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Blackfin系列DSP原理与系统设计（第2版）

Blackfin系列DSP原理与系统设计（第2版）

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作者: 陈峰著

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2010-02

版次: 1

ISBN: 9787121102189

定价: 39.80

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 356页

字数: 589千字

正文语种: 简体中文

丛书: ADI处理器实用丛书

分类: 工程技术

29人买过

　　主要介绍了采用Blackfin系列DSP开发时所需掌握的知识与技巧，具体内容包括：Blackfin系列芯片的性能、内部结构、外设接口、硬件开发、指令集、开发环境、软件编程与应用实例。Blackfin系列DSP是ADI开发的高性能定点DSP产品，共分为五大系列数十种型号，分别面向不同种类的应用环境。Blackfin系列DSP的片上系统集成了大部分常见的工业总线与外设接口。Blackfin系列DSP具有强大的处理能力，丰富的外设接口与极低的功耗,使其更易满足各类不同需求。第1章数字信号处理和DSP1
1.1数字信号处理的发展1
1.2DSP在数字信号处理中的应用2
1.3DSP芯片的结构特点3
1.4Blackfin系列DSP5
1.4.1Blackfin系列DSP的结构特点5
1.4.2ADSP-BF51x系列芯片7
1.4.3ADSP-BF52x系列芯片8
1.4.4ADSP-BF53x系列芯片9
1.4.5ADSP-BF54x系列芯片10
1.4.6ADSP-BF561双核芯片12

第2章Blackfin系列DSP的内部结构13
2.1内核结构13
2.1.1寄存器组14
2.1.2算术逻辑单元（ALU）15
2.1.3乘法累加器（MAC）16
2.1.4桶形移位器18
2.2存储器19
2.2.1存储器空间分配19
2.2.2内部存储器的详细介绍21
2.3系统概述33
2.3.1内部总线33
2.3.2内部时钟35
2.3.3处理器核心概述35
2.3.4接口36
2.3.5系统总线概述40
2.4程序控制器44
2.4.1概述44
2.4.2相关的寄存器44
2.4.3指令流水线46
2.4.4程序流的控制47
2.5中断48
2.5.1概述48
2.5.2系统中断过程49
2.5.3SIC的寄存器51
2.5.4CEC的寄存器54
2.5.5中断的全局禁止和使能55
2.5.6事件向量表56
2.5.7中断服务60
2.5.8中断的嵌套61
2.5.9异常处理63
2.6DMA64
2.6.1DMA控制器65
2.6.2DMA流程66
2.6.3DMA寄存器69
2.6.4二维DMA71
2.6.5DMA性能优化72
2.6.6DMA软件管理74
2.6.7DMA异常中断条件74

第3章Blackfin系列DSP外部设备76
3.1外部总线76
3.1.1总线概述78
3.1.2EBIU仲裁78
3.1.3出错检测78
3.1.4异步存储器接口79
3.1.5SDRAM控制器（SDC）80
3.1.6DDRSDRAM控制器81
3.2I/O接口83
3.2.1GPIO接口83
3.2.2键盘接口86
3.3HostDMA接口单元89
3.3.1HostDMA接口89
3.3.2HOSTDP的工作模式89
3.3.3HOSTDP的寄存器92
3.4增强型并行外设接口（EPPI）95
3.4.1EPPI的结构95
3.4.2ITU-656介绍96
3.4.3EPPI工作模式98
3.4.4EPPI的特性102
3.4.5EPPI寄存器102
3.5以太网MAC（EMAC）103
3.5.1EMAC的接口103
3.5.2EMAC的配置106
3.5.3基本EMAC代码示例108
3.5.4EMAC的工业特性112
3.5.5EMAC寄存器112
3.6存储器接口113
3.6.1ATAPI113
3.6.2NANDFlash119
3.6.3SDH接口121
3.7定时器124
3.7.1概述124
3.7.2通用定时器125
3.7.3内核定时器126
3.7.4“看门狗”定时器127
3.8串行接口127
3.8.1SPI127
3.8.2SPORT接口133
3.8.3UART接口138
3.8.4TWI140
3.8.5USBD模块144
3.9其他接口简介151
3.9.1基于LockBox技术的安全防护151
3.9.2像素合成器（PIXC）152
3.9.3CAN模块153

