一種高性能浮點(diǎn)DSP芯片TMS320C6713及其最小系統(tǒng)的設(shè)計

作者：時間：2010-07-05 來源：網(wǎng)絡(luò)

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2.1音頻處理模塊
　在音頻處理模塊中，本系統(tǒng)采用TI公司生產(chǎn)的音頻處理芯片TLV320AIC34，它是一款高性能的立體聲音頻編解碼器，并同時集成了高度的模擬功能,再配以相關(guān)的輔助電路完成音頻信號的初始處理,它具有麥克風(fēng)輸入、音頻線輸入2種輸入方式及音頻線輸出、揚(yáng)聲器輸出2種輸出方式。音頻處理芯片TLV320AIC34采集的音頻信號經(jīng)DSP芯片或其自身進(jìn)行一定的調(diào)制處理后傳到計算機(jī)主機(jī)或直接由TLV320AIC34將DSP芯片處理過的信號傳送出去。
2.2 數(shù)據(jù)處理模塊
　在數(shù)據(jù)處理模塊中，系統(tǒng)中的DSP芯片、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器3塊芯片是整個模塊電路的核心。該模塊的功能是使用DSP芯片的EMIF(外部存儲器接口)，完成與外部數(shù)據(jù)存儲器(SDRAM)數(shù)據(jù)傳輸和程序存儲器(FLASHROM）程序讀寫任務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時計算處理及存儲；具有硬件中斷和復(fù)位功能；并通過JTAG接口電路與硬件仿真器相連接后再接到計算機(jī)主機(jī)，實現(xiàn)與計算機(jī)的數(shù)據(jù)通信；使用McBSP(多路緩沖串行口)完成串行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送工作，實現(xiàn)對音頻處理模塊的控制和數(shù)據(jù)交換功能。同時還對DSP芯片未使用的引腳進(jìn)行處理，將全部引出為日后功能的擴(kuò)展提供基礎(chǔ)。
2.3 電源供電模塊
　在電源供電模塊中,為實現(xiàn)硬件之間的良好匹配，本系統(tǒng)采用TI公司的2塊電源芯片TPS54350。它的輸入電壓為5 V,分別為音頻處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊提供3.3 V電源電壓并為數(shù)據(jù)處理模塊提供1.26 V芯片內(nèi)核電壓，同時具備掉電復(fù)位和電源電壓無法達(dá)到額定值時的自動復(fù)位功能。
3 TMS320C6713的硬件最小系統(tǒng)PCB設(shè)計注意事項
3.1音頻處理模塊PCB設(shè)計注意事項
　音頻處理模塊主要完成音頻信號的采集處理，TLV320AIC34音頻處理芯片將采集到的信號作初步處理，也可以將信號傳送給DSP芯片由其作進(jìn)一步的處理。元件布局走線時應(yīng)注意：
　(1)4個模擬信號的插頭布置在電路板的邊緣，對于每個通道傳送過程中的電阻、電容要適當(dāng)置在對應(yīng)的信號傳輸通道上。處理之后的信號在拉入音頻芯片相應(yīng)引腳時，走線距離不能太遠(yuǎn)，以免受到不必要的干擾。
　(2)采用兩層電路板走線，具體為在表層走模擬和數(shù)字信號，底層主要是用來進(jìn)行大面積鋪地，起信號屏蔽作用。將模擬信號與數(shù)字信號完全分開，分成兩個不同的區(qū)域，避免相互干擾。
3.2 數(shù)據(jù)處理模塊PCB設(shè)計注意事項
　作為以DSP芯片為核心的高頻數(shù)據(jù)處理模塊，在進(jìn)行PCB設(shè)計時更要謹(jǐn)慎，需要注意以下幾點(diǎn)：
(1)考慮到信號走線的順利通暢，盡可能不受干擾，故在設(shè)計電路板層的布局時要分層，為此設(shè)置2個電源層DSPIO_3.3 V、DSP_CVDD和一個接地層GND，另外設(shè)置3個信號層并保證其都盡可能靠近接地層，從而使信號的傳輸質(zhì)量效果最佳。
(2)在元件布局時，應(yīng)盡量保證DSP芯片和存儲器之間的距離盡可能近些，這樣可以減少制板費(fèi)并避免走線過長導(dǎo)致信號線受到寄生電感的干擾而使信號的質(zhì)量下降甚至完全失效。所以采用的排阻也要盡可能接近存儲器，以保證信號可靠穩(wěn)定。
(3)對于JTAG模塊，它包含標(biāo)準(zhǔn)的14腳插座以及未使用的EMU2-EMU5引腳，仿真及邊界掃描工作模式的設(shè)定，將這3個部分全部以標(biāo)準(zhǔn)插座的形式引出，并盡可能放置在電路板的一側(cè)靠近邊緣的地方。
(4)在走線過程中，盡可能保持信號線的長度近似相等，這樣才會盡可能地保證信號傳送的同步性，避免出現(xiàn)延時現(xiàn)象。走線應(yīng)盡可能向一個方向，盡量避免出現(xiàn)經(jīng)常性的折返，以防止傳輸信號的質(zhì)量受到影響。其次是未用引腳的引出應(yīng)依據(jù)其功能將其分為2個標(biāo)準(zhǔn)的2×20的插座。
3.3 電源轉(zhuǎn)換供電模塊PCB設(shè)計注意事項
　電源轉(zhuǎn)換供電模塊主要提供DSPIO_3.3 V和DSP_CVDD 2種電壓，設(shè)計時采用2層電路板來實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換供電模塊的功能。具體是表層為電源、信號層走線，所有的信號布線盡可能安排在表層，在底層走少量信號線。底層主要是作為接地層，并做大面積鋪地處理，同時表層要求接地的部分就近大量打孔，將接地信號直接就近連接底層作接地處理。依據(jù)其工作原理,將5 V電壓分為兩路通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，走線時注意電源線和通道的走線寬度以達(dá)到承受電流要求，同時也注意電磁噪聲信號的干擾。
　TMS320C6713是美國德州儀器公司開發(fā)的新型浮點(diǎn)DSP芯片，具有非常高的運(yùn)行速度、集成度和良好的擴(kuò)展性。由于其出色的運(yùn)算能力、高效的指令集、智能外設(shè)、大容量的片內(nèi)存儲器和大范圍的尋址能力，適合于對運(yùn)算能力和存儲量有高要求的應(yīng)用場合。特別是在專業(yè)音頻產(chǎn)品、混頻器、音頻合成器、儀器/放大器建模、音頻會議和廣播、生物辨識、醫(yī)療、工業(yè)、數(shù)字成像、語音識別和分組等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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