DSP第1章绪论

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1、DSP应用与开发技术前导课程:微机原理,单片机原理,数字信号处理理论+实验教学：32+16学时第一章：绪论★概述★可编程DSP芯片★TMS320系列DSP概述第一章：绪论1.DSP与DSP技术☉DSP(DigitalSignalProcessing)----数字信号处理的理论和方法。☉DSP(DigitalSignalProcessor)----用于数字信号处理的可编程微处理器。☉DSP技术(DigitalSignalProcess)----是利用专门或通用数字信号处理芯片，通过数字计算对信号进处理的方法与技术。第一章：绪论__1.1概述

2、2.CPU、MCU、DSP区别与联系20世纪70年代微处理器问世以来，一直沿着3个方向发展。这三类微处理器各有其特点。虽然在技术上不断借鉴和交融，但又有各自不同的应用领域。☉CPU：微型计算机中央处理器。（如：奔腾、酷睿等）☉MCU：单片微型计算机（如MCS-51，MCS-96等）☉DSP：可编程的数字信号处理器。第一章：绪论__1.1概述第一章：绪论__1.1概述3.DSP技术发展的两个领域☉理论：数字信号处理的理论和方法近年来得到迅速的发展，为各种实时处理的应用提供了方法基础。如：声音图像压缩编码，加密解密，调制解调，智能天线。☉应用

3、：为了满足市场需求，随着微电子科学与技术的进步，DSP的性能在迅速提高。如：时钟频率超过1.GHZ；处理速度每秒上百亿次，32位浮点运算，吞吐率超过2Gbit/s☉两者关系：理论推动应用，应用促进理论发展。4.DSP的理论基础它以众多的经典理论体系作为自己的理论基础，同时它又是新兴学科理论基础。经典理论体系：微积分，概率统计，随机过程，数值分析，网络理论，通信理论，控制论。新兴学科：人工智能，模糊识别，神经网络。第一章：绪论__1.1概述5.DSP的实现方法（1）PC机软件实现。（C语言、MATLAB语言等）主要用于DSP算法的模拟与仿真

4、，验证算法的正确性和性能。优点是灵活方便，缺点是速度较慢。（2）PC机+专用处理机。专用性强，应用受到很大的限制，不便于系统的独立运行。（3）通用单片机（51、96系列等）适用于简单的DSP算法，完成一些不太复杂的数字信号处理任务，如数字控制等。第一章：绪论__1.1概述5.DSP的实现方法（续一）（4）专用DSP芯片。（特殊功能：如：FFT、数字滤波、卷积、相关等算法）这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无须进行编程。处理速度极高，但专用性强，应用受到限制。（5）通用可编程DSP芯片。具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件

5、资源，可用于复杂的数字信号处理算法，特点是灵活、速度快，可实时处理。第一章：绪论__1.1概述5.DSP的实现方法（续二）本课程主要讨论数字信号处理的软硬件实现方法，即利用数字信号处理器(DSP芯片)，通过配置硬件和编程，实现所要求的数字信号处理任务。第一章：绪论__1.1概述6.DSP系统的特点（与模拟信号处理系统相比）☉接口简单、方便。电气特性简单，数据流采用标准协议。☉精度高、抗干扰能力强，稳定性好。仅受量化误差，有限字长影响，信噪比高，器件性能影响小。☉编程方便、易于实现复杂算法（含自适应算法）。DSP芯片提供高速计算平台，可实现

6、复杂的信号处理。第一章：绪论__1.1概述6.DSP系统的特点（续一）☉可程控。当系统的功能和性能发生改变时，不需要重新设计、装配、调试。如：数字滤波：低通、高通、带通…。软件无线电：不同工作模式电台通信。虚拟仪器：滤波器、频谱仪等。☉集成方便。因为DSP芯片内除DSP芯片还有一定的外围电路。第一章：绪论__1.1概述第一章：绪论__1.2可编程DSP芯片1.DSP芯片的结构特点（1）改进的哈佛结构（2）多总线结构多总线结构可以保证在一个机器周期内多次访问程序空间和数据空间。如：TMS320C54x内部有P、C、D、E4条总线(每条总线又

7、包括地址总线和数据总线)，可以在一个机器周期内从程序存储器取1条指令、从数据存储器读2个操作数和向数据存储器写1个操作数，大大提高了DSP的运行速度。第一章：绪论__1.2可编程DSP芯片（3）流水线技术DSP处理器流水线技术是将各指令的各个步骤重叠起来执行，而不是一条指令执行完成之后，才开始执行下一条指令。第一章：绪论__1.2可编程DSP芯片（4）多处理单元DSP内部一般包括多个处理单元，如算术逻辑运算单元(ALU)、辅助寄存器运算单元(ARAU)、累加器(ACC)及硬件乘法器(MUL)等。它们可以在一个指令周期内同时进行运算。多处理

8、单元结构，特别适用于大量乘加操作的矩阵运算、滤波、FFT、Viterbi译码等。第一章：绪论__1.2可编程DSP芯片第一章：绪论__1.2可编程DSP芯片（5）指令周期短、功能强采用先进的制