第4章Blackfin系列DSP硬件开发156
4.1引导（BOOT）程序156
4.1.1引导模式设定156
4.1.2引导过程157
4.2PLL与时钟157
4.2.1时钟系统概述158
4.2.2PLL与时钟控制158
4.2.3PLL时钟的倍频因子和分频比159
4.2.4PLL的MMR161
4.3动态电源管理163
4.3.1动态电源管理控制器（DPMC）163
4.3.2运行方式163
4.3.3运行方式的切换165
4.3.4外设的定时167
4.3.5动态电源电压控制167
4.4处理器内核模式设定169
4.4.1概述169
4.4.2用户模式170
4.4.3监控模式171
4.4.4仿真模式172
4.4.5空闲状态173
4.4.6复位状态173
4.4.7系统复位和上电设置174
4.5硬件设计176
4.5.1引脚处理176
4.5.2设计复用时钟引脚178
4.5.3中断配置和服务179
4.5.4信号量179
4.5.5PCI仲裁180
4.5.6USB设备连接180
4.5.7外部存储器设计181
4.5.8高频设计184

第5章Blackfin系列DSP指令集186
5.1数据寻址方式186
5.2Blackfin系列DSP指令系统特点187
5.2.1Blackfin系列DSP内核结构与指令187
5.2.2Blackfin系列DSP指令说明188
5.3程序流程控制指令192
5.3.1跳转指令/条件跳转指令192
5.3.2调用和返回指令193
5.3.3循环指令193
5.4加载和存储指令194
5.4.1加载指令194
5.4.2存储指令195
5.5数据转移指令196
5.5.1寄存器数据转移指令196
5.5.2扩展半个字到一个字的数据转移指令197
5.6栈控制指令197
5.6.1进栈指令197
5.6.2出栈指令198
5.6.3连接和撤销连接指令198
5.7逻辑运算指令199
5.7.1与、或、非、异或199
5.7.2位方式异或指令200
5.8移位和循环指令202
5.8.1算术移位指令202
5.8.2逻辑移位指令203
5.8.3加后移位指令204
5.8.4移位后加指令204
5.8.5循环移位指令205
5.9算术运算指令206
5.9.1加、减、乘、除206
5.9.2最大值指令和最小值指令210
5.9.3绝对值指令和取补指令210
5.9.4舍入指令211
5.9.5饱和指令211
5.9.6符号位指令211
5.10位操作指令212
5.10.1位清除指令212
5.10.2位置位指令212
5.10.3位取反指令212
5.10.4位测试指令213
5.10.5位域存放指令213
5.10.6位域提取指令214
5.10.7位复用指令216
5.10.8ONES指令216
5.11CC位操作指令217
5.11.1比较数据寄存器、指针、累加器指令217
5.11.2取补CC位指令217
5.11.3传输CC位指令218
5.12外部事件操作指令218
5.12.1空闲指令218
5.12.2内核同步指令218
5.12.3强制仿真指令219
5.12.4中断指令219
5.12.5空指令220
5.13Cache控制指令220
5.13.1数据Cache预取指令220
5.13.2数据Cache刷新指令220
5.13.3指令Cache无效指令221
5.14视频像素操作指令221
5.14.1校正指令221
5.14.2双16位操作222
5.14.34个字节数操作223
5.15向量操作指令227
5.15.1加、减、乘227
5.15.2向量最大值指令和向量最小值指令230
5.15.3向量移位指令231
5.15.4其他指令232
5.16并行指令236

第6章VisualDSP++240
6.1VisualDSP++总体介绍240
6.1.1VisualDSP++简单介绍240
6.1.2开发环境243
6.2JTAG仿真器258
6.2.1JTAG连接258
6.2.2ICE配置与测试258
6.3C/C++编译器259
6.3.1数据类型259
6.3.2运行时环境与运行时库260
6.3.3从命令行运行编译器260
6.3.4在VisualDSP++中配置编译器262
6.3.5优化控制262
6.4汇编器264
6.4.1汇编器命令264
6.4.2汇编程序结构和语法265
6.4.3预处理器267
6.5链接器267
6.5.1链接过程概述267
6.5.2链接文件268
6.5.3链接器参数选择269
6.5.4专家链接器(EL)271
6.6加载器276
6.6.1从命令行运行加载器276
6.6.2在VisualDSP++中配置加载器279
6.7操作系统内核（VDK）280
6.7.1内核的作用280
6.7.2调度280
6.8VDK的组成281
6.8.1线程281
6.8.2调度程序282
6.8.3中断服务程序284

