基于TMS320F28335的DSP最小系统设计

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基于 TMS320F28335 的 DSP 最小系统设计

基于 TMS320F28335 的 DSP 最小系统设计

Design of DSP Minimum System Based on TMS320F28335

谭 威 罗仁泽 高文刚 （西南石油大学电气学院，四川 成都 610500） 周慧琪 （西安电子科技大学计算机学院，陕西 西安 710071）

摘 要

在各大专院校的课程教学、 实验教学、 毕业设计以及电子设计竞赛中， 需要应用 DSP 实验系统。 介绍了 TI 公司的

TMS320F28335 芯片的性能特点，给出了由 TMS320F28335 组成的 DSP 最小应用系统。 详细介绍了各部分电路的设计方法。

该系统可满足教学要求，也可用于简单的工程研究和应用开发。

关键词：数字信号处理器，最小应用系统，浮点 DSP，TMS320F28335

Abstract

In the colleges and universities teaching,experiment teaching,the graduation design and electronic design competition,need-ed

to use DSP experiment system．This paper introduces the TI company TMS320F28335 chip performance characteristics,is giv-en up of TMS320F28335 DSP minimum application system．Detailed introduces each part of the circuit design method．

Keywords:digital signal processor,minimum application system,fixed－point DSP,TMS320F28335

TMS320F28335 数字信号处理器是 TI 公司的一款 C2000

系列的浮点 DSO 控制器，与以往的定点 DSP 相比，该器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A ／ D 转换更精确快速等。 它采用内部 1．8V 或 1．9V 供电，外

2 ．2 时钟电路设计

TMS320F28335 芯片提供了两种不同的时钟产生方案 ：利

用电路板上的内部振荡器或者利用外部时钟。 基本外部输入的时钟频率是在 20～35MHz 范围内。 芯片上的时钟锁相环（PLL）

TMS320F28335 作为主控芯片设计一个 DSP 最小应用系统。

1 系统构成

一个典型的 DSP 最小系统应包括 DSP 芯片、电源电路、复

2 系统硬件设计

2．1 电源及复位电路的设计

部 3．3V 供电，因而功耗大大降低。 且主频高达 150MHz，处理速度快， 是需要浮点运算便携式产品的理想选择。 本文采用

可以来倍频输入的时钟频率， 最大倍频达到芯片的最大工作频率

150MHz。 TMS320F28335 芯片的内部振荡电路能够把晶振和 X1、X2 引脚直接相连，X1 引脚通常是数字参考电压（VDD），

X2 引脚是内部振荡的输出。 如果引脚 X2 不用，必须悬空。 本文采用

的是内部振荡器， 在 X1 和 X2 之间连接一个 30MHz 的石英晶体，系统通过编程选择 5 倍频的 PLL 功能，可实现 F28335

位电路、时钟电路、引导模式电路，另外考虑到 DSP 在下载时需要下载端口，所以在最小系统上加一个 14 引脚的 JTAG 仿真烧写口。

的最高工作频率（150MHz）。 2 ．3 DSP 与 JTAG 接口设计

TMS320F28335 采用 5 个 1149．1－1990IEEE 标准协议和

IEEE 标准的测试接口和边界扫描结构的 JTAG 信号接口 ，以及两个

扩展接口（EMU0 和 EMU1），该接口通过仿真器直接访问。扫描仿真消除了传统电路仿真存在的电缆过长引起的信号失真及仿真插头的可靠性差等问题。 采用扫描仿真，使得在线仿真成为可能，给调试带来方便。 JTAG 连接器在数字信号控制器上应该在 6 英寸或者是更少的 2 英寸，如果这种情况不允许的话，那

TMS320F28335 工作时所要求的电压分为两部分 ：3．3V 的 Flash 电压和 1．8V 或 1．9V 的内核电压。TMS320F28335 对电

源很敏感， 所以在此推荐 TI 公司的电压精度比较高的电源芯片

TPS767D301 或者 TPS767D318。 TPS767D301 芯片输入电压

为＋5V，芯片起振，正常工作之后，能够产生 3．3V 和 1．9V 两种电压供 DSP 使用。 如图 1 所示。

么应该增加信号缓冲器。 在实际设计过程中，考虑到 JTAG 下载口

的抗干扰性， 在与 DSP 连接的 EMU0、EMU1 端口必须通过 4．7kΩ 的上拉电阻连接至电源，TRSTn 引脚通过

2．2kΩ 的下拉电阻接地， 且分别在其引脚上添加

图 1 电源电路原理图

考虑到 TPS767D301 芯片自身能够产生复位信号，此复位信

号可以直接供 DSP 芯片使用， 所以不用为 DSP 设置专门的复位芯片。 复位信号与 DSP 芯片的连接如图 1 中 28 引脚所示。设计电源电路时需要注意散热问题和电容匹配问题， 另外要注意数字电源与模拟电源，数字地与模拟地之间要用电感隔开。

