TMS320VC5416最小系统开发板设计文件分享

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5星 · 超过95%的资源 8 下载量 158 浏览量 更新于2024-12-12 2 收藏 5.12MB RAR 举报
资源摘要信息: "TMS320VC5416最小系统DSP开发板ALTIUM设计硬件电路原理图+PCB图文件.rar" 是一套包含在TMS320VC5416最小系统开发板上的硬件电路设计资料,由Altium Designer软件创建的原理图和PCB布局文件。这份资源可以被用户下载,并使用Altium Designer (AD)软件进行打开和编辑。文件集合对于那些希望进行产品设计或学习如何设计DSP开发板的人来说,是具有参考价值的。 知识点如下: 1. TMS320VC5416: 这是一个由德州仪器公司(Texas Instruments,简称TI)制造的DSP(数字信号处理器)芯片,广泛应用于数字信号处理领域。该芯片具备高性能计算能力,特别适合需要大量数字信号处理的应用,如音频、视频和无线通信设备。 2. 最小系统开发板: 最小系统开发板指的是拥有核心功能的最小化的硬件平台,通常包括最基本的电源管理、时钟电路、以及核心处理器等。开发者可以通过最小系统开发板快速启动项目的开发,而无需从头开始设计整个硬件系统。 3. Altium Designer: 这是一款由Altium公司提供的电子设计自动化(EDA)软件工具,用于绘制原理图、设计电路板(PCB)布局以及进行电路仿真的综合性设计平台。Altium Designer因其直观的用户界面、强大的功能和集成化设计流程,在电子设计行业广泛应用。 4. 硬件电路原理图: 原理图是电子工程领域中用于描述电子设备或系统中各组件连接方式的图表,它是设计和分析电路的首要步骤。原理图上会标有元件的引脚连接、信号流向以及各种控制逻辑,对于电路功能和调试至关重要。 5. PCB图: PCB(Printed Circuit Board)图指的是电路板的布局设计图,包括了电路板上所有元件的物理位置、铜线走线、焊盘等信息。一张精确的PCB图对于电路板的生产与组装至关重要,它需要确保元件布局合理,信号传输无干扰。 6. 2层板设计: 多层板设计中的一种,指的是电路板的正反两面都有铜线走线的设计。两层板具有成本低廉、设计简单的特点,适合信号通路不太复杂或者对成本控制严格的项目。 7. Altium软件打开或修改: Altium Designer设计的原理图和PCB文件需要通过Altium Designer软件进行查看和编辑。Altium Designer支持打开、编辑、仿真和输出多种类型的电子设计文件,是工程师进行电路设计和修改的重要工具。 8. 参考价值: 当其他工程师或教育机构使用这套资料时,可以通过对TMS320VC5416最小系统开发板的设计进行研究,学习其硬件电路的布局和元件配置,进而在自身的产品设计中得到灵感或者直接应用这套设计。 9. 核心板: 在一些复杂系统设计中,核心板通常指的是包含处理器和其他关键功能模块的电路板。核心板可以单独使用,也可以作为更大系统的一部分与其他模块相连接。 这套资源对于希望快速理解DSP开发板设计流程和原理的工程师或学生来说,是一个不可多得的实用案例。通过研究这份资料,他们可以学习到如何进行硬件选择、电路设计、信号完整性分析以及电路板制造等关键技术环节。
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【方案介绍】本图像数据采集卡作为整个控制卡的一部分,可以应用在图像数据采集、语音数据采集等领域。其采用德州仪器TMS320VC5416 DSP作为处理器, Lattice公司的ispMACH系列LC4256V CPLD作为系统间逻辑控制,板载4Mbit NORFLASH及32M NANDFLASH,并带有隔离RS485工业总线,PDIUSBD12 USB器件,可通过USB供电及传输数据。 本图像数据采集卡的系统基本结构如图。