DSP原理与应用 第10章C55x典型应用系统设计 刘忠国:liuzhi@sduedu.cn 电话:18764171197;微信: inliuzg 山东大学生物医学工程
DSP原理与应用 第10章 C55x典型应用系统设计 刘忠国：liuzhg@sdu.edu.cn 电话:18764171197 ; 微信: jnliuzg 山东大学生物医学工程 1
第10章C55典型应用系统设计 101典型DSP板的硬件设计 ■102CPLD电路模块设计 103DSP板测试程序 104综合设计实例1:自适应系统辨识 105综合设计实例2:数字式有源抗噪声耳罩
第10章 C55x典型应用系统设计 ◼10.1 典型DSP板的硬件设计 ◼10.2 CPLD电路模块设计 ◼10.3 DSP板测试程序 ◼10.4 综合设计实例1: 自适应系统辨识 ◼10.5 综合设计实例2: 数字式有源抗噪声耳罩 3
10,1典型DSP板的硬件设计 1011概述 基于TMS320VC5509A的通用数字信号处理板: ●包括C5509A芯片、复位电路、时钟电路、JTAG 接口电路以及电源电路等基本电路模块。 ●通过EMIF外扩了 FLASH、 SDRAM等存储器模块。 ●通过 MCBSP0、 MCBSP和m2C外扩了2片AIC23B,使 该系统具有4路模拟输入和4路模拟输出
10.1 典型DSP板的硬件设计 10.1.1 概述 基于TMS320VC5509A的通用数字信号处理板: ⚫包括VC5509A芯片、复位电路、时钟电路、JTAG 接口电路以及电源电路等基本电路模块。 ⚫通过EMIF外扩了FLASH、SDRAM等存储器模块。 ⚫通过McBSP0、McBSP1和I2C外扩了2片AIC23B,使 该系统具有4路模拟输入和4路模拟输出。 4
SDRAM FLASH HHA寄存器 拨码开关 复位电路 SW1 EMIF MMC/SD卡SD2 CPLD LED灯 其它数字 USB 接口电路 USB 0接口 模拟输入1 拨码开关 GPIO SW2 McBSPO 模拟输入2 AIC23B0)·拟输出 模拟输出2 时钟电路 I2C 模拟输入3 TAG接口 TMS320 VC5509A McBSP AIC23B(IE 漠拟输入4 输出3 」棋模拟输出4 3.3V1.6V 5V 电源变换电路
MMC/SD卡 时钟电路 TMS320 VC5509A USB 接口电路 USB JTAG接口 GPIO I2C McBSP0 McBSP1 AIC23B(0) AIC23B(1) SDRAM CPLD 复位电路 FLASH FHA寄存器 模拟输入1 模拟输入2 模拟输出1 模拟输出2 EMIF 电源变换电路 5V 3.3V 1.6V 其它数字 I/O接口 模拟输入3 模拟输入4 模拟输出3 模拟输出4 拨码开关 SW1 LED灯 拨码开关 SW2 SD2 5
101.2基本电路模块参考:图98T5767D301双路电源 1.电源电路 V=Vprr1+ R.,ref=11834V REF R, 28 INI RSTI 24 R475K R2210K 6 INI 23 OUTI 25 IGND FBI/SE 5V 12 PWR RSTn「PwR_RSIn OUT2_18 17 OUT2 EN2 R9270K 2 GND R36 R34 TPS767D301 IK IK 1.6V 3.3V +C1 C21 C25 DS2 DS3 1 OuF 0.1uF 1 OuF1uF
1. 电源电路 10.1.2基本电路模块 R9 270K + C5 10uF C25 0.1uF R4 75K R2 210K C21 0.1uF + C1 10uF R36 1 K R34 1 K DS2 DS3 PWR_RSTn 5 V 3.3V 5 V 5 V 3.3V 3.3V 1.6V 1.6V PWR_RSTn RST1 2 8 1GND 3 FB1/SE 2 5 EN1 4 OUT1 2 4 IN1 5 OUT1 2 3 IN1 6 RST2 2 2 2GND 9 EN2 1 0 OUT2 1 8 IN2 1 1 OUT2 1 7 IN2 1 2 U 1 TPS767D301 参考:图9-8 TPS767D301双路电源 4 0 2 1 REF R V V R = + ,Vref=1.1834V 6
2复位电路 R24 100K u 8 2 4 BTN RST - BTN RST BUTTON C14 SN74AHCIG14 1 OuF 2 YY=A 单施密特反相器芯片SN74AHC1G14 X2 3时钟电路 C2912 pF YI 12MHZ C27‖|12pF XI
2.复位电路 + C14 10uF R24 100K 3.3V 1 2 S1 BUTTON BTN_RST BTN_RST 3.3V 2 4 5 3 U 8 SN74AHC1G14 X2 X1 2 1 Y 1 12MHz C27 12 pF C29 12 pF 3.时钟电路 Y = A 单施密特反相器芯片SN74AHC1G14 7
