Blackfin系列DSP原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第2版）

第1章 數(shù)字信號(hào)處理和DSP 1
1.1 數(shù)字信號(hào)處理的發(fā)展 1
1.2 DSP在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用 2
1.3 DSP芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3
1.4 Blackfin系列DSP 5
1.4.1 Blackfin系列DSP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5
1.4.2 ADSP-BF51x系列芯片 7
1.4.3 ADSP-BF52x系列芯片 8
1.4.4 ADSP-BF53x系列芯片 9
1.4.5 ADSP-BF54x系列芯片 10
1.4.6 ADSP-BF561雙核芯片 12
第2章 Blackfin系列DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 13
2.1 內(nèi)核結(jié)構(gòu) 13
2.1.1 寄存器組 14
2.1.2 算術(shù)邏輯單元（ALU） 15
2.1.3 乘法累加器（MAC） 16
2.1.4 桶形移位器 18
2.2 存儲(chǔ)器 19
2.2.1 存儲(chǔ)器空間分配 19
2.2.2 內(nèi)部存儲(chǔ)器的詳細(xì)介紹 21
2.3 系統(tǒng)概述 33
2.3.1 內(nèi)部總線 33
2.3.2 內(nèi)部時(shí)鐘 35
2.3.3 處理器核心概述 35
2.3.4 接口 36
2.3.5 系統(tǒng)總線概述 40
2.4 程序控制器 44
2.4.1 概述 44
2.4.2 相關(guān)的寄存器 44
2.4.3 指令流水線 46
2.4.4 程序流的控制 47
2.5 中斷 48
2.5.1 概述 48
2.5.2 系統(tǒng)中斷過程 49
2.5.3 SIC的寄存器 51
2.5.4 CEC的寄存器 54
2.5.5 中斷的全局禁止和使能 55
2.5.6 事件向量表 56
2.5.7 中斷服務(wù) 60
2.5.8 中斷的嵌套 61
2.5.9 異常處理 63
2.6 DMA 64
2.6.1 DMA控制器 65
2.6.2 DMA流程 66
2.6.3 DMA寄存器 69
2.6.4 二維DMA 71
2.6.5 DMA性能優(yōu)化 72
2.6.6 DMA軟件管理 74
2.6.7 DMA異常中斷條件 74
第3章 Blackfin系列DSP外部設(shè)備 76
3.1 外部總線 76
3.1.1 總線概述 78
3.1.2 EBIU仲裁 78
3.1.3 出錯(cuò)檢測(cè) 78
3.1.4 異步存儲(chǔ)器接口 79
3.1.5 SDRAM控制器（SDC） 80
3.1.6 DDR SDRAM控制器 81
3.2 I/O接口 83
3.2.1 GPIO接口 83
3.2.2 鍵盤接口 86
3.3 Host DMA接口單元 89
3.3.1 Host DMA接口 89
3.3.2 HOSTDP的工作模式 89
3.3.3 HOSTDP的寄存器 92
3.4 增強(qiáng)型并行外設(shè)接口（EPPI） 95
3.4.1 EPPI的結(jié)構(gòu) 95
3.4.2 ITU-656介紹 96
3.4.3 EPPI工作模式 98
3.4.4 EPPI的特性 102
3.4.5 EPPI寄存器 102
3.5 以太網(wǎng)MAC（EMAC） 103
3.5.1 EMAC的接口 103
3.5.2 EMAC的配置 106
3.5.3 基本EMAC代碼示例 108
3.5.4 EMAC的工業(yè)特性 112
3.5.5 EMAC寄存器 112
3.6 存儲(chǔ)器接口 113
3.6.1 ATAPI 113
3.6.2 NAND Flash 119
3.6.3 SDH接口 121
3.7 定時(shí)器 124
3.7.1 概述 124
3.7.2 通用定時(shí)器 125
3.7.3 內(nèi)核定時(shí)器 126
3.7.4 “看門狗”定時(shí)器 127
3.8 串行接口 127
3.8.1 SPI 127
3.8.2 SPORT接口 133
3.8.3 UART接口 138
3.8.4 TWI 140
3.8.5 USBD模塊 144
3.9 其他接口簡(jiǎn)介 151
3.9.1 基于LockBox技術(shù)的安全防護(hù) 151
3.9.2 像素合成器（PIXC） 152
3.9.3 CAN模塊 153
第4章 Blackfin系列DSP硬件開發(fā) 156
4.1 引導(dǎo)（BOOT）程序 156
4.1.1 引導(dǎo)模式設(shè)定 156
4.1.2 引導(dǎo)過程 157
4.2 PLL與時(shí)鐘 157
4.2.1 時(shí)鐘系統(tǒng)概述 158
4.2.2 PLL與時(shí)鐘控制 158
4.2.3 PLL時(shí)鐘的倍頻因子和分頻比 159
4.2.4 PLL的MMR 161
4.3 動(dòng)態(tài)電源管理 163
