北京闻亭公司TMS320C6201/6701 系列超高速信

号处理板及应用

李明荣

闻亭公司副总经理

http://www.DSPChina.com E-mail: limr@DSPChina.com

闻亭公司以清华大学雄厚技术力量为背景，以“自强不息，厚德载物”为公司指导思想。闻亭公司是 TI 的第三方，一直致力于 DSP 的产品及技术开发，是中国 DSP 系统解决方案及服务的供应商。目前，已在中国的通信、自动控制、信息处理及教学领域与许多厂商、院校建立了良好的合作关系。

公司成立于 96 年 8 月，注册在北京高技术产业开发区，是北京市高新技术企业。

闻亭公司简介

公司主要产品1. TMS320 系列 DSP 开发系统；2. TMS320 系列 EVM 板及多种 DSP 超高

速数字 信号处理板；3. DSP 相关应用软件；4. DSP IC ；5. DSP 相关资料和服务；6. 对外技术合作。

TMS320C6201/6701 系列超高速数字信号处理板

DSP EVM 板与 DSP 高速信号处理板的区别：1.EVM 板是用以检测和评估 DSP 芯片最大资源和功 能的评估板。2.DSP 高速信号处理板是为 DSP 开发工程师进行 DSP 二次开发提供的应用板。 我们开发高速数字信号处理板的目的 :1. 节省开发工程师的时间 , 精力 , 缩短开发周期。

2. 节省开发费用。

现有 TMS320C6201/6701 系列超高速数字信号处理板型号

1.DSP2621ED/DSP2671ED ： 配有 TMS320C6201/6701 芯片，双口 RAM 。2.DSP2621EA/DSP2671EA ： 配有 TMS320C6201/6701 芯片，双路 A/D 、每路 A/D 为 40M 、 12bit ，配有大容量 FPGA 。3.DSP2621P/DSP2671P ： 配有 TMS320C6201/6701 芯片， PCI 插卡型。4.DSP2621PA/DSP2671PA ： 配有 TMS320C6201/6701 芯片，双路 A/D 、每路 A/D 为 40M 、 12bit ， PCI 插卡型。

Per

form

ance

MIP

S p

lus

Inte

grat

ion

Time

'C6711900

MFLOPSSamples

Now

'C62111200 MIPSSamples

Now

'C62032400 MIPSSamples

Now

'C60003 GFLOPS

andbeyond

'C67011 GFLOPSProduction

Now

'C62011600 MIPSProduction

Now

Dates are planned availability

'C62022000 MIPSSamples

Now

~~

'C67x<$10'C62x

<$10

'C6000 Code-Compatible RoadmapProtects Software Investment

'C62041600 MIPSSamples

2Q00

'C6714900

MFLOPSSamples

1Q01

'C6202B2400 MIPSSamples

3Q00'C6205

1600 MIPSSamples

2Q00

'C64x1.1GHzL1/L2'C64x

800MHzL1/L2

1V 'C64xL1/L2

• 1600 MIPS / 1GFLOPs performance

• 1 Mbit (128 KBytes) internal memory for fast program/data access

• 2 Multi-Channel Buffered Serial Ports (McBSPs) provide direct connect to T1/E1

• 0.18 drawn process technology (1.8 V)

• 35-mm, 352-pin BGA package• Now in volume production

TMS320C6201/C6701 Digital Signal Processor

'C62x/’C67x CPU

(1.8 V)DMA

Controller

Data Memory64 KByte

Program Memory64 KByte

EMIF

McBSP 1

Timer 1

Timer 0

McBSP 0

Host Port Interface

16

32

TMS320C6201/C6701

C62xx DSP CPU Core

Data Path 1

D1M1S1L1

A Register File

Data Path 2

L2S2M2D2

B Register File

Instruction Decode

Instruction Dispatch

Program Fetch

Interrupts

Control Registers

Control Logic

Emulation

Test

Load Store Architecture CPU

Dual Data Path 8 functional units 8, 32-bit instructions/cycle

32-bit Address Range Integer Instruction Features

Data byte addressable (8-, 16-, 32-bit data)

8-bits overflow protection Saturation Bit-field extract, set, clear Bit counting Normalization

Advanced VLIW CPU (VelociTI™)

HPI: Overview• 16-Bit Version of C5x/C54x HPI• Data Movement Supported by DMA Auxiliary

Channel

• Support of Multiplexed Address Data Hosts (Intel)

• No/Low Glue I/F to Standard General Purpose

Processors

– Motorola 68302, 68360, Power PC 860

– Intel i960

– IBM Power PC

• Programmable Word Ordering

McBSPs: Overview• Full Duplex

• Loosely Based on C54x/C5x BSP

• Runs at upto 1/2 CPU Clock Rate

• Compliant with a Variety of Standards

• Double Buffered Transmit, Triple Buffered Receive

• u-Law, A-Law companding

• Multichannel

EMIF Overview• High Throughput External Memory

– 800 Mbytes/sec with 200 MHz SBSRAM

• 32-Bit Wide

• Byte Addressable

• Supports Both Little and Big Endian

• Memory Types Supported

– SDRAM

– Synchronous Burst SRAM (SBSRAM)

– Asynchronous

• 52 Mbytes Total External Address Reach

• 4 Chip Enable Spaces

• Supports Requests from

– CPU Program Bus

– CPU Data Ports

– DMA

DMA • High Performance: 800Mbytes/sec Sustained

– Can Read and Write 1 32-bit word Every Cycle

• 5 Channels

– 4 Programmable Channel

– 5th Auxiliary Channel to Service HPI

• Event Synchronization

• Programmable Data Widths (8-, 16-, 32-bits)

