Đề cương môn học cầu trúc và lập trình DSP

Mô tả môn học Môn học thuộc lĩnh vực Xử lý số tín hiệu, là phần tiếp theo và là phần ứng dụng của môn học “ Xử lý tín hiệu số “.. Môn học giới thiệu cho Học viên một trong các phơng tiện

Đề cơng môn học cấu trúc và lập trình vi mạch DSP

Mã số :

Số đơn vị học trình : 03 (Lý thuyết 35 tiết ; Bài tập 10 tiết)

Giảng viên môn học :

I Mô tả môn học

Môn học thuộc lĩnh vực Xử lý số tín hiệu, là phần tiếp theo

và là phần ứng dụng của môn học “ Xử lý tín hiệu số “ Môn học giới thiệu cho Học viên một trong các phơng tiện cơ bản để xây dựng các Hệ xử lý tín hiệu số (Hệ XLTHS) trong thực tế kỹ thuật :

Vi mạch xử lý tín hiệu số (vi mạch DSP)

Vi mạch DSP là bộ vi xử lý chuyên dụng đợc thiết kế và chế tạo cho mục đích xây dựng các Hệ XLTHS trên cơ sở kết hợp cả phần cứng và phần mềm Ngày nay, vi mạch DSP đã và đang

đ-ợc sử dụng rất rộng rái trong các thiết bị kỹ thuật số thuộc các lĩnh vực truyền thanh, truyền hình, viễn thông, quân sự

Nội dung môn học giới thiệu cho Học viên các phơng tiện để xây dựng Hệ XLTHS , trên cơ sở đó đi sâu vào những vấn đề cơ bản về cấu trúc phần cứng và tập lệnh, chơng trình hợp ngữ của họ vi mạch xử lý tín hiệu số DSP56000 do hãng Motorola sản xuất

Khi nghiên cứu môn học, Học viên không chỉ nghe giảng lý thuyết, mà còn phải tự đọc tài liệu, tự làm bài tập thiết kế mạch

và bài tập lập trình mã ngữ

II Mục tiêu môn học

Khi kết thúc môn học, Học viên phải nắm đợc :

- Cấu trúc phần cứng và tập lệnh hợp ngữ của họ vi mạch DSP56000

- Các công cụ phát triển phần mềm của họ vi mạch DSP56000 : Chơng trình biên dịch hợp ngữ ; Chơng trình liên kết ; Các

ch-ơng trình th viện

- Có thể thiết kế các Hệ XLTHS trên cơ sở các vi mạch họ DSP56000

- Có thể viết các chơng trình hợp ngữ đơn giản cho họ DSP56000

III Nội dung môn học

1 Đề cơng chi tiết

Mở đầu : Các phơng tiện xây dựng Hệ XLSTH

1 Hệ XLTHS bằng phần cứng trên cơ sở các IC số rời (SSI, MSI)

2 Hệ XLTHS bằng phần cứng trên cơ sở các IC số tổ hợp CPLD

và FPGA

3 Hệ XLTHS bằng phần mềm chạy trên máy vi tính hoặc hệ vi

xử lý

4 Hệ XLTHS kết hợp cả phần cứng và phần mềm trên cơ sở vi mạch DSP

Chơng 1 : Cấu trúc họ vi mạch DSP56000 của hãng

Motorola

1.1 Giới thiệu các vi mạch DSP

1.1.1 ứng dụng của vi mạch DSP

1.1.2 Các đặc điểm cơ bản của vi mạch DSP

1.1.3 Một số họ vi mạch DSP thông dụng

1.2 Họ vi mạch DSP56000 của hãng Motorola

1.2.1 Các đặc điểm cơ bản của họ DSP56000

1.2.2 Cấu trúc cơ bản của họ DSP56000

1.2.3 Giới thiệu một số nhóm vi mạch cơ bản của họ DSP56000

1.3 Cấu trúc các cổng và các đờng tín hiệu vào, ra

1.3.1 Các đờng cấp nguồn, tạo xung nhịp và đồng bộ

1.3.2 Các đờng ngắt và thiết lập chế độ làm việc

1.3.3 Cổng A – Giao diện với bộ nhớ ngoài và với bộ xử lý chủ 1.3.4 Cổng B – Giao diện vào ra đa năng và giao diện chủ 1.3.5 Cổng C – Giao diện trao đổi số liệu nối tiếp song công