4.3.1 動(dòng)態(tài)電源管理控制器（DPMC） 163
4.3.2 運(yùn)行方式 163
4.3.3 運(yùn)行方式的切換 165
4.3.4 外設(shè)的定時(shí) 167
4.3.5 動(dòng)態(tài)電源電壓控制 167
4.4 處理器內(nèi)核模式設(shè)定 169
4.4.1 概述 169
4.4.2 用戶模式 170
4.4.3 監(jiān)控模式 171
4.4.4 仿真模式 172
4.4.5 空閑狀態(tài) 173
4.4.6 復(fù)位狀態(tài) 173
4.4.7 系統(tǒng)復(fù)位和上電設(shè)置 174
4.5 硬件設(shè)計(jì) 176
4.5.1 引腳處理 176
4.5.2 設(shè)計(jì)復(fù)用時(shí)鐘引腳 178
4.5.3 中斷配置和服務(wù) 179
4.5.4 信號(hào)量 179
4.5.5 PCI仲裁 180
4.5.6 USB設(shè)備連接 180
4.5.7 外部存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 181
4.5.8 高頻設(shè)計(jì) 184
第5章 Blackfin系列DSP指令集 186
5.1 數(shù)據(jù)尋址方式 186
5.2 Blackfin系列DSP指令系統(tǒng)特點(diǎn) 187
5.2.1 Blackfin系列DSP內(nèi)核結(jié)構(gòu)與指令 187
5.2.2 Blackfin系列DSP指令說明 188
5.3 程序流程控制指令 192
5.3.1 跳轉(zhuǎn)指令/條件跳轉(zhuǎn)指令 192
5.3.2 調(diào)用和返回指令 193
5.3.3 循環(huán)指令 193
5.4 加載和存儲(chǔ)指令 194
5.4.1 加載指令 194
5.4.2 存儲(chǔ)指令 195
5.5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令 196
5.5.1 寄存器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令 196
5.5.2 擴(kuò)展半個(gè)字到一個(gè)字的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令 197
5.6 棧控制指令 197
5.6.1 進(jìn)棧指令 197
5.6.2 出棧指令 198
5.6.3 連接和撤銷連接指令 198
5.7 邏輯運(yùn)算指令 199
5.7.1 與、或、非、異或 199
5.7.2 位方式異或指令 200
5.8 移位和循環(huán)指令 202
5.8.1 算術(shù)移位指令 202
5.8.2 邏輯移位指令 203
5.8.3 加后移位指令 204
5.8.4 移位后加指令 204
5.8.5 循環(huán)移位指令 205
5.9 算術(shù)運(yùn)算指令 206
5.9.1 加、減、乘、除 206
5.9.2 最大值指令和最小值指令 210
5.9.3 絕對(duì)值指令和取補(bǔ)指令 210
5.9.4 舍入指令 211
5.9.5 飽和指令 211
5.9.6 符號(hào)位指令 211
5.10 位操作指令 212
5.10.1 位清除指令 212
5.10.2 位置位指令 212
5.10.3 位取反指令 212
5.10.4 位測(cè)試指令 213
5.10.5 位域存放指令 213
5.10.6 位域提取指令 214
5.10.7 位復(fù)用指令 216
5.10.8 ONES指令 216
5.11 CC位操作指令 217
5.11.1 比較數(shù)據(jù)寄存器、指針、累加器指令 217
5.11.2 取補(bǔ)CC位指令 217
5.11.3 傳輸CC位指令 218
5.12 外部事件操作指令 218
5.12.1 空閑指令 218
5.12.2 內(nèi)核同步指令 218
5.12.3 強(qiáng)制仿真指令 219
5.12.4 中斷指令 219
5.12.5 空指令 220
5.13 Cache控制指令 220
5.13.1 數(shù)據(jù)Cache預(yù)取指令 220
5.13.2 數(shù)據(jù)Cache刷新指令 220
5.13.3 指令Cache無效指令 221
5.14 視頻像素操作指令 221
5.14.1 校正指令 221
5.14.2 雙16位操作 222
5.14.3 4個(gè)字節(jié)數(shù)操作 223
5.15 向量操作指令 227
5.15.1 加、減、乘 227
5.15.2 向量最大值指令和向量最小值指令 230
5.15.3 向量移位指令 231
5.15.4 其他指令 232
5.16 并行指令 236
第6章 VisualDSP++ 240
6.1 VisualDSP++ 總體介紹 240
6.1.1 VisualDSP++簡(jiǎn)單介紹 240
6.1.2 開發(fā)環(huán)境 243
6.2 JTAG仿真器 258
6.2.1 JTAG連接 258
6.2.2 ICE配置與測(cè)試 258
6.3 C/C++編譯器 259
6.3.1 數(shù)據(jù)類型 259