第7章软件编程286
7.1汇编编译器286
7.1.1汇编概要286
7.1.2支持C语言结构的汇编器286
7.1.3汇编语法287
7.2C/C++编译器295
7.2.1C/C++编译器简介295
7.2.2数据类型存储长度295
7.2.3C/C++编译语言扩展296
7.3预处理指令301
7.3.1引用头文件301
7.3.2宏的编写302
7.3.3条件汇编和编译302
7.4C代码优化307
7.4.1循环优化307
7.4.2内联函数优化310
7.4.3使用汇编语言优化312
7.5C与汇编混合编程313
7.5.1C/C++和汇编接口命名规则313
7.5.2C运行时环境下寄存器的使用314
7.5.3参数传递和局部堆栈存储分配——LINK和UNLINK指令314
7.5.4在C/C++程序中调用汇编子程序315
7.5.5在汇编程序中调用C/C++函数316
7.6VisualDSP++5.0C/C++运行时库函数介绍317
7.7VisualDSP++5.0DSP库函数介绍319
7.8VisualDSP++5.0设备驱动库函数简单介绍321

第8章应用实例323
8.1应用系统设计举例323
8.1.1单片DSP系统323
8.1.2多片DSP系统325
8.2MPEG-4编码系统326
8.2.1MPEG-4视频压缩方法简介326
8.2.2DCT和IDCT327
8.2.3量化327
8.2.4运动估计327
8.2.5熵编码328
8.3代码示例328
8.3.1PADDING算法代码的编写和优化328
8.3.2DCT算法代码的编写和优化334
8.3.3运动矢量预测335
8.3.4SAD最小搜索341
8.4基于BlackfinADSP-BF561芯片的CCD摄像头图像处理342
8.4.1系统简介342
8.4.2系统功能与指标342
8.4.3系统概述343
8.4.4系统硬件设计344
8.4.5系统软件设计344
8.5基于BlackfinADSP-BF561芯片的智能视频监控系统347
8.5.1系统简介347
8.5.2系统功能与指标348
8.5.3系统概述348
8.5.4系统硬件设计349
8.5.5系统软件设计350
内容简介:
　　主要介绍了采用Blackfin系列DSP开发时所需掌握的知识与技巧，具体内容包括：Blackfin系列芯片的性能、内部结构、外设接口、硬件开发、指令集、开发环境、软件编程与应用实例。Blackfin系列DSP是ADI开发的高性能定点DSP产品，共分为五大系列数十种型号，分别面向不同种类的应用环境。Blackfin系列DSP的片上系统集成了大部分常见的工业总线与外设接口。Blackfin系列DSP具有强大的处理能力，丰富的外设接口与极低的功耗,使其更易满足各类不同需求。
目录:
第1章数字信号处理和DSP1
1.1数字信号处理的发展1
1.2DSP在数字信号处理中的应用2
1.3DSP芯片的结构特点3
1.4Blackfin系列DSP5
1.4.1Blackfin系列DSP的结构特点5
1.4.2ADSP-BF51x系列芯片7
1.4.3ADSP-BF52x系列芯片8
1.4.4ADSP-BF53x系列芯片9
1.4.5ADSP-BF54x系列芯片10
1.4.6ADSP-BF561双核芯片12

第2章Blackfin系列DSP的内部结构13
2.1内核结构13
2.1.1寄存器组14
2.1.2算术逻辑单元（ALU）15
2.1.3乘法累加器（MAC）16
2.1.4桶形移位器18
2.2存储器19
2.2.1存储器空间分配19
2.2.2内部存储器的详细介绍21
2.3系统概述33
2.3.1内部总线33
2.3.2内部时钟35
2.3.3处理器核心概述35
2.3.4接口36
2.3.5系统总线概述40
2.4程序控制器44
2.4.1概述44
2.4.2相关的寄存器44
2.4.3指令流水线46
2.4.4程序流的控制47
2.5中断48
2.5.1概述48
2.5.2系统中断过程49
2.5.3SIC的寄存器51
2.5.4CEC的寄存器54
2.5.5中断的全局禁止和使能55
2.5.6事件向量表56
2.5.7中断服务60
2.5.8中断的嵌套61
2.5.9异常处理63
2.6DMA64
2.6.1DMA控制器65
2.6.2DMA流程66
2.6.3DMA寄存器69
2.6.4二维DMA71
2.6.5DMA性能优化72
2.6.6DMA软件管理74
2.6.7DMA异常中断条件74