1.4 Mô đun xử lý trung tâm

1.4.1 Đơn vị logic – số học ALU

1.4.2 Đơn vị tạo địa chỉ AGU

1.4.3 Đơn vị điều khiển chơng trình PCU

1.5 Tổ chức bộ nhớ

1.5.1 Cấu trúc các bộ nhớ

1.5.2 Các chế độ tổ chức bộ nhớ

1.5.3 Bản đồ nhớ của vi mach DSP56000

1.5.4 Bản đồ nhớ của vi mạch DSP56001

1.6 Bộ tạo xung nhịp và vòng khóa pha

1.6.1 Cấu trúc và các chân ra của bộ tạo xung nhịp TIG

1.6.2 Vòng khóa pha PLL

1.6.3 Thanh ghi điều khiển PLL

1.6.4 Trạng thái khởi động lại và trạng thái dừng của PLL

1.7 Bộ chạy mô phỏng và gỡ rối trên chíp

1.7.1 Bộ chạy mô phỏng và gỡ rối OnCE

1.7.2 Các đờng tín hiệu của bộ chạy mô phỏng và gỡ rối

1.7.3 Logic các điểm dừng của bộ chạy mô phỏng

1.7.4 Logic chạy giám sát

1.7.5 Các phơng pháp vào chế độ gỡ rối

1.8 Các trạng thái làm việc của họ vi mạch DSP56000

1.8.1 Trạng thái làm việc bình thờng

1.8.2 Trạng thái ngăt

1.8.3 Trạng thái khởi động lại

1.8.4 Trạng thái chờ

1.8.5 Trạng thái dừng xử lý

Chơng 2 : Tập lệnh và lập trình hợp ngữ của họ vi mạch

DSP56000

2.1 Dữ liệu và các phép toán

2.1.1 Mã bù

2.1.2 Khuôn dạng của dữ liệu

2.1.3 Các phép toán

2.2 Các chế độ định địa chỉ

2.2.1 Định địa chỉ trực tiếp

2.2.2 Định địa chỉ gián tiếp

2.2.3 Định địa chỉ đặc biệt

2.3 Chuyển dữ liệu đồng thời

2.3.1 Chuyển hằng số dạng ngắn

2.3.2 Chuyển từ thanh ghi vào thanh ghi

2.3.3 Thay đổi nội dung của thanh ghi địa chỉ

2.3.4 Chuyển vào ô nhớ X

2.3.5 Chuyển vào ô nhớ Y

2.3.6 Chuyển từ thanh ghi vào thanh ghi và vào ô nhớ X

2.3.7 Chuyển từ thanh ghi vào thanh ghi và vào ô nhớ Y

2.3.8 Chuyển vào ô nhớ L

2.3.9 Chuyển vào ô nhớ XY

2.4 Tập lệnh hợp ngữ

2.4.1 Khu«n d¹ng vµ cÊu tróc lÖnh hîp ng÷

2.4.2 Nhãm lÖnh chuyÓn sè liÖu

2.4.3 Nhãm lÖnh sè häc

2.4.4 Nhãm lÖnh logic

2.4.5 Nhãm lÖnh thao t¸c bit

2.4.6 Nhãm lÖnh ®iÒu khiÓn ch¬ng tr×nh

2.5 Ch¬ng tr×nh hîp ng÷

2.5.1 Mét sè kh¸i niÖm vÒ ch¬ng tr×nh hîp ng÷ 2.5.2 BiÓu thøc hîp ng÷

2.5.3 LËp tr×nh hîp ng÷ cã cÊu tróc

2.5.4 Macro vµ hîp dÞch cã ®iÒu kiÖn

2.5.5 Qu¶n lý dù ¸n phÇn mÒm

2.6 Tr×nh biªn dÞch hîp ng÷ DSP cña Motorola 2.6.1 Mét sè kh¸i niÖm vµ thuËt ng÷

2.6.2 Giíi thiÖu tr×nh biªn dÞch hîp ng÷

2.6.3 C¸c tïy chän cña tr×nh biªn dÞch

2.6.4 KÕt qu¶ cña tr×nh biªn dÞch

2.6.5 TÖp liÖt kª

2.7 Tr×nh liªn kÕt DSP cña Motorola

2.7.1 Giíi thiÖu tr×nh liªn kÕt

2.7.2 C¸c chØ dÉn cña tr×nh liªn kÕt

2.7.3 C¸c tïy chän cña tr×nh liªn kÕt