• Programmable priority

• Auto-initialization

• Programmable Addressing

• Emulation Mode

• Interrupt Generation to CPU

• Supports Either Little or Big Endian

DMA Controller

EMIF

Internal Program

Internal Data

Internal Peripherals

HPIAUX

Channel 3

Channel 2

Channel 1

Channel 0

DMAC Status Pins

• Purpose: Moves Data in Background of CPU Operation

• Loosely Based on C3x/C32/C4x DMA

Timers• 2 32-Bit Timers

• Similar to C3x/C4x Timers

• Separate Input and Output Pins

• Internal or External Clock Source

• Clock and Pulse Mode of Output

• Can Interrupt CPU

DSP2621EA 超高速信号处理板：

DSP2621EA板系统功能框图

SDRAM4Mx32Bit

SBSRAM 128KX32

模

拟

信

号

两路

高速 A/D

40M 12 Bit

双口 RAM

4KX32Bit

DSP

C6201

电源管理

JTAG接口

HPI 接 口

存储器扩展接口

串行通讯

接口

FPGA

1万~4万门

Flash Memory1Mx16Bit

DSP2621EA 高速通用信号处理板的特点：(1) DSP

采用 TMS320C6201 定点 DSP ，最高运行速度可达 1600MIPS 。

(2) 高速同步存贮器 128K x 32 bit SBSRAM (133MHz)

4M x32 bit SDRAM (100MHz)

(3) 在线可编程程序存贮器 1M x 16 bit flash memory (100ns)

即可用作程序存贮器，又可在线擦除、编程，用户可作为慢速异步存贮器使用。

(4) 4K x 32 bit 双口 RAM

存贮 A/D 采样结果或相关处理结果，同时实现外部数据与 DSP 之间的数据交换。

(5) 双路 A/D

a. 最高采样频率可达 40MHz ，精度为 12bit ， 输入信号范围为 +/- 2V 。b. 两路 A/D 可同时采集亦可分时采集 , 时钟

源可采用外部触发或由板上时钟提供。

c. A/D 采样频率可调 d. A/D 采集数据可直接存贮在双口 RAM 中，

DSP 通过软件编程，完成相应算法。或者由用户通过硬件（ FPGA逻辑）作预处理后再存贮在双口 RAM 中。

(6) 在线可编程大容量 FPGA ，方便用户二次开发。用户可根据实际情况选择不同容量的逻辑器件（ 1~4万门）。为方便用户调试，闻亭公司编写了简单的 FPGA 程序，供用户参考。

闻亭公司已编写的 FPGA 程序主要完成以下功能： a. 由 DSP 控制 A/D启动，提供 A/D 采样钟 b. 对 A/D 采样结果进行锁存 c. A/D 每采样一个点，即存入双 RAM 中 每采完 2K个数据即产生一个中断，请求 DSP将已采集的数据取走。每采集 4K

数据，自动刷新双 RAM.

(7) 用户 I/O接口 用户信息可通过该 16位接口与 FPAG 相连。(8) 外部存储器扩展接口（兼容 5V TTL电平） 提供 32根数据线， 20根地址线，读写控制 及选信号。(9) HPI接口（兼容 5V TTL电平）(10) 串口接口（兼容 5V TTL电平）(11) JTAG接口(12) 电源模块 1.8 V电源模块为 C6X核供电 3.3V电源模块为 C6X 的 I/O ，与存储器及 EPLD ，接口芯片供电(13) 电源监测与复位控制

DSP2621EA 处理板相关开发环境： 1．与闻亭公司 TDS-TMS320C6X 或 TI 公司 XDS510 开发工具配合开发 2. Code Composer Studio for C6000 集成开 发环境 3. Flash 编程软件包DSP2621EA 处理板应用函数库： 1. FFT 2. FIR

典型应用I. 雷达

脉冲雷达、伪随机码雷达、随机码雷达、导弹引信、 SAR

FPGA

I DSP

数字输出

Q

A/D

脉冲压缩与预处理

A/D

双口RAM FFT与恒虚警

II. 软件无线电

全数字短波电台，超短波、微波数字化中频

FPGA

I DSP

IF中频 输出 Q

A/D

A/D

基带处理双口 RAMDDC数字下变频

III. 扩频通信

适用无线本地环WLL 、 CDMA 、 GSM 、 WCDMA

DSP

I

输出IF

Q

A/D

A/D

扩频解扩与维特比译码

双口 RAM

信道处理语言解码

V. 通用信号处理

需要进行信号采集和高速处理的各场合。如：仪器、振动信号检测等。

DSP2621/2671 超高速信号处理板

P C I 总 线

F ig 1 .1 硬 件 功 能 框 图

F la s h e m e r y1 M * 1 6 B it

电 源S D R A M8 M * 3 2 B i t

R G B 数 据 接 口

E P L D

P C I 接 口 器 件

C 6 X

B o o t M o d e 选 择

串 行 接 口

J T A GS B S R A M1 2 8 K * 3 2 B it

PCI 型 DSP 开发系统 与传统的 ISA 插卡式开发系统相比， PCI 型 DSP 开发系统具有以下方面的优势：1.它的兼容性好，适合各种档次的 PC机。2.传输速度快，达到 132MB/S 。3. 在Windows环境下即插即用，省去了地址冲突的麻烦4.PCI 总线与WIN32 API密切配合，速度很快，这样可使 与之配合的 CCS 或 CC 软件最大限度的发挥性能。5.支持 TMS320全系列包括： TMS320C6000 ， TMS320C5000 ， TMS320C2000 ， TMS320C3000另外 ,根据 Intel PC99规范， ISA 总线已被取消，现有 PC机上的 ISA标准很不规范， 因而 PCI取代 ISA 总线已是大势所趋。