《DSP技术概述》PPT课件

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1、DSP原理及应用齐美彬qimeibinhf@gmail.com电子信息工程系概述教材及参考书DSP原理及应用，邹彦编著，电子工业出版社TMS320C54xDSP结构、原理及应用，戴明桢，周建江，北京航空航天大学出版社考核方式：课堂、实验、卷面上课24学时，实验16学时目的：了解DSP在硬件、软件等方面是如何适应数字信号处理的；掌握DSP算法实现的编程方法、软件开发的方法、步骤；了解DSP最小系统的设计方法。目标：人人80分以上一起努力，严格要求，认真教学，改进方法，重视实验。qimeibinhf@gmail.com主要内容一、什么是DSP？二、DSP的硬件结构与软件特点三、DSP的分类、厂家

2、及发展四、DSP系统的设计与开发五、DSP应用1、数字信号处理（DigitalSignalProcessing—DSP）用数学运算的方法对信号进行处理，以获取有用信息。强调的是数字信号处理方法、技术。一、什么是DSP？DSP包括两层概念信号处理目的:是获取信号中包含的有用信息，并用更直观的方式进行表达。(少的数据，表示复杂的内容)作用：信号改善；信号检测、估计方法：信号波形分析；现代谱分析；自适应滤波等2、数字信号处理器（DigitalSignalProcessor——DSP）所谓DSP：就是一种特别适合进行数字信号处理的微处理器。强调的是数字信号处理芯片，利用数字信号处理理论，在芯片上

3、运行目标程序，实现对信号的处理。3、DSP系统组成抗混叠滤波器A/D转换器DSPD/A转换器重建滤波器模拟输入模拟输出基本数字信号处理系统：输入通道数字信号处理模块输出通道4、数字信号处理（系统）的优点精度高：17位字长达到10-3可靠性强：数字电路抗噪声能力强集成度高：数字电路便于集成接口方便：数字传输，便于接口灵活性好：编程实现，修改方便保密性好：集成在芯片内，难以仿造时分复用：分时处理，分时传输功能强：能实现模拟系统无法完成的功能5、数字信号处理的实现方法1）在通用PC机上用软件（如C、C++）实现。缺点：使用场合受限。2）用单片机（如MCS-51、96系列等）实现。缺点是：只用于简单

4、数字信号处理。3）用通用的可编程DSP芯片实现。DSP芯片有更适合于数字信号处理的软件和硬件资源，非常适合于通用数字信号处理的开发，为数字信号处理的应用打开了新局面。纯软件方法；纯硬件方法；软硬件结合方法4）用于极高速信号处理的专用DSP芯片。缺点：灵活性差，开发工具不完善。5）用FPGA等产品实现数字信号处理算法。缺点：专用性太强，而且这种方法的研发工作也主要不是由一般的用户来完成的。（1）多数算法为乘法累加运算（MAC）6、数字信号处理算法的特点音频数据：数据16bit，采样率44kHz，数据率为704Kbps普通电视视频数据：720*576*25*3*8=237Mbps高清视频：192

5、0*1080*60*3*8=2847Mbps（2）输入输出数据量大必须在一个抽样周期内完成全部处理任务。硬实时系统：有危险软实时系统：无危险（3）实时性要求高ProcessingTimeWaitingTimeSampleTimenn+1实时性如何提高?提高处理速度单CPU的处理能力：主频，多处理单元多核CPU处理：计算机体系结构多CPU并行处理：计算机网络提高数据传输速度：ADC,DAC,CPU间高速IO技术实时任务调度：实时操作系统(RTOS):处理时间可预测，各任务尽量满足时限新的算法、优化算法、快速算法DSPs的特点－面向实时系统应用7、DSP芯片的运算速度表示方法MAC时间：一次

6、乘加的时间。（多数为单周期）峰值运算速度：一秒钟最多能执行的指令条数MIPS：每秒执行百万条指令。600M主频DM642，峰值4800MIPs，即48亿/秒MOPS：每秒执行百万次操作。MFLOPS：每秒执行百万次浮点操作。BOPS：每秒执行十亿次操作。FFT执行时间：运行一个N点FFT程序所需时间。FFT运算在数字信号处理中很有代表性。C6416：1024点FFT，10.003us二、DSP的硬件结构与软件特点1、DSP硬件结构总线结构存储器配置CPU结构片上外设TMS320C542功能框图TMS320C6201功能框图TMS320C6678:8核定点、浮点DSP1GHz1.25GHz3

7、20GMAC/160GFLOP@1.25GHz32KBL1P,32KBL1D,512KBL2PerCore4MBSharedL2MulticoreNavigatorNetworkCoprocessors-PacketAccelerator,SecurityAcceleratorSRIO2.1-5GbaudPCIeGen2EthernetMAC100/1000Mbps38所DSP：BWDSP100功能框图4个处