基于DSP開發系統設計與實現

摘要：為了設計一個性能穩定的DSP開發系統，利用TI公司最新推出的TMS320F28335作為微處理器，該芯片為32位浮點型DSP。在采用浮點DSP設計系統時，不需要考慮處理的動態范圍和精度，比定點DSP在軟件編寫方面更容易，更適合采用高級語言編程。外圍電路主要包含電源電路、RAM擴展電路、晶振電路和復位電路，用來輔助DSP的工作。利用電源管理芯片設計電源電路，可以有效解決其他型號的DSP對上電順序的要求；擴展的外部RAM可以使程序的調試與下載更加方便。利用外部時鐘源作為時鐘輸入，使其輸入時鐘更加穩定的同時，也可為具有相同時鐘的多個DSP使用。利用三端監控芯片來實現系統的手動復位和自動復位，使系統的穩定性大大提高。
關鍵詞：TMS320F28335；浮點型；動態范圍；數字信號處理器

TMS320F28335是TI公司最新推出的32位浮點型DSP，可直接參與浮點型數據的運算，無需Q格式的轉換，其主要特點為：高性能的靜態CMOS技術，在最高為150 MHz振蕩頻率下，指令周期為6．67 ns；高性能的32位CPU，單精度浮點運算單元(FPU)，采用哈佛總線結構，能快速中斷響應和處理，并有統一的存儲器規劃，可用C／C++語言實現復雜的算法；控制時鐘系統具有片內振蕩器和看門狗定時器模塊，支持動態改變鎖相環(PLL)的參數值以改變CPU的輸入時鐘頻率；8個外部中斷，相對于TMS320F281x系列DSP，無專門的中斷引腳；支持58個外設中斷的外設中斷擴展寄存器(PIE)，管理片上外設和外部引腳引起的中斷請求；增強型的外設模塊；12位A／D轉換器，可實現16通道的數據轉換；88個可編程的分時復用GPIO引腳；低功耗模式，1．9 V或1．8 V內核，3．3 V I／O供電。設計一個集這些優點于一身的DSP開發系統，對于初學者和開發人員有著重要的意義。本文首先分析和對比DSP電源設計方案，選擇合適的設計方案并詳細介紹；然后設計存儲器擴展電路，并給出其存儲范圍；通過對比時鐘電路的各種實現方案，擇優選擇適合于該系統的時鐘電路并詳細介紹；最后給出復位電路的設計方法和提高硬件抗干擾能力的措施。

1 系統電源設計
TI公司的DSP系列一般都有獨立的內核和I／O電源。因為在DSP在系統中要承擔大量的數據計算，在CPU內部，部件的高頻率的轉換會使系統功耗大大增加。所以采用雙電源的供電方式，F28335一路為I／O提供3．3 V電壓，另一路為CPU內核提供1．8 V或1．9 V電壓，這樣可大大降低系統的功耗。
電源設計方案一：兩路電源獨立沒計，其優點是調試方便且互不干擾，缺點是不能適合某些對上電次序有要求的DSP，成本較高。
電源設計方案二：采用TI公司的雙路低壓差電壓調整器。TPS767D3xx系列電壓調整器是TI公司為DSP開發的電源管理芯片，通過簡單的設計，可以適合某些系列DSP內核與I／O電壓的上電順序問題。
本設計采用方案二，利用TI公司的雙路低壓差電壓調整器TPS767D301。它的特點是：帶有可獨立供電的雙路輸出，一路固定輸出為3．3 V，另一路可以在1．5～5．5 V調整，每路輸出電流范圍為0～1 A；電壓差大小與輸出電流成正比，且在最大輸出電流為1 A時，最大電壓差僅為350 mA；超低的靜態電流85μA，器件無狀態時，靜態電流僅為1μA。
TMS320F28335對內核和I／O的上電順序沒有要求，可以同時上電，使得電源電路大大簡化。具體電路如圖1所示。