Đề cương môn học cầu trúc và lập trình DSP

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 đợc 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 :

1


- 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 chơng 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
2


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
3


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
4


2.4.1 Khuôn dạng và cấu trúc lệnh hợp ngữ
2.4.2 Nhóm lệnh chuyển số liệu
2.4.3 Nhóm lệnh số học
2.4.4 Nhóm lệnh logic
2.4.5 Nhóm lệnh thao tác bit
2.4.6 Nhóm lệnh điều khiển chơng trình
2.5 Chơng trình hợp ngữ
2.5.1 Một số khái niệm về chơng trình hợp ngữ
2.5.2 Biểu thức hợp ngữ
2.5.3 Lập trình hợp ngữ có cấu trúc
2.5.4 Macro và hợp dịch có điều kiện
2.5.5 Quản lý dự án phần mềm
2.6 Trình biên dịch hợp ngữ DSP của Motorola
2.6.1 Một số khái niệm và thuật ngữ
2.6.2 Giới thiệu trình biên dịch hợp ngữ
2.6.3 Các tùy chọn của trình biên dịch
2.6.4 Kết quả của trình biên dịch
2.6.5 Tệp liệt kê

2.7 Trình liên kết DSP của Motorola
2.7.1 Giới thiệu trình liên kết
2.7.2 Các chỉ dẫn của trình liên kết
2.7.3 Các tùy chọn của trình liên kết
2.7.4 Chạy trình kiên kết
2.7.5 Tập lệnh điều khiển bộ nhớ và các ví dụ
2.8 Th viện DSP của Motorola
2.8.1 Th viện DSP của Motorola
2.8.2 Các tùy chọn của th viện
5


2. Phân bố thời gian giảng dậy

Nội dung
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
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

6

Tổn
g
số
giờ
1

Phân bố thời
gian
Lý
Bài
thuyết tập
1

17

15

2
2
2
2
2
2
2
1
2

2
2
2
2
2
2
2
1

12

10

1
1
1
2
2
1
1
1
2

1
1
1
2
2
1
1
1

2

2

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.
7


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

8