TMS320C5402芯片在复用器中有哪些应用

电子设计 2018-10-11 08:40 次阅读

摘要:首先简介传送流语法和TMS320C5402 DSP芯片,然后重点介绍该芯片在复用器中的应用,最后谈谈对象芯片进行软件编程的体会。

关键词:传送流 TMS320C5402 复用器

引言

随着信息技术的发展,电视信号的数字化编码、数字化存储、数字化处理已经越来越广泛。新开发的数字有限电视广播系统主要包括MPEG-2编码器、数字传输复用器、数字调制器以及机顶盒。复用器是该系统的重要组成部分,完成对多路符合MPEG-2系统层标准ITU-TREC.H.222.1|ISO/IEC13818-1的TS流(Transport Stream)的复用,经过64 QAM调制后,以便在1路6MHx的带宽中传送多路数字化节目。考虑到处理的实时性,我们使用美国德州仪器公司(TI)的TMS320C5402(简称C5402)DSP作为主控芯片。本文首先介绍TS流的结构、C5402芯片、复有器的组成,然后重点介绍该芯片在复用器的应用,最后就利用CCS开发仿真器一经验介绍。

TMS320C5402芯片在复用器中有哪些应用

1 TS流简介

主要包括分组方法、程序特殊信息(PSI)表以及程序参考时钟(PCR)的提取。

(1)分组方法

传送流分组长度固定为188字节,分组由分组首部及有效负载组成,如图1所示。

(2)PSI

PSI被分成4类表。如表1所示,每个表可被分成1段或多段置于传送流中。这4类表是:程序关联表PAT(Program Association Table)、程序映射表PMT(Program Map Table)、网络信表NIT(Network Information Table)、条件访问表CAT(Conditional Access Table)。这4类表中包含进行多路解调和显示程序的必要和足够的信息。

表1 程序特殊信息

TMS320C5402芯片在复用器中有哪些应用

系统层解复用,首先要获取PAT表。PAT表中包含了该传送流中所有程序的一个清单。通过PAT表,就可获取该传送中所包含每个程序的PMT表。

在每个程序的PMT表中,就有该程序中各个原始流的信息,包括PID、原始流类型以及该程序中包含有效PCR字段的传送流中PID。通过PAT及PMT表,就可掌握传送流中每个程序以及每个程序中各原始之间的关系。

(3)PCR

在传送流中,解码的同步实现是靠相应的程序参考时间PCR值。PCR是将比特流本身的时序编码的时间标签,它可以由同一道程序的视频和音频的PTS所用的共同时间基点推出。由于每道程序都有自己的时间基点,所以含有多道程序的传送流的每一道程序都有独立的PCR字段。

TMS320C5402芯片在复用器中有哪些应用

2 C5402介绍

C5402是TI公司1999年10月推出的性价比较高的定点数字信号处理器,其主要特点如下:

*先进的改造型哈佛结构,操作速率可达100MIPS;

*先进的多总线结构,3条16位数据存储器总线和1条程序存储器总线;

*40位算术逻辑单元(ALU),包括1个40位桶形移位器和2个40位累加器;

*1个17×17乘法器和1个40位专用加法器,允许16位带(或不带)符号的乘法;

*8个辅助寄存器及1个软件栈,允许使用业界最先进的定点DSP C语言编译器;

*数据/程序寻址空间1M×6bit,内置4K×16bit ROM和16K×16bit RAM。

*内置可编程等待状态发生器、锁相环时钟产生器、2个多通道缓冲串行口、1个8位并行与外部处理器通信的HPI口、2个16位定时器以及6通道DMA控制器;

*低功耗,工作电源有3V和1.8V(内核使用)。

3 复用器硬件框图及流程

复用器硬件框图如图2所示。

(1)合成控制卡(主卡)流程

主卡流程:主要完成6块卡处理的实施监控,生成PSI等信息并周期性发送。主卡的PSI信息:6个PMT的PID以及每个子卡输入来的视频、音频、PCR的PID号是事先规定好的。

