实时信号处理(研究生).ppt

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1、高速实时信号处理.主讲人:苏涛博士,教授研究方向:快速算法研究高速实时信号处理系统研究研究内容:并行实时信号处理机设计信号处理软件包和算法库数字信号处理器:DSP大规模可编程器件:FPGA/EPLD雷达信号处理重点实验室目录第一章实时信号处理概述信号处理的发展信号处理分类高速信号处理的实际需要信号处理的现状实时信号处理分类实时信号处理举例第二章实时信号处理的设计流程算法仿真DSP软件设计方法的变革Matlab仿真DSP软件设计Matlab下的DSP集成设计环境第三章基本原理和算法基本结构采样定理正交插值-数字正交采样数据格式谱

2、分析和FFT数字滤波器设计卷积和相关的快速算法自适应信号处理矩阵运算图像和语音处理通信信号处理的常用算法雷达信号处理的常用算法第四章数字前端和后端设计射频收发子系统中频设计模拟数字转换数字模拟转换模拟、数字频率预处理第五章处理单元的实现方法多种数字信号处理器的比较并行处理器DSP处理系统设计过程FPGA/CPLD设计滤波器、FFT？？？Matlab与DSP开发的结合？？？？？第六章多处理器系统设计系统拓扑结构选择性能指标开发难度第七章数据存储和通信运算和IO的平衡运算和IO的并行—DMA各种类型的存储器数据通信方式PCI/CP

3、CI总线VME总线点对点通信LVDS技术第八章硬件设计高速电路设计的特殊性传输线效应电磁兼容和信号完整性同步和异步电路高速存储器负载匹配电源设计和电平转换模数混合电路第九章软件工程系统实现的软件化开发手段的演变DSP的程序设计和优化操作系统测试开发层次分化软硬件协同设计第十章实时信号处理系统的优化设计折衷设计效率、成本和兼容性功耗和散热抗干扰设计可靠性设计冗余设计加密优化改进进度估计第十二章系统设计的考虑第十三章系统设计实例滤波器设计电力信号监测设备图像处理通用信号处理机设计空时二维雷达自适应信号处理讲述这门课的目的：实时信号

4、处理中的：系统设计、关键技术参考书：高性能ＤＳＰ与高速实时信号处理：７、８章：算法应用、并行处理系统设计ＤＳＰ接口电路设计与编程：2、３、4、５、６章：硬件选型、电路设计、系统设计第一章实时信号处理概述1.1信号处理的发展信号处理:信息的变换和提取，是将信息从各种噪声、干扰的环境中提取出来，并变换为一种便于为人或机器所使用的形式。从某种意义上说，信号处理类似于“沙里淘金”的过程：它并不能增加信息量(即不能增加金子的含量)，但是可以把信息(即金子)从各种噪声、干扰的环境中(即散落在沙子中)提取出来，变换成可以利用的形式(如金条等

5、等)。信号以多种形式存在于自然界中，信号处理可按多种形式进行。光信号经过透镜、偏振器可以得到处理。但通常所说的信号处理，几乎无例外地以电信号的形式进行。其他形式的信号可以通过传感器转化为电信号。电信号通常可以分为两大类：一类是时间和幅度都连续取值的模拟信号；另一类是时间和幅度只能取某些离散值的数字信号。所以，信号处理也分为模拟信号处理和数字信号处理两大类。由模拟信号处理发展到数字信号处理二十世纪70年代以来，数字技术快速发展并普及数字技术的显著优点是：（1）高稳定性与高精度：与模拟系统相比，其特性不易受使用条件影响，稳定性、可

6、靠性高，计算精度高以加法器为例，模拟电路采用了运放、电阻、电容。电源电压，阻、容误差，负载阻抗匹配，温度漂移都使加法结果不精确或不稳定。同样的电路，其电气特性无法一致。如存在1%的误差，调整校正很难--温度变化后，重新调整。数字电路：若采用16位定点，精度即可达到1/65536=1.5*10-5，若采用32位浮点，精度即可达到1.7*10-38（2）高度的灵活性：即可以通过在线重构（CPLD）或软件编程（DSP/PC）在相同的硬件上完成不同的处理功能。（3）便于大规模集成：随着微电子技术的发展，数字电路的集成度越来越高，使数字

7、系统体积小，重量轻，可靠性高，且便于批量生产。（4）可以完成模拟系统无法具备的各种复杂处理功能。复杂的信号处理方法如自适应算法、小波。（5）便于存储和精确回放-验证；模拟信号用磁带存储，数字信号用磁盘存储，注意：存储同样质量的电视信号，磁带体积小于磁盘（目前），为降低容量，目前数字化后的电视信号质量不如原模拟信号。（6）便于系统联网，信息共享。广义的DSP概念：数字信号处理的简称。包括各种数字信号处理的算法，Matlab中的术语：诸如DFT及FFT变换，FIR数字滤波等；还指数字信号处理得以实现的硬件设备，即各种数字信号处理系

8、统。狭义的DSP概念：专门指DSP处理器芯片。如TI公司的TMS系列芯片，ADI公司的SHARC系列芯片等。本课程中的DSP概念指DSP处理器芯片，它与CPU、FPGA并列作为数字信号处理的关键硬件核心。1.2信号处理分类理论分析和仿真计算:预先研究,模拟分析,系统设计前的仿