第2章TMS320LF240X系列DSP概述眾多DSP廠商，美國(guó)德州儀器（TI）公司－世界最大的DSP廠商，TI公司于1982年推出的TMS320系列DSP是目前世界上最有影響的主流DSP產(chǎn)品，始終占有世界DSP市場(chǎng)的較大份額（60％左右）。2.1TI公司TMS320系列DSP簡(jiǎn)介TI的主流產(chǎn)品：TMS320系列，其體系結(jié)構(gòu)是專為實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理而設(shè)計(jì)的，推出多代DSP產(chǎn)品。該系列包括：定點(diǎn)、浮點(diǎn)、多處理器。最具代表性的產(chǎn)品如下：

定點(diǎn)：TMS320C1x、TMS320C2x、TMS320C2xx、TMS320C240x、TMS320C5x、TMS320C54x、TMS320C62xx系列等；浮點(diǎn)：TMS320C3x、TMS320C4x、TMS320C67x系列等；多處理器DSP：TMS320C8x等；專用DSP：AV7xxx等。每一系列中又有許多不同品種。最有應(yīng)用前景的三大系列:TMS320C2000系列、TMS320C5000系列和TMS320C6000系列，如圖2.1所示。未來相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的TI公司的主流DSP產(chǎn)品。2000系列：用于測(cè)控領(lǐng)域的最佳16位定點(diǎn)DSP，主要產(chǎn)品為兩個(gè)子系列：C20x、C240x以及具有更高性能的改進(jìn)型C27x和C28x系列芯片。5000系列：低功耗高性能的16位定點(diǎn)DSP。主要用在無線通信和有線通信設(shè)備中，如IP電話、PDA、網(wǎng)絡(luò)電話。服務(wù)器、多種便攜式信息系統(tǒng)以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品等。6000系列是高性能DSP，具有最佳性能/價(jià)格比。其中，C62xx為16位定點(diǎn)DSP，可用于無線基站、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中心局交換機(jī)、數(shù)字音頻廣播設(shè)備等；C67x是32位浮點(diǎn)芯片，可用于基站數(shù)字波束形成、圖像處理、語音識(shí)別和3D圖形等。2.1.1TMS320C2000系列TMS320C2000系列DSP將閃存、10位A/D、CAN（控制器局域網(wǎng)）接口等各種片內(nèi)外設(shè)集成在一起，主要包括TMS320C20x、TMS320C240x及TMS320C28x等產(chǎn)品。1.TMS320C20x系列TMS320C20x系列主要用于電話、數(shù)字相機(jī)、嵌入式家電設(shè)備等。2.TMS320C240x系列16位定點(diǎn)DSP，主要用于：數(shù)字電機(jī)控制、電機(jī)控制、智能儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化等。典型產(chǎn)品LF2407的速度為30MIPS，LF2407A的速度為40MIPS。TMS320C240x系列也是本課所要介紹的內(nèi)容。3.TMS320C28x系列該系列的DSP為32位定點(diǎn)，速度為可達(dá)400MIPS。片內(nèi)集成有：閃存、12位A/D、CAN（控制器局域網(wǎng)）總線模塊、SPI、SCI等片內(nèi)外設(shè)。

代表性產(chǎn)品為TMS320F2812，主要性能指標(biāo)如下：高性能的32位CPU，可直接進(jìn)行32×32位的操作，改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)。工作速度為150MIPS；采用高性能的CMOS工藝，I/O供電電壓為3.3V，內(nèi)核供電電壓3.3V。片內(nèi)集成有128K字的閃爍存儲(chǔ)器，18K字的SRAM，1K

字的OTMROM存儲(chǔ)器，4K字的BootROM存儲(chǔ)器，最大可外擴(kuò)1M字的外部存儲(chǔ)器。在4個(gè)16位定時(shí)器的基礎(chǔ)上，增加了3個(gè)32位的CPU定時(shí)器。具有與LF2407相同的PWM通道，通用I/O引腳56個(gè)。

16通道的12bit的ADC，采集速率80ns。由于TMS320LF2812的高性能，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。2.1.2TMS320C5000系列該系列高性能、多種片內(nèi)外設(shè)選擇、封裝小、省電。、速度可達(dá)600MIPS、電源可降至0.9V。適用于無線電通信、因特網(wǎng)等。目前已廣泛地用于數(shù)字音樂唱機(jī)、3G電話、數(shù)字相機(jī)中。1.TMS320C54X系列

