬件資源的程序，並對地址衝突進行規避。 緩存與寫緩衝（Cache and Write Buffer）： 如果C2000 DSP型號配備瞭緩存或寫緩衝，本書將對其工作原理、命中率影響因素以及優化策略進行詳細分析，幫助工程師提升數據訪問性能。 第三部分：時鍾係統與電源管理 主時鍾源與分頻器： 深入剖析C2000 DSP的時鍾生成與管理係統，包括外部晶振/時鍾源的選型與接口，內部鎖相環（PLL）的工作原理，以及各種時鍾分頻器如何生成係統時鍾、外設時鍾和ADC時鍾。精確的時鍾控製是確保DSP穩定運行和精確計時的基礎。 低功耗模式與電源管理： 針對對功耗敏感的應用，本書將詳細介紹C2000 DSP提供的各種低功耗模式，如休眠模式、待機模式等，以及如何通過軟件控製進入和喚醒這些模式。討論電源電壓域、功耗優化策略以及相關的硬件設計注意事項。 第四部分：中斷係統與異常處理 中斷控製器架構： 詳細介紹C2000 DSP的中斷控製器（INTC）的結構，包括中斷嚮量錶（IVT）、中斷優先級、中斷屏蔽與使能機製。分析不同中斷源（如外設中斷、軟件中斷）如何被處理。 中斷服務程序（ISR）設計： 提供編寫高效、安全的ISR的設計原則和實踐技巧，包括避免長時間執行、正確保存和恢復上下文、以及使用原子操作來處理共享資源。 異常與陷阱（Exceptions and Traps）： 講解C2000 DSP的異常處理機製，例如總綫錯誤、非法指令等，以及如何通過設置嚮量錶和編寫異常服務程序來應對這些情況，增強係統的魯棒性。 第五部分：定時器與PWM（脈衝寬度調製） 通用定時器模塊： 深入解析C2000 DSP內置的通用定時器（Timer）模塊，包括其計數模式（嚮上、嚮下、嚮上/嚮下）、預分頻器、捕獲功能、周期生成功能等。講解如何利用定時器實現精確的時間測量、延時和周期性事件觸發。 高級定時器與PWM生成： 重點闡述C2000 DSP在電機控製、電源管理等領域至關重要的PWM（脈衝寬度調製）生成模塊。詳細介紹PWM的多種工作模式，包括邊沿對齊、中心對齊、死區生成、故障輸入處理等。提供如何配置PWM以生成精確波形，控製功率器件的詳細指南。 事件觸發與同步（Event Triggering and Synchronization）： 探討定時器和PWM模塊如何與其他外設（如ADC）進行事件觸發和同步，實現高效的硬件協同工作。 第六部分：模擬與數字外設接口 ADC（模數轉換器）深度解析： 全麵介紹C2000 DSP的ADC模塊，包括其分辨率、采樣率、參考電壓、通道復用、采樣保持電路等。講解各種采樣模式（如單次轉換、連續轉換、觸發轉換），以及如何優化ADC的采樣精度和速度。 DAC（數模轉換器）應用： 如果DSP集成DAC，將詳細介紹其功能、輸齣範圍以及如何生成模擬信號。 通信接口（SCI, SPI, I2C, CAN, USB等）： 詳細講解C2000 DSP集成的各種串行通信接口，包括SCI（串行通信接口）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路總綫）、CAN（控製器局域網）以及USB（通用串行總綫）等。分析每種接口的協議、時序、工作模式以及在實際應用中的連接與通信策略。 GPIO（通用輸入/輸齣）配置與控製： 講解GPIO端口的復用功能、輸入/輸齣配置、上拉/下拉電阻設置、開漏/推挽輸齣模式等。重點在於如何靈活配置GPIO以滿足各種數字信號的輸入輸齣需求。 比較器（Comparator）與信號調理： 如果DSP包含模擬比較器，將介紹其功能、閾值設置以及如何用於實現簡單的模擬信號判斷和控製。 第七部分：調試與測試支持 JTAG接口與調試工具： 詳細介紹C2000 DSP的JTAG（Joint Test Action Group）調試接口，包括其功能、連接方式以及與調試器（如XDS係列）的配閤使用。 片上仿真與跟蹤（On-Chip Emulation and Trace）： 闡述C2000 DSP的片上調試硬件，例如內存斷點、硬件觀察點、以及可能的指令跟蹤（ETM）等功能，以及如何利用這些功能進行高效的程序調試和性能分析。 邊帶通信（Sideband Communication）： 如果適用，探討C2000 DSP的邊帶通信機製，用於在不中斷主CPU運行的情況下進行數據讀寫和調試。 第八部分：硬件設計考量與優化 PCB布局與信號完整性： 提供關於C2000 DSP在PCB（印刷電路闆）設計中的關鍵考量，包括高頻信號的處理、電源去耦、地綫設計、時鍾信號的布綫等，以確保硬件的穩定性和可靠性。 抗乾擾設計（EMI/EMC）： 討論C2000 DSP在電磁兼容性（EMC）和電磁乾擾（EMI）方麵的設計挑戰，並提供相關的濾波、屏蔽和接地策略。 功耗優化硬件設計： 結閤低功耗模式，討論在硬件設計層麵如何進一步降低功耗，例如選擇閤適的電源器件、優化時鍾源等。 熱管理： 針對高性能DSP，討論其發熱情況以及相應的散熱設計考量，如散熱片、風扇選擇等。 結論 《TMS320C2000 DSP技術手冊：硬件篇》將以其嚴謹的學術態度、深入的硬件剖析以及豐富的工程實踐經驗，為廣大工程師提供一份不可或缺的硬件參考。本書不僅僅是對C2000 DSP硬件特性的堆砌，更重要的是，它將引導讀者如何從硬件的角度齣發，理解DSP的工作機製，洞察性能瓶頸，掌握優化技巧，從而在實際項目中設計齣更高效、更可靠、更具競爭力的嵌入式係統。無論您是從事電機控製、工業自動化、電源管理、汽車電子還是其他需要高性能實時處理的領域，本書都將是您深入理解並充分利用TMS320C2000 DSP強大硬件能力的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

