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时间:2019-11-08
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1、参考书(1)TMS320LF240xDSP硬件开发教程,江思敏,机械工业出版社。(2)TMS320LF240xDSP应用程序设计教程,清源科技,机械工业出版社。(3)TMS320LF240xDSP结构、原理及应用,刘和平,北京航空航天大学出版社.(4)TMS320LF/LC24系列DSP的CPU与外设,徐科军等编译,清华大学出版社。学时:32理论+17实验考核:考试(70%)+平时成绩(10%)+实验成绩(20%)要求:出勤、请假、作业、课堂纪律、实验报告第1章数字信号处理器(DSP)综述1.1什么是DSPDSP-DigitalSignalProcessor(
2、数字信号处理器)特别适合于实现各种数字信号处理运算的微处理器。数字信号处理技术过去受集成电路技术和数字化器件发展水平限制,只限于理论概念的讲授和仿真。早期-在计算机上仿真,算法实现。现在-在DSP上实时处理DSP也可是DigitalSignalProcessnig(数字信号处理)的缩写,国内常用DSP代表数字信号处理器。由于DSP具有:(1)丰富的硬件资源、(2)改进的并行结构、(3)高速的数据处理能力和功能强大的指令系统,已成为世界半导体产业中紧随微处理器与微控制器(单片机)之后的又一个热点在通信、航空、航天、机器人、工业自动化、自动控制、网络及家电广泛的应
3、用。1.2DSP技术的发展及现状1965年,快速傅立叶算法(FFT),使傅立叶分析的速度提高了数百倍,为数字信号处理的应用奠定基础。但由于当时的计算机技术和数字电路技术发展水平的限制,FFT应用受到限制。20世纪70年代,由于集成电路技术的发展,使用硬件实现FFT和数字滤波的算法成为可能。1978年,AMI公司宣布第一个DSP问世,但人们一般认为,20世纪70年代后期推出的Intel2920才是第一片具有独立结构的DSP。1981年,美国德州仪器(TI)公司研制出了著名的TMS320系列的首片低成本、高性能的DSP-TMS320C10。使DSP技术向前跨出了意
4、义重大的一步。DSP主要厂商:美国TI、ADI、Motorola、Zilog等公司。TI公司位居榜首,占全球DSP市场约60%左右。尽管当前的DSP技术已达到较高的水平,但在一些实时性要求很高的场合,单片DSP的处理能力还是不能满足要求。因此,多总线、多流水线和多处理器并行就成为提高系统性能的重要途径之一。许多公司在提高单片性能的同时,在结构上为多处理器的并行应用提供方便。随着DSP的处理速度越来越快,功耗也随越大,特别是在电池供电的便携式及嵌入式小型或微型设备中的大量使用,都迫切要求DSP在提高工作性能的同时,降低工作电压,减少功耗。为此,各DSP厂家积极研
5、制并陆续推出多种低电压、低功耗芯片。例如,TI公司的TMS320VC5416,内核工作电压只有1.5V,有的DSP设置了多种节能等待状态。低电压和低功耗已成为DSP的重要技术指标之一。在DSP芯片向着高性能、高速、低功耗方向发展的同时,数字信号处理理论也在不断地发展。(1)自适应滤波、卡尔曼滤波、同态滤波等理论逐步成熟和应用,以及各种快速算法。(2)声音与图像的压缩编码、识别与鉴别。(3)加密解密,调制解调,信道辨别与均衡,智能天线,频谱分析等算法。1.3DSP的应用诞生以来,已被广泛地应用在各个领域。当今的DSP应用市场上,通信设备和网络、多媒体技术等是最大
6、的用户。从DSP的一个最典型的应用-手机,就可见DSP的应用市场之大。主要应用:(1)数字信号处理运算:快速傅立叶变换(FFT),卷积,数字滤波,自适应滤波,相关,模式匹配,加密等。(2)通信:调制解调器,自适应均衡,数据加密,数据压缩,扩频通信,纠错编码,传真,可视电话等。(3)网络控制及传输设备:网络功能和性能的不断提高,如视频信箱、交互式电视等,要求更宽、更灵活的传输带宽,实时传输和处理数据的网络控制器、网络服务器和网关都需要DSP的支持。(4)语音处理:语音编码,语音合成,语音识别,语音邮件,语音存储等。(5)电机和机器人控制:在单片内集成多个DSP处
7、理器,可采用先进的神经网络和模糊逻辑控制等人工智能算法。机器人智能的视觉、听觉和四肢的灵活运动必须有DSP技术支持。(6)激光打印机、扫描仪和复印机:DSP不仅仅是控制,还有繁重的数字信号处理任务,如字符识别、图像增强、色彩调整等。(7)自动测试诊断设备及智能仪器仪表、虚拟仪器:现代电子系统设备中,有近60%的设备及资金是用于测试设备,自动测试设备集高速数据采集、传输、存储、实时处理于一体,是DSP又一广阔应用领域。(8)图像处理:二维、三维图形处理,图像压缩、传输与增强,动画,机器人视觉,模式识别等。(9)军事:保密通信,雷达处理,导航,导弹制导。如机载空-
8、空导弹,内装有红外探测仪和相应的DSP
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