(2)单路TS流处理卡(子卡)流程

子卡流程:TS流进入FIFO缓存,由DSP进行PSI信息的提取和码率的计算;将有关信息送入合成处理卡进行分析、综合;根据需要从输入的流中提取1路视频、1路音频和PCR包,并将它们的PID改为事先规定的。子卡的功能相当于一个简易的码流分析仪,而且可以提供1路单独的TS流。

4 C5402的几个典型应用

C5402在该系统中的应用:对输入的TS流进行分析;对6路码流进行均匀交织和PSI信息的重置;主卡与子卡之间通过C5402 HPI接口进行通信;利用C5402串口与计算机RS232串口相连。

4.1 输入的TS流分析

DSP从FIFO中读取TS流到内部RAM中去,如图3所示,根据13位的PID号0x000找到PAT表,在PAT表中获得PMT的ID号和NIT的ID号;根据PMT_PID获得视频、音频、PCR的PID号以及其它私有信息的PID号;根据PCR_PID和pcr_flag,找到PCR包;根据公式计算出码率:

TMS320C5402芯片在复用器中有哪些应用

其中i‘、i’‘为相邻2个PCR包,求得多个码率,然后求算术平均,获得平均码率。利用FIFO进行数据传输,速率在10~25MB/s之间。由于DSP处理能力为100MIPS,子卡中DSP传输数据量是大为2MB/s,约耦时0.1~0.2s,这样处理时间足够(0.8~0.9s)。子卡输入FIFO采用8KB大小,在其半满时,DSP等待时间最大为(188/10 000)×6=0.1128ms,期间FIFO的填充量为0.112 8×1=0.112 KB,远不能输入码流将子卡的输入FIFO填充满而导致溢出。

4.2 码流交织和PSI信息配置

为了将6块子卡输入的TS流复合成1路TS流,主卡DSP的功能就是将6路TS流均匀交织。主卡数据通过HPI送到主卡的DSP内部RAM中,再写到外部FIFO中。由于各种码流的PID叫可能相同,需要对各路TS流的ID号进行重新设置。主卡根据预先设置的所有PID生成新的PSI表,并按照一定时间间隔发送到外部的FIFO中去。主卡的CPU以100MHz运行,输出FIFO的大小为8KB,以固定5MHz的码率发送,子卡填写的数据不会导致主卡上溢。当主卡的输出FIFO没有达半满时,填充空包,使FIFO不会下溢。

在子卡中根据分析得到的PSI信息,可以提取1路或者多路的节目流,并将PID号改为事先规定的,通过HPI通信接口传送到主卡。

4.3 HPI接口

HPI(Host Port Interface)接口可以方便地实现主卡与子卡之间的通信,而不需要额外的器件。C5402的HPI操作是8位的。当C5402运行在100MHz主频时,通信速度可达到25MB/s。HPI接口具有3个16bit寄存器:HPIA(地址寄存器)、HPID(数据寄存器)、HPIC(控制寄存器)。主卡与子卡的DSP芯片之间的连接如图4所示:HD0~HD7是8位数据线,直接接到主设备的数据线上;HCS为选通信号;HDS1~HDS2为数据锁存信号,在主设备的存取周期控制数据的传输,一般连到设备的数据选通;HR/W是读写信号;HCNTL0/HCNL1用于主设备选择存取HPI的哪一个寄存器和对寄存器的存取类型,连至主设备的地址线。由于HPI寄存器是16位的,

TMS320C5402芯片在复用器中有哪些应用

而HPI与主设备仅以8位数据线相连,因而用HBIL决定当前存取的是1个字的第1个字节还是第2个字节,连到主设备地址线。

对HPI操作首先将控制字写入HPIC,然后将要存取的地址写入HPIA,最后丰取HPID,就可从HPI存储块或将数据写入HPI存储块。此外,还可选择HPIA自动增加方式,将初始地址写入HPIA,可不再操作HPIA,每存取1次数据,地址都会自动加1,因而加快了存取速度。