3y10.1.3 FLASH电路模块 S29AL008D: 8M bit 1为字模式 (1Mx8Bit, 512K X16Bit CMOS Flash R14 FRSTn 12 46 FRST FOEn VSS 10K FOEn OE VSS FWEn FWEn FC En 261 WE NC 10 FEN NC BYTEr 47 BYTE NCI 匚AL30 A13.0 D50 25 14 D50 NC RY/BY DOO A4 22 31 DI DOI 参考图9-16 A5 21 D2 A4 DO2 A6 20 35 D3 A7 197A5 DQ3 C5509APGE与 38 D4 DO 18 40 DS s29AL008D连 A7 DQ5 DOg A10 接示意图 All 6 DQ 44 D7 30 D8 A10 DOg A12 32 D9 DO9 A13 4 34 D10 A12 FA133 DQ10 FA13 36 DIl FAl4 DOll 39 FAl4 A14 DO12 FAIS 41 DI 3 FAI5 FA648A5DQ343D14 FAl6 A16 FAll FA1717 DQ14 45 D15 A17DQ15/A-1 「FA18 FA1816 A18 37 VCO 8
10.1.3 FLASH电路模块 FOEn FWEn R14 10K A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A10 A11 A12 A13 A[13..0] D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D[15..0] A 0 2 5 A 1 2 4 A 2 2 3 A 3 2 2 A 4 2 1 A 5 2 0 A 6 1 9 A 7 1 8 A 8 8 A 9 7 A10 6 A11 5 A12 4 A13 3 A14 2 A15 1 A16 4 8 A17 1 7 A18 1 6 DQ0 2 9 DQ1 3 1 DQ2 3 3 DQ3 3 5 DQ4 3 8 DQ5 4 0 DQ6 4 2 DQ7 4 4 DQ8 3 0 DQ9 3 2 DQ10 3 4 DQ11 3 6 DQ12 3 9 DQ13 4 1 DQ14 4 3 DQ15/A-1 4 5 N C 9 N C 1 0 N C 1 3 N C 1 4 VSS 4 6 VSS 2 7 RY/BY 1 5 RST 1 2 W E 1 1 C E 2 6 O E 2 8 BYTE 4 7 VCC 3 7 U 6 AM29LV800 FRSTn BYTEn FA13 FA14 FA15 FA16 FA17 FA18 FCEn FOEn FWEn FCEn FRSTn 3.3V 3.3V A[13..0] D[15..0] FA18 FA17 FA16 FA15 FA14 FA13 8 S29AL008D: 8M bit (1Mx8Bit, 512K x16Bit) CMOS Flash 1为字模式 CE1 参考图 9-16 C5509A PGE与 S29AL008D连 接示意图
101.4 SDRAM电路模块 A[13.0 D1501 HY57V641620 A123 A224 DQO A0与A14在 A325 DQI DO2 A426 A3 DO3 24578 DI D2 D3 EMIF中异 A529 D4 A630A4 10D5 或输出,A0 A731 DQ5 A6 13D7 不用,则该引3A DO Do9 脚就是A14NA330A 45D10 DOI0 3.3V DOIl A021 48D12 BAI SDAIOn DO12 22 SDAIO AlO/AP 50D13 DQ13 51D14 DO14 15 R38 BEOn BEOT DQI5 53D15 SDWEn 16 LDQM SDWEn WE SDC ASn BEIn 10K SDCASn 17 39 CAS UDOM BEn SDRASn 18 AS 38 CLKMEM SDRASn> CLK CEOn 19 37 CKE CLKMEM CEOn CKE 46 3.3V 52 VDD 6 14 VDD 12 27 VDD 参考图9-19C55x VDO 41 ⅤSS VDDQ 934 与6M位(4MX16 ⅤSS VDO 36 43 NC VDDQ SDRAM的连接图 NC
10.1.4 SDRAM电路模块 VDD 1 DQ0 2 DQ1 4 DQ2 5 VDDQ 3 VSSQ 6 DQ3 7 DQ4 8 VDDQ 9 DQ5 1 0 DQ6 1 1 VSSQ 1 2 DQ7 1 3 VDD 1 4 LDQM 1 5 W E 1 6 CAS 1 7 RAS 1 8 C S 1 9 BA0 2 0 BA1 2 1 A1 0/AP 2 2 A 0 2 3 A 1 2 4 A 2 2 5 A 3 2 6 VDD 2 7 VSS 2 8 A 4 2 9 A 5 3 0 A 6 3 1 A 7 3 2 A 8 3 3 A 9 3 4 A1 1 3 5 N C 3 6 CKE 3 7 CLK 3 8 UDQM 3 9 N C 4 0 VSS 4 1 DQ8 4 2 VDDQ 4 3 DQ9 4 4 DQ1 0 4 5 VSSQ 4 6 DQ1 1 4 7 DQ1 2 4 8 VDDQ 4 9 DQ1 3 5 0 DQ1 4 5 1 VSSQ 5 2 DQ1 5 5 3 VSS 5 4 U 3 HY57V641620 A[1 3 ..0 ] A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A1 0 SDA10 n A1 2 A1 3 A 0 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D1 0 D1 1 D1 2 D1 3 D1 4 D1 5 D[1 5 ..0 ] 3 .3 V BE0n SDWEn SDCASn SDRASn CE0n BE1n CLKMEM CKE R38 10K 3 .3 V A[1 3 ..0 ] D[1 5 ..0 ] SDA10 n BE0n SDWEn SDCASn SDRASn CE0n BE1n CLKMEM 9 参考图9-19 C55x 与64M位(4M×16) SDRAM的连接图 A0与A14在 EMIF中异 或输出, A0 不用,则该引 脚就是A14