2.7.4 Ch¹y tr×nh kiªn kÕt

2.7.5 TËp lÖnh ®iÒu khiÓn bé nhí vµ c¸c vÝ dô 2.8 Th viÖn DSP cña Motorola

2.8.1 Th viÖn DSP cña Motorola

2.8.2 C¸c tïy chän cña th viÖn

2 Phân bố thời gian giảng dậy

Nội dung

Tổn g số giờ

Phân bố thời gian

Lý thuyết Bài tập

Mở đầu :

Các phơng tiện xây dựng Hệ

XLSTH

Chơng 1 : Cấu trúc họ vi mạch

DSP56000 của hãng Motorola

1.1 Giới thiệu các vi mạch DSP

1.2 Họ vi mạch DSP56000 của hãng

Motorola

1.3 Cấu trúc các cổng và các đờng

tín hiệu

1.4 Mô đun xử lý trung tâm

1.5 Tổ chức bộ nhớ

1.6 Bộ tạo xung nhịp và vòng khóa

pha

1.7 Bộ chạy mô phỏng và gỡ rối trên

chíp

1.8 Các trạng thái làm việc

Hớng dẫn làm bài tập thiết kế mạch

phần cứng

17

2 2 2 2 2 2 2 1 2

15

2 2 2 2 2 2 2 1

2

2

Chơng 2 : Tập lệnh và lập trình

hợp ngữ của họ vi mạch DSP56000

2.1 Dữ liệu và các phép toán

2.2 Các chế độ định địa chỉ

2.3 Chuyển dữ liệu đồng thời

2.4 Tập lệnh hợp ngữ

2.5 Chơng trình hợp ngữ

2.6 Trình biên dịch hợp ngữ DSP của

Motorola

2.7 Trình liên kết DSP của Motorola

2.8 Th viện DSP của Motorola

Hớng dẫn làm bài tập chơng trình

hợp ngữ

12

1 1 1 2 2 1 1 1 2

10

1 1 1 2 2 1 1 1

2

2

IV yêu cầu đối với học viên

- Đã học qua các môn học : “ Xử lý tín hiệu số ” ; “ Kỹ thuật vi xử lý ” ; và “ Lập trình hợp ngữ Assembler ” theo chơng trình đại học

- Có tinh thần tự giác học tập, có khả năng tự làm bài tập và

tự đọc tài liệu

V Phơng pháp đánh giá môn học

Thi hết môn (thi vấn đáp hoặc thi viết)

- Có thể cho làm đồ án môn học ngoài thời gian phân bố chơng trình

VI kế hoạch t vấn môn học

Giáo viên giảng các nội dung chính, hớng dẫn tự đọc tài liệu, chữa bài tập, giải đáp các câu hỏi của Học viên, và tổ chức hội thảo nếu Học viên có yêu cầu

VII trang thiết bị cần cho môn học

- Học viên cần có bài giảng môn học, các tài liệu tham khảo

về Xử lý tín hiệu số, các tài liệu tham khảo về các công cụ thiết

kế của họ vi mạch DSP56002

- Máy vi tính có các phần mềm biên dịch hợp ngữ, liên kết, mô phỏng và gỡ rối cho họ vi mạch DSP56002 của hãng Motorola

- Máy chiếu

VIII Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Lâm Đông : “ Nhập môn xử lý tín hiệu số “, Nhà

xuất bản Khoa học và kỹ thuật, năm 2004

[2] Nguyễn Tăng Cờng, Phan Quốc Thắng : “ Cấu trúc và lập

trình các hệ xử lý tín hiệu số “,Nhà xuất bản Khoa học

và kỹ thuật, năm 2004

[3] Motorola : “ DSP56002 24-bit Digital Signal Processor User’s Manual “