4.4 主卡DSP与计算机接口

为了实现系统自检、码率以及节目信息提取、输出,我们通过DSP的串口与计算机的串口进行通信。如图5所示,采用的是异步通信方式。其中75C189和75C188为电平转换芯片,C5402有2个McBSP(多通道缓冲串行口)。McBSP提供了全双工的通信制以及双缓存的发送寄存器和三级存的接收寄存器,允许连续的数据流传输,数据长度可以为8、12、16、20、24、32;同时还提供了A-律和μ-律压扩,多达128个通道的发送和接收。数据经McBSP与外设的通信通过DR和DX引脚相连。控制信号则由CLKX、CLKR、FSX、FSR四条引脚来实现。

4.5 DSP程序BOOTL0ADER的实现

BOOTLOADER是为了在上电时,将用户代码从外部加载到内部的存储器以加快运行速度。我们使用C5402外部8位并行I/O口实现BOOTLOADER程序。C5402读I/O口0xffff,这里面存放着外部存储器的首地址(数据区)。若在这个首地址内读到了关键字08 AA,就进行8位加载;若是10AA则表示16位加载。硬件系统就是加了1片3.3V的Flash,程序用编程器烧入Flash。

5 C5402的软件编程体会

(1)C语言与汇编混合编程

在运算能力不是十分紧张的情况下,用C语言开发DSP程序不仅使DSP开发的速度大大加快,而且开发出来的DSP程序的可读性和可移植性大大加强,程序修改也极为方便。采用C编译器的优化功能可以增加C代码的效率。

一般情况下,采用C语言和汇编混合编程方法有3种:①独立编写C程序和汇编程序;②直接在C语言程序的相应位置嵌入汇编语句;③对C程序进行编译生成相应汇编程序,然后对汇编程序进行手工优化和修改。可以从C程序中访问汇编程序的变量和常量,也可以在汇编程序中访问C程序变量。

(2)预防流水线冲突

流水线操作是DSP实现高速度、高效率的关键技术之一。在TMS320C54X中采用了深度与6级的流水线操作,因此流水线冲突不可避免的。一般情况下,当发生流水线冲突时,由DSP自动插入延迟解剖冲突问题,但有时需要程序员通过调整程序语句的次序或在程序中插入一定量的NOP来解决。例如:

STLM A,BRC

NOP

RPTB LOOP

语句

LOOP

(3)存储空间要正确分配

C5402总共有192K字大小存储空间,64K字的程序区、64K字的数据区和64K字的I/O区。当寄存器PMST的OVLY=0时,片内RAM在数据区内可访问,在程序区不可访问;当OVLY=1时,片内RAM映射到程序区和数据区,但数据页(地址从0H~7FH)不映射到程序空间。我们在程序编程中选用后种模式。程序和数据同一块片内RAM,在编写CMD文件时程序和数据区间不能发生重叠。

(4)指令的使用

①TMS320C54X的汇编有算术指令和程序指令,2种指令可以互换。当外部端口操作时使用端口指令PORTW和PORTR。

②利用DADST和DSADT指令,可以同时在1个累加器中进行2次运算。

③利用DADD和DSUB可实现32的加减法。

④利用CMPS、SACCD、SRCCD、STRCD四个条件存储指令,以减少条件判断指令的开销;利用MAX、MIN、FIRS、LMS可以减少运算所需的指令周期;利用C54的并行指令可以省去多次数据存储,提高编程的效率。