16位定點(diǎn),功耗0.32mw/MIPS,速度為32-532MIPS。2.TMS320C55X系列

8-48位浮點(diǎn),功耗0.05mw/MIPS,速度為288-600MIPS，程序字寬度為32位。2.1.3TMS320C6000系列高性能DSP。包括:TMS320C62x定點(diǎn)系列、TMS320C64x定點(diǎn)系列、TMS320C67x浮點(diǎn)系列。1.TMS320C62X系列工作頻率：150-300MHz，運(yùn)行速度：1200-2400MIPS，內(nèi)部集成有2個(gè)乘法器，6個(gè)算術(shù)邏輯單元，超長(zhǎng)指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)，大容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器和大范圍的尋址能力，4個(gè)DMA接口，2個(gè)多通道緩存串口，2個(gè)32位片內(nèi)外設(shè)。2.TMS320C64X系列工作頻率：400-600MHz，速度：3200-4800MIPS，具有特殊功能的指令集。3.TMS320C67X系列為高性能浮點(diǎn)DSP，工作頻率：100-225MHz，速度：600-1350MFLOPS。具有4個(gè)浮點(diǎn)/定點(diǎn)算術(shù)邏輯單元，2個(gè)定點(diǎn)算術(shù)邏輯單元，2個(gè)浮點(diǎn)/定點(diǎn)乘法器。2.2TMS320LF240x系列DSP簡(jiǎn)介2.2.1TMS320LF240x系列的各種型號(hào)產(chǎn)品TMS320LF240x系列主要包括如下型號(hào)的產(chǎn)品：片內(nèi)閃存：TMS320LF2402、TMS320LF2406、TMS320LF2407、TMS320LF2407A片內(nèi)ROM：TMS320LC2402、TMS320LC2404、TMS320LC2406其中最具革命性產(chǎn)品為L(zhǎng)F2407/LF2407A，是當(dāng)今世界上集成度最高、性能最強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制DSP芯片。LF2407的處理速度為30MIPS，LF2407A為40MIPS。TMS320LF240x系列DSP是專為數(shù)字電機(jī)控制和其它控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。高性能的C2xxCPU內(nèi)核，配置有高速數(shù)字信號(hào)處理的結(jié)構(gòu)，且有單片電機(jī)控制的外設(shè)。將高速運(yùn)算功能與面向電機(jī)的強(qiáng)大控制功能結(jié)合在一起，成為傳統(tǒng)的多微處理器單元和多片系統(tǒng)的理想替代品，可用于控制功率開關(guān)轉(zhuǎn)換器，可提供多電機(jī)的控制等。由于LF240x的高集成度，一片芯片即構(gòu)成一個(gè)控制器。TMSLF240x采用諸如自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波和控制等先進(jìn)的控制算法，為各種電機(jī)提供了高速、高效和全變速的先進(jìn)控制技術(shù)。TMS320LF240x采用4級(jí)流水線結(jié)構(gòu)與改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。片內(nèi)外設(shè)及存儲(chǔ)器資源如下:（1）雙8路或單16路的10位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為375ns（該指標(biāo)視型號(hào)而不同）。

（2）片內(nèi)存儲(chǔ)器：32K字閃存、2.5K字RAM，其中包含544字的雙端口RAM(DARAM)，2K字的單端口SARAM。（3）41個(gè)可獨(dú)立編程的多路復(fù)用I/O引腳；（4）兩個(gè)事件管理器EVA、EVB，適用于控制各種類型的電機(jī)，用于工業(yè)自動(dòng)化EVA、EVB包含有如下資源：2個(gè)16位通用定時(shí)器；8個(gè)16位PWM通道；對(duì)外部事件進(jìn)行定時(shí)捕捉的3個(gè)捕捉單元，其中2個(gè)還可直接與光電編碼器相連接的能力；防止擊穿故障的可編程PWM死區(qū)控制；（5）串行通信接口SCI模塊；（6）串行外設(shè)接口SPI模塊；（7）帶鎖相環(huán)PLL的時(shí)鐘模塊；（8）5個(gè)外部中斷（復(fù)位中斷、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷與兩個(gè)可屏蔽中斷）；（9）CAN2.0B模塊，即控制器局域網(wǎng)模塊；（10）看門狗（WD）定時(shí)器模塊；（11）可擴(kuò)展的192K字的空間，分別為64K字的程序存儲(chǔ)器空間、64K字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間、64K字的I/O空間。（12）用于仿真的JTAG接口。2.2.2TMS320LF2407/2407A的引腳介紹144條引腳，如圖2.2。圖2.3所示功能結(jié)構(gòu)與各功能模塊相關(guān)的引腳。引腳及功能見表2.1（P15）地址、數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)器控制信號(hào)A0-A15：D0-D15：DS*：外部數(shù)據(jù)空間選通；PS*：外部程序空間選通；IS*：外部I/O空間選通；R/W*：讀寫選通，指明與外圍器件信號(hào)的傳送方向;W/R*/IOPC0：為R/W*的反；WE*：對(duì)外部3個(gè)空間寫；RD*：對(duì)外部3個(gè)空間讀；STRB*