块大小字节地址 VC5509A芯片存储器资源字地址 000000 1920006储映射寄存器MR保留 321900RMP访问 004000 32K 010000 DARAM 本系统DSP板资源 192K SARAM 040000 020000 外部扩展存储空间 2M×16位 CEO SDRAM 400000 200000 外部扩展存储空间 512K×1 CE1 或ΣM×1 800000 00000 外部扩展存储空间 CPLD寄存器组 (CE2 C00000 外部扩展存储空间 CE3 F外护展存储空间 block 32K ROM CE3) MMC=时有效 MPNMC=时有效 FF8000 外扩展存储空间C5509有SROM block 16K FFC000 G时有数CH时有效C59A没有SROM block 16K 么SROM外扩展存储空间外部扩展存储空间(cE3) (CE3 FFFFFRL SROM时看效MNM时有效当 MPNMO=时有效1
存 储 器 映 射 寄 存 器 ( MMR ) 保 留 D A R A M / H P I 访 问 D A R A M S A R A M 外 部 扩 展 存 储 空 间 ( C E 0 ) 外 部 扩 展 存 储 空 间 ( C E 1 ) 外 部 扩 展 存 储 空 间 ( C E 2 ) 外 部 扩 展 存 储 空 间 ( C E 3 ) 字 节 地 址 V C 5 5 0 9 A 芯 片 存 储 器 资 源 字 地 址 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C 0 0 0 0 8 0 0 0 1 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 C 0 0 0 0 0 F F F F F F F F 0 0 0 0 F F 8 0 0 0 F F C 0 0 0 块 大 小 ( 字 节 ) 1 9 2 3 2 K - 1 9 2 3 2 K 1 9 2 K32 K 1 6 K 1 6 K 0 0 4 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 本 系 统 D S P 板 资 源 2 M × 1 6 位 S D R A M 5 1 2 K × 1 6 位 F L A S H 或 2 M × 1 6 位 S D R A M C P L D 寄 存 器 组 R O M M P N M C = 0 时 有 效 R O M M P N M C = 0 时 有 效 S R O M M P N M C = 0 , S R O M = 0 时 有 效 外 扩 展 存 储 空 间 ( C E 3 ) M P N M C = 1 时 有 效 外 扩 展 存 储 空 间 ( C E 3 ) M P N M C = 1 时 有 效 外 扩 展 存 储 空 间 ( C E 3 ) M P N M C = 1 时 有 效 4 M 1 M block block block C5509 有SROM, C5509A没有SROM, 外部扩展存储空间(CE3) 当MPNMC=1时有效 10
1015数模转换电路12为线性电压输入端 y122为线性电压输出端 CLKRO BCLK TLV320 CLKXO x1 MCBSPO FSXO Ac23B(0) LRCIN X2 FRO LRCOUT DXO DIN y2 DRO DOUT MoDE下拉 Pc模块SDA SDIN cs下拉 SCL SCLK CS=0:地址0011010 MODE=O TMS320VC5509A 选择2线模式 LQFP封装 TLV320 SCLK AIC23B(1)x1 SDIN X2 CLKRK CLKX BCLK y1 y 2 FSXI LRCIN McBSP1 FSRI LRCOUT cS上拉 DXI DIN MoD日下拉 DRI DOUT CS=1地址001101 11
TLV320 AIC23B(1) CLKX1 DR1 DX1 FSX1 TMS320VC5509A LQFP封装 SCLK SDIN FSR1 CLKR1 CLKX0 DOUT DIN DR0 DX0 FSX0 LRCOUT BCLK SCLK SDIN FSR0 CLKR0 McBSP0 SCL SDA McBSP1 I 2 C模块 TLV320 AIC23B(0) MODE CS x1 x2 y1 上拉 下拉 下拉 下拉 DOUT DIN BCLK MODE CS LRCIN LRCOUT LRCIN y2 x1 x2 y1 y2 10.1.5 数模转换电路 11 MODE=0 选择2线模式 CS=0: 地址0011010 CS=1: 地址0011011 x1,x2为线性电压输入端; y1,y2为线性电压输出端