⑤充分利用*(IK)寻址(在数据区内指明所要访问的地址),可以减少辅助寄存器的使用。

(5)少用函数和子程序调用

虽然结构化程序给软件和调试带来方便,但一个函数和子程序的调用和返回都将使C5402产生1次流水线刷新,增加了指令周期,因而在存储空间足够时,应多使用宏结构;但在编程时又必须考虑程序的大小,所以在对设备处理速度影响不大的情况下,也可以使用函数和子程序。

(6)关于中断服务程序的编写

中断有软中断和硬中断。在编写中断服务程序时,最重要的是将中断向量表放置正确。首先在PMST寄存中设置IPTR,然后把INT放到规定的位置,将中断模式INTM=0;将中断使能寄存器的对应位置1。

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微纳传感技术有限公司研发出一款“电子鼻”——芯片气体传感器

美企“相中”中国副教授, 芯片设计人才告急!

美企“相中”中国副教授 Cadence向福州大学副教授陈建利伸出橄榄枝,他是业内一位先进人才。在芯片电子设计自动化领域,陈建...

发表于 10-17 13:48 485次 阅读
美企“相中”中国副教授, 芯片设计人才告急!

一图读懂华为首款全栈全场景人工智能芯片Ascend 310

Ascend 310,作为华为全栈全场景AI解决方案的关键部分, 是华为全面AI战略的重要支撑。想进....

发表于 10-17 13:43 282次 阅读
一图读懂华为首款全栈全场景人工智能芯片Ascend 310

“间谍芯片”引发供应链危机,中国如何应对?

中国间谍利用美国超微电脑股份有限公司提供的服务器硬件组件(内含中国分包商安装的微型恶芯片)直接或间接....

的头像 人间烟火123 发表于 10-17 12:27 1144次 阅读
“间谍芯片”引发供应链危机,中国如何应对?

8753将数据传输到计算机

任何人都可以建议一种方法来查看计算机上的8753存储文件。 手动建议是指不再可用的软件包。 谢谢 以上来自于谷歌翻译 ...

发表于 10-17 11:37 72次 阅读
8753将数据传输到计算机

紫光国微开始资产整合,剥离亏损的存储器业务

作为上市公司全资子公司,西安紫光国芯半导体有限公司为DRAM存储器芯片设计公司,属于紫光国微旗下存储....

的头像 芯智讯 发表于 10-17 10:04 556次 阅读
紫光国微开始资产整合,剥离亏损的存储器业务

于无声中听惊雷,AI神器落人间【下篇】

大家好,老王回来了!书接上回,话说在上篇中老王提到这些年一直在思考的几个问题,老王带着这些问题去寻找....

发表于 10-17 09:54 805次 阅读
于无声中听惊雷,AI神器落人间【下篇】

CC6112个单极型的霍尔效应开关芯片的详细数据手册免费下载

CC6112是一个单极型的霍尔效应开关IC,采用先进的BiCMOS制程制造,具有优异的温度稳定性和很....

发表于 10-17 08:00 28次 阅读
CC6112个单极型的霍尔效应开关芯片的详细数据手册免费下载

CC6111个单极型的霍尔效应开关芯片的详细我数据手册免费下载

CC6111是一个单极型的霍尔效应开关IC,采用先进的BiCMOS制程制造,具有优异的温度稳定性和很....

发表于 10-17 08:00 17次 阅读
CC6111个单极型的霍尔效应开关芯片的详细我数据手册免费下载

CC6102锁存型霍尔效应开关芯片的详细数据手册免费下载

CC6102是一个锁存型的霍尔效应开关IC,采用先进的BiCMOS制程制造,具有优异的温度稳定性和很....

