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本文主要是關于tms320c6000的相關介紹，并著重對tms320c6000系列dsp編程工具與指南進行了詳盡的闡述。
dsp
DSP（digital singnal processor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或實際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，源源超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。
它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色 DSP既是Digital Signal Processing的縮寫（數(shù)字信號處理的理論和方法）或者是Digital Signal Processor（用于數(shù)字信號處理的可編程微處理器）的縮寫。我們所說的DSP技術，則一般指將通用的或專用的DSP處理器用于完成數(shù)字信號處理的方法和技術。 DSP的有以下特點： DSP處理器采用哈佛結構和改進的哈佛結構。 哈佛結構就是將程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲空間分開，各有自己的地址和數(shù)據(jù)總線。之所以采用哈佛結構，是為了并行進行指令和數(shù)據(jù)處理，從而可以大大地提高運算的速度。為了進一步提高信號處理的效率，在哈佛結構的基礎上，又加以改善。使得程序代碼和數(shù)據(jù)存儲空間之間可以進行數(shù)據(jù)的傳輸，稱為改善的哈佛結構。 采用流水技術。 流水技術是將各指令的各個步驟重疊起來執(zhí)行。
DSP處理器所采用的將程序存儲空和數(shù)據(jù)存儲空間的地址與數(shù)據(jù)總線分開的哈佛結構，為采用流水技術提供了很大的方便。 為了提高DSP處理器的運算速度，它們無例外地設置了硬件乘法器，以及MAC（乘并且累加）一類的指令。 DSP處理器都為DMA單獨設置了完全獨立的總線和控制器，這是和通用的CPU很不相同，其目的是在進行數(shù)據(jù)傳輸是完全不影響CPU及其相關總線的工作。 在DSP處理器中，設置了專門的數(shù)據(jù)地址發(fā)生器來產(chǎn)生所需的數(shù)據(jù)地址。數(shù)據(jù)地址的產(chǎn)生與CPU的工作是并行的，從而節(jié)省CPU的時間，提高信號的處理速度。 DSP處理器為了自身工作的需要和外部環(huán)境的協(xié)調工作。往往都設置了豐富的外設。如時鐘發(fā)生器。定時器等。
定點DSP處理器和浮點DSP處理器。定點DSP中經(jīng)常要考慮溢出問題，在浮點DSP基本上可以不考慮。與定點DSP處理器相比，浮點DSP處理器的速度更快，尤其是作浮點運算。在實時性要求很到的場合。往往考慮浮點DSP處理器。而浮點DSP處理器的價格比較高，開發(fā)難度更大。 DSP的用途 2000主要用于控制：供電，光網(wǎng)絡等。5000則是通訊和靜態(tài)圖像處理：視頻產(chǎn)品，數(shù)字無線電等。而6000是數(shù)字通信和圖像處理：移動通信，打印機，數(shù)字掃描儀等。
dsp編程
1、DSP編程
對OSS驅動聲卡的編程使用Linux文件接口函數(shù)，如圖17.5，DSP接口的操作一般包括如下幾個步驟：
① 打開設備文件/dev/dsp。
采用何種模式對聲卡進行操作也必須在打開設備時指定，對于不支持全雙工的聲卡來說，應該使用只讀或者只寫的方式打開，只有那些支持全雙工的聲卡，才能以讀 寫的方式打開，這還依賴于驅動程序的具體實現(xiàn)。Linux允許應用程序多次打開或者關閉與聲卡對應的設備文件，從而能夠很方便地在放音狀態(tài)和錄音狀態(tài)之間 進行切換。
② 如果有需要，設置緩沖區(qū)大小。
運行在Linux內核中的聲卡驅動程序專門維護了一個緩沖區(qū)，其大小會影響到放音和錄音時的效果，使用ioctl（）系統(tǒng)調用可以對它的尺寸進行恰當?shù)脑O 置。調節(jié)驅動程序中緩沖區(qū)大小的操作不是必須的，如果沒有特殊的要求，一般采用默認的緩沖區(qū)大小也就可以了。如果想設置緩沖區(qū)的大小，則通常應緊跟在設備 文件打開之后，這是因為對聲卡的其它操作有可能會導致驅動程序無法再修改其緩沖區(qū)的大小。
③ 設置聲道（channel）數(shù)量。
根據(jù)硬件設備和驅動程序的具體情況，可以設置為單聲道或者立體聲。
④ 設置采樣格式和采樣頻率
采樣格式包括AFMT_U8（無符號8位）、AFMT_S8（有符號8位）、AFMT_U16_LE（小端模式，無符號16位）、 AFMT_U16_BE（大端模式，無符號16位）、AFMT_MPEG、AFMT_AC3等。使用SNDCTL_DSP_SETFMT IO控制命令可以設置采樣格式。
對于大多數(shù)聲卡來說，其支持的采樣頻率范圍一般為5kHz到44.1kHz或者48kHz，但并不意味著該范圍內的所有連續(xù)頻率都會被硬件支持，在 Linux下進行音頻編程時最常用到的幾種采樣頻率是11025Hz、16000Hz、22050Hz、32000Hz 和44100Hz。使用SNDCTL_DSP_SPEED IO控制命令可以設置采樣頻率。
⑤ 讀寫/dev/dsp實現(xiàn)播放或錄音。
圖17.5 OSS dsp接口用戶空間操作流程
代碼清單17.3的程序實現(xiàn)了利用/dev/dsp接口進行聲音錄制和播放的過程，它的功能是先錄制幾秒鐘音頻數(shù)據(jù)，將其存放在內存緩沖區(qū)中，然后再進行放音。
代碼清單17.3 OSS DSP接口應用編程范例
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #define LENGTH 3 /* 存儲秒數(shù) */
