一種高性能浮點(diǎn)DSP芯片TMS320C6713及其最小系統的設計
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在音頻處理模塊中，本系統采用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(shí)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(xiàn)輸入2種輸入方式及音頻線(xiàn)輸出、揚聲器輸出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)行一定的調制處理后傳到計算機主機或直接由TLV320AIC34將DSP芯片處理過(guò)的信號傳送出去。
2.2 數據處理模塊
在數據處理模塊中，系統中的DSP芯片、程序存儲器和數據存儲器3塊芯片是整個(gè)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)，完成與外部數據存儲器(SDRAM)數據傳輸和程序存儲器(FLASHROM）程序讀寫(xiě)任務(wù)，實(shí)現數據的實(shí)時(shí)計算處理及存儲；具有硬件中斷和復位功能；并通過(guò)JTAG接口電路與硬件仿真器相連接后再接到計算機主機，實(shí)現與計算機的數據通信；使用McBSP(多路緩沖串行口)完成串行數據接收和發(fā)送工作，實(shí)現對音頻處理模塊的控制和數據交換功能。同時(shí)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展提供基礎。
2.3 電源供電模塊
在電源供電模塊中,為實(shí)現硬件之間的良好匹配，本系統采用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據處理模塊提供3.3 V電源電壓并為數據處理模塊提供1.26 V芯片內核電壓，同時(shí)具備掉電復位和電源電壓無(wú)法達到額定值時(shí)的自動(dòng)復位功能。
3 TMS320C6713的硬件最小系統PCB設計注意事項
3.1音頻處理模塊PCB設計注意事項
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(xiàn)時(shí)應注意：
(1)4個(gè)模擬信號的插頭布置在電路板的邊緣，對于每個(gè)通道傳送過(guò)程中的電阻、電容要適當置在對應的信號傳輸通道上。處理之后的信號在拉入音頻芯片相應引腳時(shí)，走線(xiàn)距離不能太遠，以免受到不必要的干擾。
(2)采用兩層電路板走線(xiàn)，具體為在表層走模擬和數字信號，底層主要是用來(lái)進(jìn)行大面積鋪地，起信號屏蔽作用。將模擬信號與數字信號完全分開(kāi)，分成兩個(gè)不同的區域，避免相互干擾。
3.2 數據處理模塊PCB設計注意事項
作為以DSP芯片為核心的高頻數據處理模塊，在進(jìn)行PCB設計時(shí)更要謹慎，需要注意以下幾點(diǎn)：
(1)考慮到信號走線(xiàn)的順利通暢，盡可能不受干擾，故在設計電路板層的布局時(shí)要分層，為此設置2個(gè)電源層DSPIO_3.3 V、DSP_CVDD和一個(gè)接地層GND，另外設置3個(gè)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(shí)，應盡量保證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并避免走線(xiàn)過(guò)長(cháng)導致信號線(xiàn)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，以保證信號可靠穩定。
(3)對于JTAG模塊，它包含標準的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定，將這3個(gè)部分全部以標準插座的形式引出，并盡可能放置在電路板的一側靠近邊緣的地方。
(4)在走線(xiàn)過(guò)程中，盡可能保持信號線(xiàn)的長(cháng)度近似相等，這樣才會(huì )盡可能地保證信號傳送的同步性，避免出現延時(shí)現象。走線(xiàn)應盡可能向一個(gè)方向，盡量避免出現經(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依據其功能將其分為2個(gè)標準的2×20的插座。
3.3 電源轉換供電模塊PCB設計注意事項
電源轉換供電模塊主要提供DSPIO_3.3 V和DSP_CVDD 2種電壓，設計時(shí)采用2層電路板來(lái)實(shí)現電源轉換供電模塊的功能。具體是表層為電源、信號層走線(xiàn)，所有的信號布線(xiàn)盡可能安排在表層，在底層走少量信號線(xiàn)。底層主要是作為接地層，并做大面積鋪地處理，同時(shí)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。依據其工作原理,將5 V電壓分為兩路通道進(jìn)行轉換，走線(xiàn)時(shí)注意電源線(xiàn)和通道的走線(xiàn)寬度以達到承受電流要求，同時(shí)也注意電磁噪聲信號的干擾。
TMS320C6713是美國德州儀器公司開(kāi)發(fā)的新型浮點(diǎn)DSP芯片，具有非常高的運行速度、集成度和良好的擴展性。由于其出色的運算能力、高效的指令集、智能外設、大容量的片內存儲器和大范圍的尋址能力，適合于對運算能力和存儲量有高要求的應用場(chǎng)合。特別是在專(zhuān)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(huì )議和廣播、生物辨識、醫療、工業(yè)、數字成像、語(yǔ)音識別和分組等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。
參考文獻
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