通过外置工业CCD摄像头模块,可以将视频信号例如包含有图像信号、行同步信号、行消隐信号、场同步信号、场消隐信号等模拟数据通过AD芯片转为数字信号。为了实现SRAM 中数据地址的同步,将A/D 转换的数字信号送往CPLD 进行缓冲,然后送SRAM 供DSP 读取:DSP 通过查询和中断方式,监控CPLD 发出的中断信号,一旦接收到CPLD 发出的中断信号,DSP 读取某路的数值并与初始数据比较,根据比较结果继续向CPLD发送控制信号,如果此时的控制信号为采集完成信号,则DSP 在通知CPLD停止采集的同时,延时一段时间后再读取SRAM,然后在内部进行图像数据处理,将处理结果放在NANDFLASH存储器中。 本图像数据采集卡板载4Mbit 的NORFLASH芯片,可以用来存储5416 DSP程序,让系统从NORFLASH上运行。 本图像数据采集卡搭载的DSP数字信号处理器为TMS320VC5416,它主要负责图像处理部分,包括图像预处理、分割、特征提取等环节。图像预处理主要是经过图像增强和图像恢复,降低噪声对图像的影响,提高图像的质量。根据图像区域内部特征或属性进行图像分析,采用边缘检测等技术将图像分割为若干个有意义的区域,获取区域特征描述,进行图像分类或分离、图像识别,本图像数据采集卡统主要应用在对图像质量以及实时性要求不高的场合,优点是开发周期短,价格便宜。 德州仪器TMS320VC5416 DSP是德州仪器定点C5000系列产品中的经典产品,它具有高达120MHZ/160MHZ的主频,8M FLASH存储器,128K RAM。它是基于先进的改进哈佛结构的16 位定点DSP,拥有一条程序总线和三条数据总线。本数据卡采用的是160MHZ型号,采用多层板设计,数据接口皆采用光耦隔离,实现了高速通信的抗干扰设计。 下面描述一下该数据采集卡的电源设计方案: 电源方案框图如下: 由于TMS320VC5416 DSP内核采用1.6V供电,外部采用3.3V供电,而对于LC4256V及NORFLASH、 NANDFLASH、PDIUSBD12和光耦皆用3.3V供电,MAX3487和MAX3486采用5V电源,考虑到5V可以用USBBUS本身提供,所以在设计板卡时,需要额外提供两种电源。经过几天的选型,后来选择了这款德州仪器的TPS767D301双LDO电源芯片,这个芯片是TI专用于DSP系统中需要双电源供电的电源方案。 它的主要特点如下:◆带有可单独供电的双路输出,一路固定输出电压为3.3V,另一路输出电压可以调节,范围为1.5-5.5V; ◆每路输出电流的范围为0-1A; ◆电压差大小与输出电流成正比,且在最大输出电流为1A时,最大电压差仅为350mV; ◆具有超低的典型静态电流(85μA),器件无效状态时,静态电流仅为1μA; ◆每路调整器各有一个开漏复位输出,复位延迟时间为200ms; ◆ 28引脚的TSSOP PowerPAD封装形式可保证良好的功耗特性; ◆工作温度范围为-40℃-125℃,且每路调整器都有温度自动关闭保护功能。 它的各功能引脚如下: 俗话说,好马配好鞍,这个芯片当时采购价格还是蛮高的。下面是电路原理图和实物图片。 板卡电源部分实物: 板卡局部实物图: 在TI WEBENCH工具中,集成了【FPGA/uP】选项工具,选择对应好的控制器件后,可以直接得到一个针对此器件的电源方案,可谓非常省事。下面我们就用这个工具,重新来设计一个针对TMS320VC5416的电源方案。 【TI WEBENCH方案设计】下面是利用TI WEBENCH工具生成TMS320VC5416芯片方案的过程: 步骤一开启设计首先点击工具图标左上角的【FPGA/uP】及红色字体【Up Architect】,这里选择处理器电源为:【TI】如下图: 说明:在这个架构工具中,TI将FPGA和uP集成在一块,DSP属于【Up Architect】。 步骤二选择TMS320VC5416芯片开启设计点击上面的【开启设计】后,系统会载入FLASH界面,并出现一个型号选择界面,这里面全是德州仪器公司的产品,从AM335系列、MSP430系列,DSP系列都有,不过只有其公司产品的部分型号,在里面找到一个【TMS320VC5416PGE160】这一项