第3章Blackfin系列DSP外部设备76
3.1外部总线76
3.1.1总线概述78
3.1.2EBIU仲裁78
3.1.3出错检测78
3.1.4异步存储器接口79
3.1.5SDRAM控制器（SDC）80
3.1.6DDRSDRAM控制器81
3.2I/O接口83
3.2.1GPIO接口83
3.2.2键盘接口86
3.3HostDMA接口单元89
3.3.1HostDMA接口89
3.3.2HOSTDP的工作模式89
3.3.3HOSTDP的寄存器92
3.4增强型并行外设接口（EPPI）95
3.4.1EPPI的结构95
3.4.2ITU-656介绍96
3.4.3EPPI工作模式98
3.4.4EPPI的特性102
3.4.5EPPI寄存器102
3.5以太网MAC（EMAC）103
3.5.1EMAC的接口103
3.5.2EMAC的配置106
3.5.3基本EMAC代码示例108
3.5.4EMAC的工业特性112
3.5.5EMAC寄存器112
3.6存储器接口113
3.6.1ATAPI113
3.6.2NANDFlash119
3.6.3SDH接口121
3.7定时器124
3.7.1概述124
3.7.2通用定时器125
3.7.3内核定时器126
3.7.4“看门狗”定时器127
3.8串行接口127
3.8.1SPI127
3.8.2SPORT接口133
3.8.3UART接口138
3.8.4TWI140
3.8.5USBD模块144
3.9其他接口简介151
3.9.1基于LockBox技术的安全防护151
3.9.2像素合成器（PIXC）152
3.9.3CAN模块153

第4章Blackfin系列DSP硬件开发156
4.1引导（BOOT）程序156
4.1.1引导模式设定156
4.1.2引导过程157
4.2PLL与时钟157
4.2.1时钟系统概述158
4.2.2PLL与时钟控制158
4.2.3PLL时钟的倍频因子和分频比159
4.2.4PLL的MMR161
4.3动态电源管理163
4.3.1动态电源管理控制器（DPMC）163
4.3.2运行方式163
4.3.3运行方式的切换165
4.3.4外设的定时167
4.3.5动态电源电压控制167
4.4处理器内核模式设定169
4.4.1概述169
4.4.2用户模式170
4.4.3监控模式171
4.4.4仿真模式172
4.4.5空闲状态173
4.4.6复位状态173
4.4.7系统复位和上电设置174
4.5硬件设计176
4.5.1引脚处理176
4.5.2设计复用时钟引脚178
4.5.3中断配置和服务179
4.5.4信号量179
4.5.5PCI仲裁180
4.5.6USB设备连接180
4.5.7外部存储器设计181
4.5.8高频设计184

第5章Blackfin系列DSP指令集186
5.1数据寻址方式186
5.2Blackfin系列DSP指令系统特点187
5.2.1Blackfin系列DSP内核结构与指令187
5.2.2Blackfin系列DSP指令说明188
5.3程序流程控制指令192
5.3.1跳转指令/条件跳转指令192
5.3.2调用和返回指令193
5.3.3循环指令193
5.4加载和存储指令194
5.4.1加载指令194
5.4.2存储指令195
5.5数据转移指令196
5.5.1寄存器数据转移指令196
5.5.2扩展半个字到一个字的数据转移指令197
5.6栈控制指令197
5.6.1进栈指令197
5.6.2出栈指令198
5.6.3连接和撤销连接指令198
5.7逻辑运算指令199
5.7.1与、或、非、异或199
5.7.2位方式异或指令200
5.8移位和循环指令202
5.8.1算术移位指令202
5.8.2逻辑移位指令203
5.8.3加后移位指令204
5.8.4移位后加指令204
5.8.5循环移位指令205
5.9算术运算指令206
5.9.1加、减、乘、除206
5.9.2最大值指令和最小值指令210
5.9.3绝对值指令和取补指令210
5.9.4舍入指令211
5.9.5饱和指令211
5.9.6符号位指令211
5.10位操作指令212
5.10.1位清除指令212
5.10.2位置位指令212
5.10.3位取反指令212
5.10.4位测试指令213
5.10.5位域存放指令213
5.10.6位域提取指令214
5.10.7位复用指令216
5.10.8ONES指令216
5.11CC位操作指令217
5.11.1比较数据寄存器、指针、累加器指令217
5.11.2取补CC位指令217
5.11.3传输CC位指令218
5.12外部事件操作指令218
5.12.1空闲指令218
5.12.2内核同步指令218
5.12.3强制仿真指令219
5.12.4中断指令219
5.12.5空指令220
5.13Cache控制指令220
5.13.1数据Cache预取指令220
5.13.2数据Cache刷新指令220
5.13.3指令Cache无效指令221
5.14视频像素操作指令221
5.14.1校正指令221
5.14.2双16位操作222
5.14.34个字节数操作223
5.15向量操作指令227
5.15.1加、减、乘227
5.15.2向量最大值指令和向量最小值指令230
5.15.3向量移位指令231
5.15.4其他指令232
5.16并行指令236