发表于 10-17 08:00 14次 阅读
CC6102锁存型霍尔效应开关芯片的详细数据手册免费下载

INA1650-Q1 汽车类高共模抑制、低失真差分音频线路接收器

INA1650-Q1 SoundPlus™音频线路接收器可实现91dB的极高共模抑制比(CMRR),同时对于22dBu信号电平,可在1kHz下保持-120dB的超低THD + N。与其他线路接收器产品不同,INA1650-Q1 CMRR确定了温度特性并且经生产测试,可在各种应用中提供始终如一的性能。 < p> INA1650-Q1支持±2.25V到±18V的宽电源电压范围(电源电流为10.5mA)。除两个线路接收器通道之外,INA1650-Q1还包含一个缓冲中位电压基准输出,允许将其配置为用于双电源或单电源应用。中间电源输出可用作信号链中其他模拟电路的偏置电压。 INA1650-Q1特点独特的内部布局,即使在过驱或过载条件下也可在通道间实现最低串扰和零交互。此器件的额定温度介于-40°C至+ 125°C之间。 特性 符合汽车应用要求 符合AEC-Q100标准,其中包括以下内容: 器件温度1级:-40℃至+ 125℃的环境运行温度范围 器件HBM ESD分类等级:2 器件CDM ESD分类等级:C5 高共模抑...

发表于 09-25 16:16 2次 阅读
INA1650-Q1 汽车类高共模抑制、低失真差分音频线路接收器

SRC4190-Q1 汽车类 192kHz 立体声异步采样速率转换器

SRC4190是一款异步采样率转换器,专为专业和广播音频应用而设计。 SRC4190结合了宽输入至输出采样率,出色的动态范围和低失真。输入和输出串行端口支持标准音频格式,以及时分多路复用(TDM)模式。灵活的音频接口使SRC4190可以连接各种音频数据转换器,数字音频接收器和发送器以及数字信号处理器。 SRC4190是一个独立的引脚编程器件,带模式控制引脚,数据格式,静音,旁路和低群延迟功能。 SRC4190可以采用3.3 V单电源供电。单独的数字I /O电源(V IO )工作在1.65 V至3.6 V电源范围,在与当前和下一代信号处理器和逻辑器件接口时具有更大的灵活性。 SRC4190采用SSOP-28封装。 特性 符合汽车应用要求 自动检测输入至输出采样率 宽输入至输出采样范围:16:1至1:16 支持高达212 kHz的输入和输出采样率 动态范围:128 dB(-60 dBFS输入) , BW = 20 Hz至f S /2,A-Weighted) THD + N:-125 db(0 dBFS输入, BW = 20 Hz至f S /2) 衰减...

发表于 09-21 16:57 9次 阅读
SRC4190-Q1 汽车类 192kHz 立体声异步采样速率转换器

DRV632 具有可调节增益的 DirectPath™、2VRMS 线路驱动器

DRV632是一款2V RMS 无杂音立体声线路驱动器,此驱动器设计用于去除输出隔直流电容器,以减少组件数目及成本。对于那些将尺寸和成本作为关键设计参数的单电源电子产品,该器件是理想的选择。 DRV632的设计运用了TI的DirectPath™专利技术,能够在3.3 V电源电压供电时驱动2V RMS 进入一个10kΩ负载。此器件具有差分输入,并采用外部增益设置电阻器以支持±1V /V至±10V /V的增益范围,而且可为每个通道单独配置增益。线路输出具有±8kV IEC静电放电(ESD)保护,因而只需要使用一个简单的电阻器 - 电容器ESD保护电路即可.DRV632具有针对无杂音音频打开/关闭控制的内置有源静音控制功能.DRV632具有一个外部欠压检测器,该欠压检测器在电源被移除时将输出静音,从而确保了无杂音的关断操作。 产生2V RMS 输出的传统方法相比,在音频产品中使用DRV632能够大幅度地减少组件数量.DRV632既不需要采用一个高于3.3V的电源来产生其5.6V pp 输出,也不需要一个分离轨电源.DRV632内部集成了电荷泵以产生一个负电源轨,此负电源轨可提供一个良好的无杂音接...