：外部存儲(chǔ)器選通；READY：插入等待狀態(tài)；MP/MC*

：微處理器/微計(jì)算機(jī)（控制器）方式選擇ENA_144：=1，使能外部信號(hào)；=0，無外部存儲(chǔ)器。VIS_OE*：可視輸出可能?？梢曒敵龅姆绞较拢獠繑?shù)據(jù)總線為輸出時(shí)，該引腳有效，可用作外部編碼邏輯，以防止數(shù)據(jù)總線沖突。事件管理器A（EVA）CAP1/QEP1/IOPA3：捕捉輸入1/正交編碼脈沖輸入；CAP2/QEP2/IOPA4：CAP3/IOPA5：PWM1/IOPA6：比較PWM輸出或通用IO；PWM2/IOPA7：PWM3/IOPB0：PWM4/IOPB1：PWM5/IOPB2：PWM6/IOPB3：T1PWM/T1CMP/IOPB4：T2PWM/T2CMP/IOPB5：TDIRA/IOPB6：通用計(jì)數(shù)器方向選擇（EVA）1:加計(jì)數(shù)；0:為減計(jì)數(shù)；TCLKINA/IOPB7：通用計(jì)數(shù)器（EVA）外部時(shí)鐘輸入，事件管理器B（EVB）CAP4/QEP3/IOPE7：CAP5/QEP4/IOPF0：CAP6/IOPF1：PWM7/IOPE1

PWM12/IOPE6：T3PWM/T3CMP/IOPF2：T4PWM/T4CMP/IOPF3：TDIRB/IOPF4：通用計(jì)數(shù)器方向選擇（EVB）1:加計(jì)數(shù)；0:減計(jì)數(shù)；TCLKINB/IOPF5：通用計(jì)數(shù)器（EVB）外部時(shí)鐘輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADCIN00

ADCIN15：ADC的模擬輸入VREFHI：ADC的模擬參考電壓高電平輸入端VREFLO：ADC的模擬參考電壓低電平輸入端VCCA：ADC模擬供電電壓（3.3V)VSSA：ADC模擬地。CAN、SCI、SPICANRX/IOPC7：CAN接收數(shù)據(jù)腳或IO腳;CANTX/IOPC6：CAN發(fā)送數(shù)據(jù)腳或IO腳;SCITXD/IOPA0：SCI發(fā)送數(shù)據(jù)腳或IO腳;SCIRXD/IOPA1：SCI接收數(shù)據(jù)腳或IO腳;SPICLK/IOPC4：SPI時(shí)鐘腳或IO腳;SPISIMO/IOPC2：SPI從輸入主輸出或IO腳;SPISOMI/IOPC3：SPI從輸出主輸入或IO腳;SPISTE*/IOPC5：SPI從發(fā)送使能或IO腳;外部中斷、時(shí)鐘RS*：復(fù)位引腳，當(dāng)RS*為高電平時(shí)，從程序存儲(chǔ)器的0000h地址開始執(zhí)行程序；當(dāng)WD定時(shí)器溢出時(shí)，在RS*腳產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位脈沖；PDPINTA*：功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷輸入，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)不正常時(shí)，如出現(xiàn)過壓、過流時(shí)，該中斷有效，將PWM腳（EVA）置為高阻態(tài)。XINT1/IOPA2：外中斷1或通用IO腳，極性可編程；XINT2/ADCSOC/IOPD0：外中斷2或AD轉(zhuǎn)換開始或通用IO腳，極性可編程；CLKOUT/IOPE0：時(shí)鐘輸出或通用IO腳；PDPINTB*

：功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷輸入，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)不正常時(shí)，如出現(xiàn)過壓、過流時(shí)，該中斷有效，將PWM腳（EVB）置為高阻態(tài)。振蕩器、鎖相環(huán)、閃存、引導(dǎo)