定点数字信号处理器dsp技术与应

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1、定点数字信号处理器（DSP）技术与应用16位定点DSP—ADSP218X/219X1课程的主要内容和目的本课程主要介绍ADSP-218X/219X系列16位定点DSP的体系结构和软/硬件开发环境，通过几个典型的实验使大家初步掌握DSP系统的硬件构成、软件开发以及系统的综合调试方法。课程的重要性：——直接面向应用。——IT工程师三大实用技能*PCB设计*DSP应用*FPGA应用2第一部分数字信号处理器（DSP）概述3数字信号处理及数字信号处理器（DSP）DigitalSignalProcessor4数字信号处理数字信号处理的特点特别强调运算处理的实时

2、性（Real-TimeCapability)模拟/数字转换A/DConverter数字信号处理运算数字/模拟转换D/AConverter待处理的信号处理后的信号5数字信号处理器（DSP）结构特点—DSP面向高性能、重复性、数值运算密集型的实时处理，它具有适合数字信号处理算法的指令、适合数字信号处理数据结构的存储器结构和寻址机构、并行处理能力和嵌入式性能等。其体系结构一般具有以下特点：采用分离地址与数据总线的哈佛结构（CPU：冯.诺伊曼结构），有着较高的指令执行速度，但结构复杂需要两套地址产生电路。采用流水线技术，使取指、译码、取操作数、执指等步骤并

3、行完成，提高了指令的执行速度。除了算数逻辑单元（ALU）外，具有独立的乘加器，使其能够在一个周期内完成相乘和累加两个操作，加快了各种典型处理算法的处理速度。具有适用于典型处理算法的特殊存储器寻址方式，如循环寻址、位反序寻址等。针对实时处理的专用的数据接口（RAM、DMA、SPORT，etc.)，使数据的存取速度得以提高。专门的指令流控制逻辑，如无附加开销的循环转移指令。集成度高，能够实现单片、低功耗的处理系统。6数字信号处理器（DSP）的应用领域通用数字信号处理（数字滤波、卷积、相关、变换等）通信（高效调制/解调、编/解码器、自适应均衡、IP处理、

4、软件无线电等）语音处理（语音识别/合成/压缩/解压缩等）图形/图象处理（图象变换、模式识别、图象压缩/解压缩等）自动控制（高精度、高速度伺服控制）军事/航空/航天（雷达/声呐信号处理、雷达成像、制导/火控系统、导航/定位系统、战场C3I系统等）消费电子（数字高清晰度电视（HDTV）、CD/VCD/DVD编解码器、多媒体信息处理、汽车电子等）7DSP的典型应用—MPEG-4因特网摄像机8DSP的分类——主要分为通用DSP和专用DSP两大类通用DSP：其所要实现的处理算法由软件程序控制实现。应用灵活性大，通过更改软件程序能够实现不同的处理算法。产品是各

5、种类型的可编程DSP芯片，应用较广泛的是：TI公司的TMS320系列AD公司的ADSP21XX系列专用DSP：针对某种具体应用而设计，所要实现的处理算法由硬件直接实现。运算处理速度极高，但完成的算法单一、精度和动态范围有限，需要与外围电路配合才能构成系统，功耗也较大，因此应用范围较窄，主要应用于仪器/仪表以及军事等需要极高处理能力的领域。主要产品：FFT专用DSP、卷积/相关器、复乘加器等。*用ASIC/FPGA实现的DSP9DSP的分类DSP专用DSP横向滤波器FFT复乘/累加器求模/相角嵌入式DSP定点DSP32bit浮点DSP32bit浮点并

6、行DSP超高性能DSP16bit定点DSP24bit定点DSP通用DSP10数字信号处理器（DSP）的开发与调试—DSP系统的设计分为硬件/软件两个部分。两者可以在各自的开发平台上分别进行前期设计与调试，然后进行系统的联调。具体开发流程如图所示。硬件设计—DSP选型/系统结构确立—性能/功耗分析—开发周期/成本分析—电路设计/调试调试工具：DSP在线硬件仿真器（Emulator)、DSP开发/评估板（EvaluationBoard)、示波器、逻辑分析仪。软件设计—算法确定/程序流程图—软件编制（汇编/C语言）—汇编/编译/链接—软件模拟调试工具：汇

7、编/编译/链接程序，软件模拟/调试器（Simulator/Debugger)系统联调——对整个系统的软/硬件进行的综合调试。调试工具：硬件仿真器、DSP开发/调试集成环境（IDE/IDDE）、DSPOS，etc.11ADSP-218x在线仿真器12ADSP-218x开发/评估板13ADSP-218x开发/评估板所包含的功能部件14DSP系统的开发流程图—系统级设计系统功能要求系统性能及算法模拟处理速度、开发周期、体积、成本，功耗、供货、升级器件选型：DSP型号、存储器、I/O、FPGA、A/D、D/A系统设计框图硬件设计软件设计15DSP系统的开发

8、流程图—电路/软件设计电路原理图设计生成电路网表设计印制电路板印制板制造器件安装软件流程图绘制高级语言程序设计汇编语言程序