信息化的基础是数字化.pdf

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1、信息化的基础是数字化。数字化的核心技术之一是数字信号处理。数字信号处理的任务在很大程度上需要由DSP器件来完成。DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速发展的前沿技术。CollectedbyliefenDSP的特点DSP是什么DigitalSignalProcessing数字信号处理DSP处理器与通用处理器的比较硬件和软件结构的特点硬件结构的特点软件的特点开发环境开发环境DSP软件开发流程开发工具集成开发环境（CCS,CodeComposerStudio）开发工具比较DSP诸侯大致性能比较芯片选用指南AnalogDevicesA

2、DSP-21xxTigerSharcDSPSHARCDSPLucentDSP-16xxDSP16000MotorolaDSP-56800DSP563xxLucent/MotorolaStarCoreSC100TexasInstrumentTMS320C2000TMS320C5000TMS320C6000DSP的特点DSP是什么DigitalSignalProcessing数字信号处理作为一个案例研究，我们来考虑数字领域里最通常的功能：滤波。简单地说，滤波就是对信号进行处理，以改善其特性。例如，滤波可以从信号里清除噪声或静电干扰，

3、从而改善其信噪比。为什么要用微处理器，而不是模拟器件来对信号做滤波呢？我们来看看其优越性：•模拟滤波器（或者更一般地说，模拟电路）的性能要取决于温度等环境因素。而数字滤波器则基本上不受环境的影响。•数字滤波易于在非常小的宽容度内进行复制，因为其性能并不取决于性能已偏离正常值的器件的组合。•一个模拟滤波器一旦制造出来，其特性（例如通带频率范围）是不容易改变的。使用微处理器来实现数字滤波器，就可以通过对其重新编程来改变滤波的特性。信号处理方式的比较比较因素模拟方式数字方式修改设计修改硬件设计，或调整硬件参数改变软件设置的灵活性精度元

4、器件精度A/D的位数和计算机字长，算法可靠性和受环境温度、湿度、噪声、电磁不受这些因素的影响可重复性场等的干扰和影响大尽管已有一些模拟集成电路，但DSP器件体积小、功能强、功耗小、大规模集品种较少、集成度不高、价格较一致性好、使用方便、性能/价格成高比高除开电路引入的延时外，处理是实时性由计算机的处理速度决定实时的高频信号可以处理包括微波毫米波乃至光按照奈准则的要求，受S/H、A/D的处理波信号和处理速度的限制DigitalSignalProcessor数字信号处理器微处理器（Microprocessor）的分类通用处理器（GP

5、P）•采用冯.诺依曼结构，程序和数据的存储空间合二而一•8-bitApple（6502），NECPC-8000（Z80）•8086/286/386/486/Pentium/PentiumII/PentiumIII•PowerPc64-bitCPU（SUNSparc，DECAlpha,HP）•CISC复杂指令计算机,RISC精简指令计算机•采取各种方法提高计算速度，提高时钟频率，高速总线，多级Cashe，协处理器等SingleChipComputer/MicroControllerUnit（MCU）•除开通用CPU所具有的ALU和

6、CU，还有存储器（RAM/ROM）寄存器，时钟，计数器，定时器，串/并口，有的还有A/D，D/A•INTELMCS/48/51/96（98）•MOTOROLAHCS05/011DSP•采用哈佛结构，程序和数据分开存储•采用一系列措施保证数字信号的处理速度，如对FFT的专门优化MCU与DSP的简单比较MCUDSP低档高档低档高档指令周期(ns)60040505乘加时间(ns)190080505US$/MIPS1.50.50.150.1DSP处理器与通用处理器的比较考虑一个数字信号处理的实例，比如有限冲击响应滤波器（FIR）。用数学

7、语言来说，FIR滤波器是做一系列的点积。取一个输入量和一个序数向量，在系数和输入样本的滑动窗口间作乘法，然后将所有的乘积加起来，形成一个输出样本。类似的运算在数字信号处理过程中大量地重复发生，使得为此设计的器件必须提供专门的支持，促成了了DSP器件与通用处理器（GPP）的分流：1对密集的乘法运算的支持GPP不是设计来做密集乘法任务的，即使是一些现代的GPP，也要求多个指令周期来做一次乘法。而DSP处理器使用专门的硬件来实现单周期乘法。DSP处理器还增加了累加器寄存器来处理多个乘积的和。累加器寄存器通常比其他寄存器宽，增加称为结果

8、bits的额外bits来避免溢出。同时，为了充分体现专门的乘法-累加硬件的好处，几乎所有的DSP的指令集都包含有显式的MAC指令。2存储器结构传统上，GPP使用冯.诺依曼存储器结构。这种结构中，只有一个存储器空间通过一组总线（一个地址总线和一个数据总线）连接到处