基于TMS320C6678处理器的图像处理平台设计

发布时间：2017-11-01 05:16

  本文关键词：基于TMS320C6678处理器的图像处理平台设计

  更多相关文章： 多核DSP 系统平台设计 DSP代码优化 EDMA

【摘要】：嵌入式设备,尤其是DSP,一味地增强单核的计算、存储和数据交换能力已经无法满足现代应用场景中对嵌入式设备各项性能的要求。多片单核芯片集成在一块系统板上协同工作的解决方式,存在外围电路复杂、系统板面积占用过多、功耗过大等诸多问题。因此,多核DSP技术得到了迅猛发展,并在图像处理、高精控制、智能化和自动化等方面获得了非常广泛的应用。相比于传统的单核DSP芯片,多核DSP在提高每个核处理能力的基础上,增加了更为高效的协处理器,大大提升了多核DSP的数据处理能力。与此同时,多核DSP还具有数据传输效率高、可靠性强、系统板占用面积小等优势。本文研究的课题来源于图像处理平台对数据运算和吞吐能力不断提升,且存在由多片DSP架构升级到多核DSP架构需求的情况。本课题的研究内容在于设计一款可以满足现阶段图像处理算法需求的嵌入式系统平台,在系统运行稳定的前提下,充分发挥DSP性能。本文将详细叙述以下几部分内容。1、基于TMS320C6678的多核DSP芯片分析和研究。研究内容包含两个方面,一方面是学习有关TMS320C6678的内部运行机理,另一方面是分析与外围电路设计相关的功能模块。会对于电源管理、时钟管理、内存管理以及TMS320C6678各项指标和性能给出详细的介绍和分析。2、基于实际应用环境设计以C6678为处理核心的系统板。系统板将会分成电源模块、时钟模块、存储模块和控制模块等部分分别论述。在了解模块工作原理和系统板需求的基础上,完成模块的设计,并对系统平台信号完整性进行分析。在本章的最后,介绍了系统平台上电自举的手段和方法,通过成功的系统平台自举证明了系统设计的正确性。3、基于对C6678底层驱动代码、片内片外存储特性以及DSP核运行结构学习和研究的基础上,提出了两种优化平台处理能力的方法——DSP代码的优化和片内片外数据搬移速度优化。在介绍优化原理的基础上,提供具体优化实例,证明了优化方法的有效性。
【关键词】：多核DSP 系统平台设计 DSP代码优化 EDMA
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（光电技术研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332;TP391.41
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 诸论11-17
• 1.1 课题研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外多核DSP研究现状12-15
• 1.3 论文主要工作及结构安排15-17
• 2 TI新型多核DSP17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 TMS320C6678概述17
• 2.3 电源管理17-20
• 2.3.1 TMS320C6678供电要求17-18
• 2.3.2 Smart Reflex技术18-19
• 2.3.3 PSC模块19-20
• 2.4 时钟管理20-21
• 2.5 复位模块21-22
• 2.6 中断22-24
• 2.6.1 Core Pac Interrupt22-23
• 2.6.2 CIC Interrupt23-24
• 2.7 本章小结24-25
• 3 系统板硬件电路设计25-53
• 3.1 引言25-26
• 3.2 系统整体结构分析26-27
• 3.3 电源模块设计27-36
• 3.3.1 电源模块功耗分析27-30
• 3.3.2 电源上电时序分析30-32
• 3.3.3 电源模块设计方案32-36
• 3.4 时钟模块设计36-37
• 3.4.1 时钟模块概述36-37
• 3.4.2 时钟模块设计方案37
• 3.5 存储模块设计37-39
• 3.5.1 Flash及ROM存储器设计方案38
• 3.5.2 DDR及SRAM存储器设计方案38-39
• 3.6 在线调试和离线加载模块设计39-40
• 3.7 控制模块设计40
• 3.8 片间通信模块设计40-42
• 3.8.1 C6678同Virtex-5 的通信40-42
• 3.8.2 Virtex-5 同CPLD的通信42
• 3.9 信号完整性分析42-48
• 3.9.1 信号完整性问题概述42
• 3.9.2 信号完整性分析42-44
• 3.9.3 Hyper Lynx仿真44-48
• 3.10 离线代码加载48-52
• 3.10.1 C6678离线加载概述48-49
• 3.10.2 基于I2C的代码加载49-51
• 3.10.3 基于NOR Flash的代码加载51-52
• 3.11 本章小结52-53
• 4 系统平台处理能力优化53-68
• 4.1 引言53
• 4.2 C6678代码优化53-63
• 4.2.1 代码优化概述53-54
• 4.2.2 CPU数据处理能力优化54-57
• 4.2.3 CPU数据交换能力优化57-61
• 4.2.4 代码优化实例61-63
• 4.3 EDMA技术实现片间数据交换63-67
• 4.3.1 EDMA概述63-64
• 4.3.2 EDMA功能及原理64-65
• 4.3.3 EDMA数据测试和分析65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 5 结束语68-70
• 5.1 工作总结68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 参考文献70-73
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨尚胜;姚振东;;′C6000的片外Flash编程加载方法研究[J];成都信息工程学院学报;2007年01期

2 徐力;史少波;王沁;;面向SDR应用的多核DSP低功耗设计[J];电子科技大学学报;2012年01期

3 纪铁军,任丽军,赵爱明;TMS320C6000系列DSP的C代码优化方法[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年07期

4 左颢睿;;C6000系列DSP Flash二次加载技术研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年07期

5 黄克武;吴海洲;;基于TMS320C6455的高速SRIO接口设计[J];电子测量技术;2008年09期

6 张谦;李世杰;李红波;高淑慧;;TMS320C6000系列DSP可选择引导加载方式的设计与实现[J];电子测量技术;2009年07期

7 张峰;任国强;吴钦章;;基于SRIO的高速图像串行传输系统设计[J];光电工程;2010年10期

8 方冬;章国宝;;基于EMIF接口的数据采集系统的设计[J];电子设计工程;2011年02期

9 张西峰;杜普选;孔勇;;TMS320C672x系列浮点DSP的EMIF研究与应用[J];电子设计工程;2010年12期

10 吴灏;肖吉阳;范红旗;付强;;TMS320C6678多核DSP的核间通信方法[J];电子技术应用;2012年09期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙科林;基于多核DSP的实时图像处理平台研究[D];电子科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张明志;基于DSP和FPGA的并行处理系统硬件设计[D];北京工业大学;2011年

2 杨国芳;多核处理器核间通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 谢子光;多核处理器核间通信技术研究[D];电子科技大学;2009年

4 韩国盛;基于TMS320DM642的视频图像处理平台设计与实现[D];南京理工大学;2013年

5 张颖川;多核数字信号处理平台的设计与实现[D];西安电子科技大学;2013年

6 俞健;多核DSP图像处理系统的硬件设计[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2013年

7 苏保禹;基于TI-C6678的多核DSP图像处理系统研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2014年

8 廖伟;基于多核DSP的实时图像增强显示硬件系统实现[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2014年

9 牛龙;基于多核处理器的雷达信号实时处理系统研究[D];西安电子科技大学;2014年

10 姚鑫东;基于多核DSP的实时雷达信号处理平台设计[D];西安电子科技大学;2014年

，

本文编号：1125403