9 #define RATE 8000 /* 采樣頻率 */
10 #define SIZE 8 /* 量化位數(shù) */
11 #define CHANNELS 1 /* 聲道數(shù)目 */
12 /* 用于保存數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的內存緩沖區(qū) */
13 unsigned char buf［LENGTH *RATE * SIZE * CHANNELS / 8］;
14 int main（）
15 {
16 int fd; /* 聲音設備的文件描述符 */
17 int arg; /* 用于ioctl調用的參數(shù) */
18 int status; /* 系統(tǒng)調用的返回值 */
19 /* 打開聲音設備 */
20 fd = open（“/dev/dsp”， O_RDWR）;
21 if （fd 《 0）
22 {
23 perror（“open of /dev/dsp failed”）;
24 exit（1）;
25 }
26 /* 設置采樣時的量化位數(shù) */
27 arg = SIZE;
28 status = ioctl（fd， SOUND_PCM_WRITE_BITS， &arg）;
29 if （status == - 1）
30 perror（“SOUND_PCM_WRITE_BITS ioctl failed”）;
31 if （arg ！= SIZE）
32 perror（“unable to set sample size”）;
33 /* 設置采樣時的通道數(shù)目 */
34 arg = CHANNELS;
35 status = ioctl（fd， SOUND_PCM_WRITE_CHANNELS， &arg）;
36 if （status == - 1）
37 perror（“SOUND_PCM_WRITE_CHANNELS ioctl failed”）;
38 if （arg ！= CHANNELS）
39 perror（“unable to set number of channels”）;
40 /* 設置采樣率 */
41 arg = RATE;
42 status = ioctl（fd， SOUND_PCM_WRITE_RATE， &arg）;
43 if （status == - 1）
44 perror（“SOUND_PCM_WRITE_WRITE ioctl failed”）;
45 /* 循環(huán)，直到按下Control-C */
46 while （1）
47 {
48 printf（“Say something： ”）;
49 status = read（fd， buf， sizeof（buf））; /* 錄音 */
50 if （status ！= sizeof（buf））
51 perror（“read wrong number of bytes”）;
52 printf（“You said： ”）;
53 status = write（fd， buf， sizeof（buf））; /* 放音 */
54 if （status ！= sizeof（buf））
55 perror（“wrote wrong number of bytes”）;
56 /* 在繼續(xù)錄音前等待放音結束 */
57 status = ioctl（fd， SOUND_PCM_SYNC， 0）;
58 if （status == - 1）
59 perror（“SOUND_PCM_SYNC ioctl failed”）;
60 }
61 }
tms320c6000系列dsp編程工具與指南
1. Why process signals digitally？
（1）模擬電路由模擬組件構成：電阻、電容及電感等，這些組件隨著電壓、溫度或機械結構的改變會動態(tài)影響到模擬電路的效果；
（2）數(shù)字電路具有好的噪聲抑制能力，少的開發(fā)時間和功耗
雖然數(shù)字電路有那么多優(yōu)點，在有些情況下還必須使用模擬電路：非常高頻的信號（》100MHz）。原因有2點：（1）ADC轉換的限制；（2）使用數(shù)字電路很難實時處理非常高頻的信號。
2. Why use DSP？
DSP是Digital Siginal Processor的簡稱。
（1）相對于PC等上的高端處理器，具有更低的功耗
（2）相對于PC等上的高端處理器，具有更低的價格
因此，在考慮價格、機械尺寸、低功耗以及“高頻”處理時使用DSP是較好的選擇。
相對于嵌入式ARM而言，DSP在信號處理上具有更大的優(yōu)勢，ARM偏向于控制。
在大部分的DSP算法中，乘積和（sum of product， SOP）是最基本的單元。
DSP對乘法和加法做了優(yōu)化，乘法與加法在DSP上一般在一個指令周期內完成，這也是為什么DSP適用于做信號處理的原因。
4. Choose a DSP
通過數(shù)據(jù)手冊，列表比較兩者參數(shù)，比如
浮點DSP與定點DSP的使用場合對比：
浮點DSP一般用于高精度、寬的動態(tài)范圍、高信噪比，一般比較容易使用。定點DSP具有更低的功耗，更便宜，相對尺寸更小。
ASIC聽起來更高端，但使用場合較少，主要因為ASIC開發(fā)周期長（至少1年左右），靈活性差（一旦生成流片則不可更改），耗資大。除非自己經(jīng)常使用的模塊做成流片重用，在產(chǎn)品開發(fā)中一般不使用ASIC。
6. TMS320系列DSP
TI C6000系列主要分為C64x，C62x，C67x三個子系列，C62x與C64x都是定點DSP，C67系列為浮點DSP。
結語
關于tms320c6000的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
工商網(wǎng)監(jiān)
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