第14章硬件系统设计ppt课件.ppt

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1、第14章TMS320LF240x硬件系统设计14.1DSP硬件系统设计的一般步骤14.23.3V和5V混合逻辑系统设计14.3电源转换电路设计14.4时钟及复位电路设计14.5外扩数据存储器和程序存储器14.6实现片选的基本方法14.7JTAG仿真接口设计14.8总线驱动及I/O接口电路扩充设计14.9DSP的串行通信接口技术14.10DSP与A/D、D/A的接口114.1DSP硬件系统设计的一般步骤根据系统要求选择合适的DSP芯片从DSP芯片的运算速度、运算精度、DSP芯片所提供的片内资源、芯片的开发工具及开发难易程度、芯片的功耗、

2、芯片的封装、质量标准、供货情况、生命周期等几个方面考虑。根据系统要求选择外围芯片如复位芯片、电源转换芯片、存储器、时钟芯片等。尽量选择市场上的主流和常用芯片。2考虑电平兼容问题240xDSP的工作电压3.3V，但很多外围芯片的工作电压是5V。因此要考虑3.3V和5V电平兼容问题。设计电原理图可采用Protel99SE等软件进行电原理图设计，如有必要应对原理图进行仿真。设计印制电路板图（PCB）在完成PCB的设计进行制板以前，如有必要还要对PCB设计进行仿真，用以完成对信号完整性、电磁干扰、热仿真等的功能检验。314.23.3V和5V混

3、合逻辑系统设计1．各种电平转换标准5VCMOS、5VTTL和3.3VTTL电平标准42．3.3V器件与5V器件接口3.3V器件与5V器件接口的两类情况：（1）由于3.3VTTL器件与5VTTL器件逻辑电平是相同的，因此3.3VTTL器件可以直接驱动5VTTL器件。（2）其它情况建议使用电平转换芯片，如74LVTH245、74LVTH16245、SN74LVC164245、SN74LVC4245等。对于3.3VTTL器件驱动5VCMOS器件,由于前者输出的高电平最低电压是2.4V,而后者要求输入高电平最低电压是3.5V，因此二者不能直接

4、相连，必需进行电平转换。514.3电源转换电路设计常用电源芯片6以TPS7333为例的电源转换设计电路，如下图所示。其输入电压5V，输出3.3V，输出最大电流500mA。5V-3.3V转换电路实例714.4时钟及复位电路设计1．时钟电路设计时钟电路设计需要考虑以下问题：（1）频率。即系统工作的时钟频率。（2）信号电平。是5V还是3.3V，是TTL电平还是CMOS电平等。（3）时钟的边沿特性。上升沿和下降沿的时间。（4）驱动能力。考虑整个系统中需要时钟的器件数目。（5）采用有源晶振还是无源晶体。有源晶振驱动能力比较强，频率范围也很宽，在

5、1Hz-400MHz之间。无源晶体的优点是价格便宜，但是驱动能力比较差，而且频率范围也比较小（一般在20kHz-60MHz）。8外部振荡器时钟输入电路实例（有源晶振）92．复位电路设计TMS320LF240x/240xA系列DSP为低电平复位。一般有两种设计方法：专用芯片和RC电路法。专用芯片复位电路实例10RC电路设计的复位电路图实例1114.5外扩数据存储器和程序存储器下图给出了240x与外部程序存储器的接口电路图。DSP的地址线、数据线与程序存储器的地址线、数据线直接相连，利用PS*信号选通外部程序存储器，并用RD*信号请求从外

6、部程序存储器读数据。12240x与外部程序存储器的接口电路13下图给出了240x与外部数据存储器的接口电路图。DSP的地址线、数据线与数据存储器的地址线、数据线直接相连，利用DS*信号选通外部数据存储器，用RD*信号请求从外部数据存储器读数据，用WE*信号向外部数据存储器写数据。14240x与外部数据存储器的接口电路图15仿真调试阶段需用一片仿真RAM作为临时的程序存储器，仿真前将程序载入仿真RAM中，然后就可以进行单步执行、设置断点、全速执行等调试操作。仿真RAM电路见下图。16仿真RAM电路图1714.6实现片选的基本方法DSP对

7、外部功能器件的片选方法有两种：线选法和译码选通法。一般使用通用译码器74LSl38、74LSl39和74LS154等对DSP的低位地址线进行译码。18I/O口空间的译码电路图1914.7JTAG仿真接口设计对DSP的仿真调试和程序烧写均通过JTAG接口进行。JTAG仿真接口设计注1：脚6没有连接，而且应该把双排针连接器的该针脚去掉，仿真器的DSP连接器通常用此脚进行定位。注2：TDI、TCK、TMS、EMU0、EMU1引脚最好接上拉电阻，TRST*引脚最好接下拉电阻。2014.8总线驱动及I/O接口电路扩充设计14.8.1总线驱动电路

8、在总线负载较重的情况，应使用总线缓冲器增强驱动能力，如下图所示。图中的74LVTH245还具有电平转换的功能。21总线驱动电路2214.8.2I/O接口电路扩充设计I/O口（输入/输出口）是DSP应用系统中不可缺少的组成