我想說，這本書的“實用性”體現在其對實踐的呼喚。它並非僅僅停留在理論層麵，而是處處透露著對實際應用場景的考量。在閱讀過程中，我常常會聯想到自己曾經遇到過的硬件設計難題，以及在解決這些難題時，如果能夠參考這本書中的某些論述，可能會少走多少彎路。 這種“知行閤一”的設計理念，讓這本書充滿瞭活力。它鼓勵我不僅僅停留在紙麵閱讀，而是要將書本中的知識轉化為解決實際問題的能力。我甚至可以想象，在未來的項目開發中，這本書將會成為我案頭不可或缺的參考工具。它所蘊含的知識，將成為我手中強大的武器。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本“技術手冊”，更像是一位經驗豐富的工程師在悉心傳授他多年的實踐經驗。它沒有用過於晦澀難懂的學術語言，而是以一種更為“接地氣”的方式，將復雜的硬件原理娓娓道來。閱讀過程中，我仿佛能看到作者在講解時，眼神中閃爍著對技術的熱情和對細節的執著。這種“人情味”的錶達，讓冰冷的硬件知識變得生動起來，也讓我更加願意投入時間和精力去鑽研。 我特彆欣賞的是，在某些關鍵的硬件概念講解上，作者似乎預設瞭讀者可能遇到的睏惑，並提前給齣瞭詳盡的解釋和舉例。這種“先見之明”的設計，極大地降低瞭閱讀的門檻，也讓我避免瞭走彎路。就好像在迷霧中前行時，突然齣現瞭一束光，照亮瞭前方的道路，讓我能夠更自信地前行。這種細緻入微的關懷，是許多技術文檔所缺乏的。

評分☆☆☆☆☆

當我閤上這本書，心中湧起的是一種滿足感，一種對所獲得知識的珍視，以及對未來探索的期待。這本書以其獨特的視角和深刻的洞察力，為我打開瞭一扇通往C2000DSP硬件世界的大門。它就像一位沉默而智慧的嚮導，在我探索的道路上，給予我指引和啓迪。 我尤其體會到，真正優秀的著作，不僅在於其內容的深度和廣度，更在於其能夠激發讀者的求知欲，並為讀者提供一條清晰的學習路徑。這本書無疑做到瞭這一點。它讓我明白，學習DSP硬件並非遙不可及，隻要有正確的指引和勤奮的付齣，每個人都可以駕馭這強大的技術。

評分☆☆☆☆☆

初次拿到這本《TMS320C2000DSP技術手冊：硬件篇》，我心中是既期待又有些許的忐忑。期待是因為我對德州儀器（TI）的C2000係列DSP處理器一直抱有濃厚的興趣，它們在電機控製、電源管理等領域展現齣的強大性能和廣泛應用，讓我渴望深入瞭解其核心的硬件設計。而忐忑則源於DSP技術本身就具有一定的深度和復雜性，尤其是在硬件層麵，涉及到大量的細節和專業知識，擔心自己是否能夠完全消化。 然而，隨著翻閱的深入，我的擔憂逐漸被一本嚴謹、詳盡的著作所取代。雖然我無法在此詳細闡述書本的具體內容，但我可以分享一些閱讀過程中給我留下深刻印象的“閱讀體驗”。首先，手冊的整體組織結構給我留下深刻印象。它仿佛為我構建瞭一個清晰的導航係統，引導我一步步深入到C2000DSP的硬件世界。從宏觀的係統架構概覽，到微觀的各個模塊的詳細剖析，邏輯清晰，過渡自然。即使是對DSP硬件初學者來說，也能夠循序漸進地理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“厚重感”是顯而易見的，但它並非那種令人望而生畏的“堆砌”。相反，我感受到的是一種“精雕細琢”的用心。每一頁，每一個圖錶，都似乎經過反復推敲和優化，力求將最準確、最有效的信息傳遞給讀者。我猜測，作者一定花費瞭大量的時間去梳理和整閤信息，將海量的硬件細節提煉成清晰、易懂的論述。 在閱讀過程中，我經常會因為一個細節的清晰闡釋而感到驚喜。這種驚喜並非來自“我不知道”到“我知道”的簡單跨越，而是源於一種“我從未如此清晰地理解”的頓悟。這種感覺，對於一個希望深入理解硬件底層邏輯的讀者來說，是極其寶貴的。它讓我感覺自己不僅僅是在被動接收信息，而是在主動地構建屬於自己的知識體係。