图 2 JTAG 接口电路

2 ．4 引导模式设计

引导 ROM 中的重启向量会重新向 InitBoot 函数传入程序 执行 ，其选项包括：跳转至 Flash、跳转至 SARAM、跳转至 OTP、

0．1μF 的旁路电容。 JTAG 接口电路连接如图 2 所示。

《工业控制计算机》2012 年第 25 卷第 4 期

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3）在每一个电源引脚上连接旁路电容 ，把它们直接放到引

脚的下面，其值不能小于 10μF，不能使用贴片电容和高频陶瓷

电容，否则可能引起电源不稳定。

跳转到 XINTF 或者从串口调用一个片上引导以下载常规性工 作。设备重启时(家电复位或热启动)，在执行设备初始化以后，引 导程序会检查 GPIO 引脚的状态以确定用户选用哪种引导模 式。 引导模式电路如图 3 所示。

4）模数转换器引脚未使用而没接地时就具有高阻抗并且这

些引脚可能带来一些噪声信号， 通过多路复用影响其他得输入 引脚的功能，所以在系统设计时，模数转换器为使用的引脚全部 接地，甚至在模数转换器没有使用时，推荐模拟电源也要保持连 接，其余引脚全部接地。

2 ．5 通用扩展口设计

图 3 引导模式电路

3 结束语

该系统硬件工作正常，符合设计要求，用户可以利用该电路

实时在线对 TMS320F28335 系统仿真开发。 但该系统仅是一个 最小的应用系统，具体模块的应用系统应视实际需要设计。

考虑到系统的通用性问题，本系统设计时将 F28335 除系统测试之外的所有引脚通过双排接插件全部引出，并且按功能模块

2．6 应注意事项为了提高系统的抗干扰性，在设计中应注意以下一些

进行有规律分布，共设计了 4 个 20 针双排接插件将其引出。

事项：

1）在连接外部振荡器时，需要注意负载电容的阻值，如果用户使

用内部或者外部振荡器时，把器件放在靠近引脚的地方，目

的是缩短线路的长度，引线要短且粗，应远离发热元件。

2）JTAG：在 EMU0 ／ EMU1 引脚使用小于 10K 的上拉电

阻，在 TRSTn 引脚使用小于 2．2K 的下拉电阻。 把 JTAG 接口放在主芯片引脚附近，保证他们之间的铜线长度在 6 英寸之内，并且附加一个 100μF 过滤电容，用以去掉噪声。

（上接第 93 页）

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参考文献

［收稿日期：2011．12．2］

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图 5 图像序列的非刚体三角剖分

图以及对应的将非刚体剖分成多个局部三角片的三维曲面图。

外，为了试验系统运行时间，我们还做了一组实验，模拟了 30 个

特征点并且是三种运动参数的序列，对这组实验，系统在迭代了

154 次后收敛于稳定状态。 从两组实验的运行时间来看，修正邻域系

程序耗时极少， 主要耗时在 MRF 和神经网络程序运行上，并且

MRF 耗时占整个系统运行时间的 90％以上。

5 结束语

对实验结果看，仿真实验的误差比较理想，该方法经验证是可行。 我们采用了模拟退火算法求解全局最优解，模拟退火算法精度高但耗时， 可以考虑对它改进或者采用其他更快速的寻优算法。 同时从系统整个运行时间来看，MRF 程序耗时占了绝大部分，可以考虑对

选择序列中的第一和第二帧用于三维运动参数估计， 每个区域的运动参数矩阵的理想值 true 和本文算法的估计值 esti-mate 如表

1 所示。 表中，误差 error 计算公式如下：

MRF 程序做适当优化，缩短系统运行时间，加

error＝ ‖estimate－true‖F ×100％ ‖true‖F

表 1 运动参数估计实验结果

（15）

快参数估计的速度。 另外，本文使用的是模拟的图像序列做运动参数

估计，可以考虑用真实数据来进一步研究。

对这组实验， 系统在迭代了 243 次后收敛于稳定状态，另

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