6.3.2 運(yùn)行時(shí)環(huán)境與運(yùn)行時(shí)庫(kù) 260
6.3.3 從命令行運(yùn)行編譯器 260
6.3.4 在VisualDSP++中配置編譯器 262
6.3.5 優(yōu)化控制 262
6.4 匯編器 264
6.4.1 匯編器命令 264
6.4.2 匯編程序結(jié)構(gòu)和語法 265
6.4.3 預(yù)處理器 267
6.5 鏈接器 267
6.5.1 鏈接過程概述 267
6.5.2 鏈接文件 268
6.5.3 鏈接器參數(shù)選擇 269
6.5.4 專家鏈接器(EL) 271
6.6 加載器 276
6.6.1 從命令行運(yùn)行加載器 276
6.6.2 在VisualDSP++中配置加載器 279
6.7 操作系統(tǒng)內(nèi)核（VDK） 280
6.7.1 內(nèi)核的作用 280
6.7.2 調(diào)度 280
6.8 VDK的組成 281
6.8.1 線程 281
6.8.2 調(diào)度程序 282
6.8.3 中斷服務(wù)程序 284
第7章 軟件編程 286
7.1 匯編編譯器 286
7.1.1 匯編概要 286
7.1.2 支持C語言結(jié)構(gòu)的匯編器 286
7.1.3 匯編語法 287
7.2 C/C++編譯器 295
7.2.1 C/C++編譯器簡(jiǎn)介 295
7.2.2 數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)長(zhǎng)度 295
7.2.3 C/C++編譯語言擴(kuò)展 296
7.3 預(yù)處理指令 301
7.3.1 引用頭文件 301
7.3.2 宏的編寫 302
7.3.3 條件匯編和編譯 302
7.4 C代碼優(yōu)化 307
7.4.1 循環(huán)優(yōu)化 307
7.4.2 內(nèi)聯(lián)函數(shù)優(yōu)化 310
7.4.3 使用匯編語言優(yōu)化 312
7.5 C與匯編混合編程 313
7.5.1 C/C++和匯編接口命名規(guī)則 313
7.5.2 C運(yùn)行時(shí)環(huán)境下寄存器的使用 314
7.5.3 參數(shù)傳遞和局部堆棧存儲(chǔ)分配——LINK和UNLINK指令 314
7.5.4 在C/C++程序中調(diào)用匯編子程序 315
7.5.5 在匯編程序中調(diào)用C/C++函數(shù) 316
7.6 VisualDSP++ 5.0 C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)函數(shù)介紹 317
7.7 VisualDSP++ 5.0 DSP庫(kù)函數(shù)介紹 319
7.8 VisualDSP++5.0設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)函數(shù)簡(jiǎn)單介紹 321
第8章 應(yīng)用實(shí)例 323
8.1 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 323
8.1.1 單片DSP系統(tǒng) 323
8.1.2 多片DSP系統(tǒng) 325
8.2 MPEG-4編碼系統(tǒng) 326
8.2.1 MPEG-4視頻壓縮方法簡(jiǎn)介 326
8.2.2 DCT和IDCT 327
8.2.3 量化 327
8.2.4 運(yùn)動(dòng)估計(jì) 327
8.2.5 熵編碼 328
8.3 代碼示例 328
8.3.1 PADDING算法代碼的編寫和優(yōu)化 328
8.3.2 DCT算法代碼的編寫和優(yōu)化 334
8.3.3 運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè) 335
8.3.4 SAD最小搜索 341
8.4 基于Blackfin ADSP-BF561芯片的CCD攝像頭圖像處理 342
8.4.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 342
8.4.2 系統(tǒng)功能與指標(biāo) 342
8.4.3 系統(tǒng)概述 343
8.4.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 344
8.4.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 344
8.5 基于Blackfin ADSP-BF561芯片的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng) 347
8.5.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 347
8.5.2 系統(tǒng)功能與指標(biāo) 348
8.5.3 系統(tǒng)概述 348
8.5.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 349
8.5.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 350