文档介绍：基于DSP的谱分析仪设计
Spectrum analyzer design based on DSP
系别电子系
专业名称 10电子信息科学与技术
学生姓名
学号
完成日期 2013年10月10日
摘要
随着计算机和微电子技术的飞速发展,基于数字信号处理的频谱分析已经应用到各个领域并发挥着重要作用。本课题主要做了以下工作:首先,本文介绍了频谱分析仪的作用、课题背景、现状及发展趋势;然后,设计了以TI公司的定点数字信号处理器(DSP)TMS320VC5402为CPU的开发系统,包括复位电路、时钟电路、存储器扩展、电源模块、AD采样、DA单元、JTAG等的设计;由于CPU采用FFT算法,所以详细介绍了FFT的原理以及其在TMS320VC5402上的实现。
关键词:TMS320VC5402;频谱分析;FFT;功率谱
A Design of Spectrum Analyzer Based on DSP
Abstract:With the rapid development puter and microelectronics technology, spectrum analysis based on digital signal processing (DSP) has been applied to various fields and play an important topic mainly done the following work: first of all, this paper introduces the role of a spectrum analyzer, topic background, present situation and development trend; Then, designed by pany's fixed-point digital signal processor (DSP) TMS320VC5402 as CPU development system, including the reset circuit, clock circuit, memory expansion, a power supply module, AD sampling, DA units, such as JTAG design; Due to the CPU adopts FFT algorithm, so the principle of FFT is introduced and its implementation on TMS320VC5402.
Keywords:TMS320VC5402;Spectrum analyzer;FFT;Power spectrum
1 TMS320VC5402 DSP介绍
DSP处理器型号众多,本设计选用的是TI公司的TMS320VC5402芯片。TMS320C54x是TI公司于1996年推出的第一代定点数字信号处理器。它作为TI公司为实现低功耗、高速实时信号处理而专门设计的16位定点DSP,成为当前TMS320C5000系列DSP中最为广泛应用且最为成熟的处理器。详细结构见参考文献[5][6]。
TMS320C54x DSP采用先进的哈佛结构和8总线结构,其独立的程序总线和数据总线允许同时读取指令和操作数,实现高度的并行操作。采用各自分开的数据总线分别用于读数据和写数据,允许CPU在同一个机器周期内进行两次读操作和一次写操作。独立的程序总线和数据总线允许CPU同时访问程序指令和数据。
TMS320C54x的总存储空间为192K字,由3个独立的可选择空间组成:64K字程序空间、64K字数据空间、64K字I/O空间。程序存储器空间存放要执行的指令和执行中所用的系数表。数据存储器空间存放执行指令所要用的数据。I/O存储器空间可与存储器映射外围设备相接口,也可以作为附加的数据存储器空间使用。
中央处理单元(CPU)是DSP芯片的核心部件,它的性能直接关系到DSP器件的性能。TMS320C54x的并行结构设计特点,使其能在一条指令周期内,高速地完成多项算术运算。
CPU的基本组成如下:40bit算术逻辑运算单元(ALU);2个40bit累加器A和B;1个40bit桶形移位寄存器;乘法器/加法器单元(MAC);比较、选择和存储单元(CSSU);指数编码器;CPU状态和控制寄存器;两个地址发生器。
TMS320C54x拥有完善的片内外设,可完成丰富的功能,组成如下:通用I/O引脚、定时器、时钟发生器、主机接口(HPI)、串行口、软件可编程等待状态发生器、可编程块切换逻辑、直接存储器访问控制器。
TM