单片机与DSP中的TMS320C542在脱机视频编/解码系统中的应用
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2020-12-09
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单片机与单片机与DSP中的中的TMS320C542在脱机视频编在脱机视频编/解码系统中的应解码系统中的应
用用
摘 要 介绍利用高速微处理器TMS320C542实现脱机视频编/解码系统的控制核心的方法。这个设计方法利用和
扩展了TMS320C542芯片的接口资源，结构清晰、性能高效，成功地满足了视频系统实时处理大量图象数据的
性能需要。关键词： DSP 微处理器 可编程逻辑器件 视频编/解码 视频图象编/解码的目的一方面要将模拟视频
信号转化为数字信号来传输，另一方面，由于单纯的视频模数转换所得到的图象数据量非常庞大，必须应用图
象压缩技术减少数据量。在图象编/解码领域有两种实现方式，一种是基于微机平台的实现方式，图象数据通过
微机软件或者是利用基于微机总线的图象处理卡进行压缩编码，并且可以通过PC网络进
摘 要 介绍利用高速微处理器TMS320C542实现脱机视频编/解码系统的
控制核心的方法。这个设计方法利用和扩展了TMS320C542芯片的接口
资源，结构清晰、性能高效，成功地满足了视频系统实时处理大量图象
数据的性能需要。
关键词： DSP 微处理器 可编程逻辑器件 视频编/解码
视频图象编/解码的目的一方面要将模拟视频信号转化为数字信号来传
输，另一方面，由于单纯的视频模数转换所得到的图象数据量非常庞
大，必须应用图象压缩技术减少数据量。在图象编/解码领域有两种实现
方式，一种是基于微机平台的实现方式，图象数据通过微机软件或者是
利用基于微机总线的图象处理卡进行压缩编码，并且可以通过PC网络
进行数据传输。另一种方式抛开了微机平台，应用DSP为主的微处理器
算法对图象进行压缩/解压缩的编/解码处理。后一种方式构成的系统被
称为脱机图象系统。脱机图象系统由于设备体积小，应用灵活简便，受
到广泛的关注。随着微处理技术的发展，专用的图象压缩/解压缩ASIC
芯片涌现，图象处理算法已经集成于ASIC中，这就简化了脱机图象系
统的设计实现。
虽然专用图象压缩/解压缩芯片已经集成了编/解码的算法，但是图象压
缩效果的实时调节、数据速率的控制和图象数据的传输仍然需要高速微
处理器加以控制实现。本文主要从硬件设计角度，介绍在一个脱机视频
图象编/解码系统中，高速DSP芯片TMS320C542的设计应用。
1 TMS320C542的外围接口功能
TMS320C542是美国TI公司C54x系列DSP中的一款。它是18位定点运
算的高速微处理芯片，运算速度为40MIPS，工作电压为5V，片内RAM
有10K字，是该系列中片内RAM较大的。C542主要的外围硬件接口功
能如下：
并行IO接口，包括16位地址线和16位数据线。地址线是单向的输
出引脚，数据线为双向引脚。协助该接口工作的还有数据区选通
信号DS、程序区选通信号PS、IO端口选通信号IS、存储访问的数
据锁存信号MSTRB、IO端口访问的数据锁存信号IOSTRB和读写
信号R/W。
5条外部中断信号线，其中有一个是不可屏蔽中断，其余的4个是
可屏蔽中断。
1条程序条件跳转控制输入线和1条外部标志信号输出线XF。
两个串行通信口，其中一个是具有数据缓冲区的高速串口BSP，
另一个是时分复接TDM串行通信口。数据缓冲串口BSP由全双工
的串行接口和最大可以达到2K字长的数据缓冲区构成，当采用缓
冲发送/接收模式时，缓冲区中数据的发送/接收过程不影响DSP运
行其它程序代码。
主控接口HPI，用于外部处理器或者微机总线与DSP之间的数据访
问控制。外部处理器或微机可以利用这个接口访问DSP内部的指
定内存空间，进行数据的读出或写入，而不妨碍DSP内部程序正
常的运行处理。即使外部处理器的处理速度很慢，HPI接口也不会
减慢或停止DSP的运算。如果外部处理器有必要申请DSP的服
务，也可以利用此端口引发DSP的相应中断。
作为脱机视频编/解码系统核心的DSP既要具有高速的计算能力，又希
望能够提供良好的外围接口和通信接口，C542的性能符合本系统的需
要。
2 DSP的外围关系
本系统中DSP的外围器件比较多，而且各自都具有特殊的功能和用法，
所以理顺它们的电气关系，是系统设计的首要问题。
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