基于Ti54xDSP芯片的片内程序开发研究

论文摘要

数字信号处理是伴随数值计算技术和计算机技术的发展而迅速发展起来的新兴学科,特别是数字信号处理器的出现,使其理论得以广泛应用于实际系统之中。因此,数字信号处理技术一经问世,便吸引了许多领域研究者的关注,并成为应用最快、成效最显著的新学科之一。 本文以目前应用广泛、性价比合理的TI TMS320C5410 DSP芯片作为主处理器,并辅以Flash存储芯片及PCI接口芯片,形成一个完整的硬件设备。 本文首先介绍Ti TMS320C54x DSP的功能特点,分析它的内部结构、寻址方式和指令系统;然后通过使用Ti公司的Code Composer Studio(以下简称CCS)模拟开发环境建立基于TI TMS320C5410芯片的软件工程,并在工程中采用了C语言与汇编语言混合编程的方式。 随后,本文进行了启动加载(Bootloader)程序的研究。首先,对其原理及应用进行了论述;然后,对于并行8位加载引导方式进行了详细的讨论,而这也是本文中设备使用的引导方式;最后介绍了Bootloader程序在本系统中的扩展,根据实际工程需要,实现了可在工程中灵活使用的加载程序。 在软件的整体工程设计部分,本文首先介绍了基于CCS的工程主要架构。在其中,主要讨论了CMD文件的建立,即如何合理的划分Ti 5410芯片内的程序空间与数据空间。对于Ti 5410 DSP内RAM空间具有其逻辑不连续性并且有着双通道DARAM与单通道SARAM之分的特性,根据工程的需求而合理的划分DSP内RAM空间是非常重要的部分。这也是以后具体程序设计的基础。 软件设计中的一个重要部分是实现基于Ti 5410 DSP芯片的DES算法程序,这是对于DSP芯片的直接应用,也体现出了DSP芯片的高速数据处理特性。在本章中,分为了2个部分进行讨论。 (1)讨论了该算法程序在Ti 5410 DSP内的具体实现,这其中研究了密钥扩展的优化、加解密过程的优化、占用空间与执行效率的合理分配等问题; (2)讨论了算法程序在DSP芯片内的空间占用和运行效率。该算法程序占用的空间小于3k WORD;处理速度大于20000个分组/秒。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 DSP芯片的发展
• 1.3 基于DSP芯片的主要研究内容
• 第二章 Ti TMS320C54x DSP硬件及开发环境
• 2.1 Ti TMS320C54x DSP芯片概述
• 2.2 Ti TMS320C54x DSP硬件体系结构
• 2.3 数据寻址与程序寻址
• 2.4 流水线操作
• 2.5 软件开发环境
• 第三章 Bootloader
• 3.1 Bootloader的意义
• 3.2 Ti TMS320C54x DSP芯片ROM中Bootloader的实现
• 3.3 并行8位加载引导方式的设计实现
• 3.3.1 Boot表的设计实现
• 3.3.2 DSP访问扩展存储器的设计实现
• 3.4 Bootloader程序的扩展设计
• 3.4.1 问题分析
• 3.4.2 解决方案的设计
• 3.4.3 二次加载程序的实现
• 第四章 DES算法在DSP内的实现
• 4.1 概述
• 4.2 建立软件工程框架
• 4.2.1 软件工程中的必需组成内容
• 4.2.2 编译链接后生成的内容
• 4.3 DES算法中代码和数据在DSP内的空间分配
• 4.3.1 Ti 5410 DSP芯片的内部存储空间
• 4.3.2 DES算法中代码和数据的空间分配原则
• 4.3.3 DES算法中代码和数据空间的实际分配
• 4.4 DES算法在DSP内的实现
• 4.4.1 密钥运算处理模块的实现
• 4.4.2 数据处理模块的实现
• 4.4.3 DES算法接口调用的实现
• 4.5 算法的空间占用率与执行效率的提高
• 第五章 经验与总结
• 5.1 工程开发中积累的一些经验
• 5.2 总结
• 参考文献
• 致谢