发表于 09-21 16:49 24次 阅读
DRV632 具有可调节增益的 DirectPath™、2VRMS 线路驱动器

TS3A225E 具有自主麦克风和接地检测功能的音频插孔开关

TS3A225E是一个音频头戴式耳机开关器件。此器件可检测模拟麦克风是否存在,并在音频立体声插孔中的不同接头之间切换系统模拟麦克风引脚。立体声接头中的麦克风连接可与接地连接互换,具体取决于制造商。当TAS3A225E检测到一个特定配置时,器件会自动将麦克风线路连接到适当的引脚。此器件还报告音频立体声插孔上插入的模拟麦克风。 在某些系统中,需要将立体声插孔引脚接地.TS3A225E提供用于接地短路的两个内部低电阻(&lt;100mΩ FET开关。 特性 V DD 范围= 2.7V至4.5V 打开立体声插孔开关前断开 针对接地场效应晶体管(FET)开关的Ron 晶圆级芯片封装(WCSP):70mΩ 四方扁平无引线(QFN)封装:100mΩ GND和麦克风连接的自主检测 由I 2 C或外部触发引脚触发的检测 HDA兼容麦克风插入指示器 1.8V兼容I 2 C开关控制 静电放电(ESD)性能测试符合JESD 22标准: ...

发表于 09-13 11:34 0次 阅读
TS3A225E 具有自主麦克风和接地检测功能的音频插孔开关

TS3A227E TS3A227E 车用音频附件检测和配置开关

TS3A227E是一款音频附件自主检测和配置开关,用于检测3孔或4孔音频附件并配置内部开关,以便进行信号传输。 TS3A227E的内部接地FET具有60mΩ超低R ON ,能够最大限度地减少串扰影响。接地FET也可用于传送FM信号,因此,可以使用附件的接地线作为移动音频应用中的FM天线。 利用内部隔离开关,TS3A227E可以消除插入或移除音频附件时可能产生的卡嗒/爆裂噪音。此外,器件中的耗尽型FET可防止器件未通电时出现悬空接地,并防止将附件插入未通电系统时产生嗡嗡声。 当没有插入耳机时,低功耗睡眠模式可将部分内部电路关断,以实现极低的静态电流和功耗。 TS3A227E具有集成按键按压检测功能,最多可检测4个按键的按压和释放操作。 手动I2C控制可控制防反跳设置和开关状态,而使TS3A227E适应应用需求。 特性 电源电压范围为2.5V至4.5V 具有防反跳可调定时功能的附件插入/移除检测 附件配置检测: 立体声3孔耳机 麦克风(MIC)连接套筒的4孔标准耳...

发表于 09-12 17:19 0次 阅读
TS3A227E TS3A227E 车用音频附件检测和配置开关

TS3A26746E 2 X 2 交叉点开关,用于音频应用

TS3A26746E是一款2×2交叉点开关,此开关被用来在耳机连接器上交替接地及MIC连接。接地开关具有不足0.1 Ω的超低R 导通以大大降低其上的电压压降,从而可防止耳机接地基准电压意外升高。该开关状态可通过SEL输入进行控制。当SEL为高电平时,GND被连接至RING2,而MIC被连接至SLEEVE。当SEL为低时,GND被连接至SLEEVE,而MIC则被连接至RING2。SEL输入上的内部100k上拉电阻器可设定开关的缺省状态。 特性 针对接地(GND)开关的超低R 导通(典型值80mΩ) < li>针对麦克风(MIC)开关的R 导通小于10Ω 3.0V至3.6V V +运行 控制输入符合1.8 V逻辑要求< /li> 6焊锡凸点,0.5mm焊球间距芯片级(CSP)封(1.45mm×0.95mm×0.5mm) 锁断性能超过100mA(符合JESD 78,II类规范的要求) 静电放电(ESD)性能测试符合JESD 22标准 2000V人体模型(A114-B,II类) 500V充电器件模型(C1...

发表于 09-12 17:05 0次 阅读
TS3A26746E 2 X 2 交叉点开关,用于音频应用