dsp技术课程报告a类

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1、DSP技术课程报告专业：通信工程班级：121学号：201210404130姓名：陈建立指导教师：杨秀梅日期：2015年12月27曰摘要：本文是在学习信号处理与DSP砬用课程的基础上，结合所学知识和课后查找资料，主要整理了DSP芯片的基本结构和特点。结合其内部多总线结构讨论DSP的流水执行机制0、引吾简称DSP）是数字信号处理（DigitalSignalProcessing一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。二十世纪六十年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号

2、处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。近来新兴的一些学科:如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。1、DSP芯片的基本结构和特点为了快速地实现数字信号处理运算，DSP芯片一般都采用特殊的软硬件结

3、构。以TMS320C54X芯片为例，C54x具有很好的操作灵活性和很高的运行速度，其结构采用改善的哈佛结构（一组程序存储器总线、3组数据存储器总线、4组地址总线），具有专用硬件逻辑的CPU、片内存储器、片内外设以及一个效率很高的指令集。其基木结构括：：（1）改善的哈佛结构：（2）流水线操作；（3）专用的硬件乘法器；（4）效率很高的指令集；（5）模块化结构的设计。这些特点使得TMS320系列DSP芯片可以实现快速的DSP运算，并使大部分运算（例如乘法）能够在一个指令周期内完成。由于TMS320C54xDSP芯片是软件可编程器件，因此具有通用微处理器

4、具有的方便灵活的特点。TMS320C54X内部结构图如图1所7JoA(15-0)D(l$-O)JTAG測试/仿真控制通用I/O绥冲串行口多通道缓冲串行口锁相坏时钟发生器主机接口软件等待状态发生器定时转图一2、DSP芯片所采用的结构采用改善的哈佛结构1.1.1冯•诺伊曼(VonNeuman)结构该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分吋进行。当进行高速运算时，不但不能同时进行取指令和取操作数，而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象，其工作速度较慢。其结构图如图1.1所示.败地

5、址兑线AB图1.1再诺伊曼(VonNeuman)结构1.1.2哈佛(Harvard)结构该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实吋的数字信号处理。微处理器的哈佛结构如图1.2所示。•卞行楼门并行接n外部管理败粘总线外邡鈐埤执tf斿«数据总线«据城址A线程疗总线程疗地比总线ROM1.2哈佛(Harvard)结构1.1.3改进型的哈佛结构改进型的哈佛结构是采用双

6、存储空间和数条总线，即一条程序总线和多条数据总线。其特点如卜：①允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据，使这些数据可以由算术运算指令直接调用，增强芯片的灵活性；②提供了存储指令的高速缓冲器(cache)和相应的指令，当重复执行这些指令时，只需读入一次就可连续使用，不需要再次从程序存储器中读出，从而减少了指令执行作需要的时间。3、流水线技术与哈佛结构相关，DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行时间.从而增强了处理器的处理能力。要执行一条DSP指令需要通过取指令、译码、取操作数和执行等几个阶段、DSP的流水线是指它的几个阶段在程序执行过程中是重叠的

7、,即在执行本条指令的同时，K面的3条指令也依次完成丫取操作数、译码、取指令的操作。换句话说，在每个指令周期内。4条不同的指令处于激活状态.每条指令处于不同的阶段。正是利用这种流水线机制、保证DSP的乘法、加法以及乘加运算可以在一个单周期内完成。这对提高DSP的运算速度具有重要意义，特别是当设计的算法需要进行连续的乘加运算时.这种结构的优越性就得到了充分的友现。其过程如图1.3所示NLIH1IH1r鼸瓠行A4N-2W-lT1T>ln1-)IHl_JIH1IH1JN」IK1MTST4级流水线操作4、结束语随着科学技术的发展，DSP靠着其自身的流水线结

8、构特点必将在各个领域应用的越来越广泛，对社会的进步将起到尤为重要的作用。短短一个学期的课程，并不能让我们完全掌握所有知识，只有我们在课后