第6章VisualDSP++240
6.1VisualDSP++总体介绍240
6.1.1VisualDSP++简单介绍240
6.1.2开发环境243
6.2JTAG仿真器258
6.2.1JTAG连接258
6.2.2ICE配置与测试258
6.3C/C++编译器259
6.3.1数据类型259
6.3.2运行时环境与运行时库260
6.3.3从命令行运行编译器260
6.3.4在VisualDSP++中配置编译器262
6.3.5优化控制262
6.4汇编器264
6.4.1汇编器命令264
6.4.2汇编程序结构和语法265
6.4.3预处理器267
6.5链接器267
6.5.1链接过程概述267
6.5.2链接文件268
6.5.3链接器参数选择269
6.5.4专家链接器(EL)271
6.6加载器276
6.6.1从命令行运行加载器276
6.6.2在VisualDSP++中配置加载器279
6.7操作系统内核（VDK）280
6.7.1内核的作用280
6.7.2调度280
6.8VDK的组成281
6.8.1线程281
6.8.2调度程序282
6.8.3中断服务程序284

第7章软件编程286
7.1汇编编译器286
7.1.1汇编概要286
7.1.2支持C语言结构的汇编器286
7.1.3汇编语法287
7.2C/C++编译器295
7.2.1C/C++编译器简介295
7.2.2数据类型存储长度295
7.2.3C/C++编译语言扩展296
7.3预处理指令301
7.3.1引用头文件301
7.3.2宏的编写302
7.3.3条件汇编和编译302
7.4C代码优化307
7.4.1循环优化307
7.4.2内联函数优化310
7.4.3使用汇编语言优化312
7.5C与汇编混合编程313
7.5.1C/C++和汇编接口命名规则313
7.5.2C运行时环境下寄存器的使用314
7.5.3参数传递和局部堆栈存储分配——LINK和UNLINK指令314
7.5.4在C/C++程序中调用汇编子程序315
7.5.5在汇编程序中调用C/C++函数316
7.6VisualDSP++5.0C/C++运行时库函数介绍317
7.7VisualDSP++5.0DSP库函数介绍319
7.8VisualDSP++5.0设备驱动库函数简单介绍321

第8章应用实例323
8.1应用系统设计举例323
8.1.1单片DSP系统323
8.1.2多片DSP系统325
8.2MPEG-4编码系统326
8.2.1MPEG-4视频压缩方法简介326
8.2.2DCT和IDCT327
8.2.3量化327
8.2.4运动估计327
8.2.5熵编码328
8.3代码示例328
8.3.1PADDING算法代码的编写和优化328
8.3.2DCT算法代码的编写和优化334
8.3.3运动矢量预测335
8.3.4SAD最小搜索341
8.4基于BlackfinADSP-BF561芯片的CCD摄像头图像处理342
8.4.1系统简介342
8.4.2系统功能与指标342
8.4.3系统概述343
8.4.4系统硬件设计344
8.4.5系统软件设计344
8.5基于BlackfinADSP-BF561芯片的智能视频监控系统347
8.5.1系统简介347
8.5.2系统功能与指标348
8.5.3系统概述348
8.5.4系统硬件设计349
8.5.5系统软件设计350

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