张永祥TMS320C54系列DSP原理与应用

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1、第一章数字信号处理概述1.1数字信号处理概述1.2数字信号处理器概述1.3DSP芯片运算基础第一章数字信号处理概述2首都师范大学信息工程学院一、数字信号处理系统的组成1.1数字信号处理概述1、将输入的信号通过一个A/D（AnalogtoDigital）转换器，它对连续信号进行带限滤波、采样保持和编码，将连续信号转换为数字信号。2、DSP芯片对转换后的数字信号进行各种算法处理；3、处理后的数字信号根据需要再经D/A（DigitaltoAnalog）转换器，对数字信号进行解码、低通滤波，就可得到所需的模拟信号。3首都师范大学信息工程学院二、数字信号

2、处理的实现在通用的计算机上用软件实现。在通用的计算机系统中加上专用的加速卡来实现。用单片机（如Aduc812,AT89C51等）来实现。用通用的可编程DSP芯片来实现。用特殊用途的DSP芯片来实现。用可编程阵列器件FPGA实现。1.1数字信号处理概述4首都师范大学信息工程学院第1种方法的缺点是硬件设备体积较大、运算速度较慢，在一些对系统空间要求较为严格的场合无法安装，以及在一些要求实时性较高的场合很难实现，常用于数据算法的模拟和仿真。第2种方法虽然运算速度有所提升，但设备体积大依然是一较大问题。第3种方法由于不适合复杂的数字信号处理系统，应用场

3、合受到限制。第5种方法专用性较强，应用场合也同样受到限制。第6种方法也是目前数字信号处理实现的一种主要方法，在消费类和汽车电子领域占有主要的市场份额；但它也主要是作为协处理器。只有第4种方法才为数字信号处理的应用打开了新的局面。1.1数字信号处理概述5首都师范大学信息工程学院三、数字信号处理的特点精度高。灵活性高。可靠性强。便于集成化。数字信号处理系统也有其局限性，例如，数字系统的速度还不算高，在海量数据处理时，常常要求几百、几千个数字处理器并行工作，使得成本增加；A/D转换器由于转换速度不够高，对当前的一些高频率的信号仍然无法处理；价格较贵，

4、在处理简单任务时，性价比低。1.1数字信号处理概述6首都师范大学信息工程学院数字信号处理器（DSP）是进行数字信号处理的专用芯片，DSP可以快速地实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式，给信号处理的应用打开了新的局面。1.2数字信号处理器概述7首都师范大学信息工程学院一、DSP芯片的分类按照DSP工作的数据格式定点DSP芯片和浮点DSP芯片。按照DSP工作的工作时钟和指令类型一致性DSP芯片和静态DSP芯片。按照DSP工作的用途通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。1.2数字信号处理器概述8首都师

5、范大学信息工程学院二、DSP芯片的特点改进的哈佛结构与传统的总线结构——冯·诺依曼结构相比，哈佛总线结构的主要特点是程序和数据分别具有独立的存储空间，有着各自独立的程序总线和数据总线。支持流水线操作1.2数字信号处理器概述9首都师范大学信息工程学院采用专用的硬件乘法器特殊的DSP指令快速的指令周期专用的数据地址发生器1.2数字信号处理器概述10首都师范大学信息工程学院三、DSP芯片的发展1978年世界上诞生了首枚DSP芯片——AMI公司的S2811，1979年美国Intel公司生产了商用可编程器件2920，这两种DSP芯片都不具备单周期硬件乘法

6、器，故其结构与性能都与现代DSP芯片相差很大。1980年，日本NEC公司推出的uPD7720是第一个具有硬件乘法器的DSP处理器，1981年美国贝尔实验室推出的DPSI与uPD7720都是16位字长，具有片内乘法器和存储器。1.2数字信号处理器概述11首都师范大学信息工程学院第一代美国TI公司1982年推出TMS32010系列，这种DSP器件采用微米工艺、NMOS技术制作，虽然功耗和尺寸较大，但运算速度却比MPU快几十倍，尤其在语音合成和编解码器中得到了广泛应用。第二代DSP芯片TMS320C20,TMS320C25/C26/C28系列等。第三

7、代DSP芯片有TMS320C30/C31/C32/C33系列等。第4代DSP芯片有TMS320C40/C44系列。第5代DSP芯片有TMS320C5x/C54x/C55x、多处理器DSP芯片TMS320C80/C82。第6代DSP芯片TMS320C62x/C67x系列等。。1.2数字信号处理器概述12首都师范大学信息工程学院目前TI公司常用的DSP芯片可以被归纳为三大系列，即：TMS320C2000系列（包括TMS320C2x/C2xx）。TMS320C5000系列（包括TMS320C5x/C54x/C55x）。TMS320C6000系列（TM

8、S320C62x/C67x）。1.2数字信号处理器概述13首都师范大学信息工程学院四、DSP芯片的应用通用的数字信号处理：FFT、FIR滤波、IIR滤