dsp的實(shí)現(xiàn)ii硬件實(shí)現(xiàn)(已修改)
2025-05-26 12:21 本頁(yè)面
【正文】 第九章 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)此編輯標(biāo)題內(nèi)容 Visual Identification System 1 概述 2 DSP簡(jiǎn)介 3 DSP的開發(fā) 4 DSP的應(yīng)用 Digital Signal Processor 概述 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法： ?通用可編程數(shù)字信號(hào)處理器件（ DSPs）實(shí)現(xiàn) ?專用 DSP芯片實(shí)現(xiàn) ? 在通用計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)； ?通用單片機(jī)（ MCU）實(shí)現(xiàn)； 通用處理器（ GPP）： ? 8bit Apple（ 6502）， ?NEC PC8000（ Z80） ? 8086/286/386/486/ ?Pentium/Pentium II/ Pentium III ? PowerPc 64bit CPU ?（ SUN Sparc， DEC Alpha, HP） ? 事務(wù)密集型處理機(jī)制 高時(shí)鐘頻率、高速總線等 ? 馮 .諾依曼結(jié)構(gòu)：統(tǒng)一的程序和數(shù)據(jù)空間 ? 采取各種方法提高計(jì)算速度： 控制密集型處理機(jī)制 單片機(jī)（ MCU): ? INTEL MCS/48/51/96（ 98） ? MOTOROLA HCS05/011 4bit、 8bit單片機(jī)多應(yīng)用于玩具、家電及工業(yè)控制； 16bit單片機(jī)除控制功能外，還有較強(qiáng)的信息處理的能力。但實(shí)時(shí)處理較困難。 例如：電腦洗衣機(jī)，倒車?yán)走_(dá)（富士通） 硬件電路設(shè)計(jì) CPU 用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射的控制信號(hào)、檢測(cè)回波信號(hào)、測(cè)量超聲波往返時(shí)間、計(jì)算汽車與障礙物之間的距離、顯示測(cè)量距離以及驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。為了測(cè)量汽車尾部與障礙物之間的最小距離，必須在汽車尾部安裝多個(gè)超聲波傳感器（本方案安裝 4個(gè)），測(cè)量時(shí)巡回檢測(cè)各個(gè)探頭與障礙物之間的距離，以各距離的最小值作為最終測(cè)量距離。為了提高測(cè)量距離，必須利用功率放大電路為超聲波傳感器提供足夠的能量。由于超聲波在空氣中傳輸會(huì)有一定的能量損耗，而且發(fā)射出去的超聲波只有一小部分能夠反射回來(lái)并被超聲波傳感器所接收，超聲波傳感器接收到的信號(hào)極其微弱，而且形狀不規(guī)則。為了便于 CPU 對(duì)信號(hào)的識(shí)別，在信號(hào)進(jìn)入 CPU 之前必須對(duì)其進(jìn)行放大、整形。 硬件電路設(shè)計(jì) 測(cè)量板實(shí)物 顯示板實(shí)物 數(shù)字信號(hào)處理器 （ DSP） ： 最有可能 實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜運(yùn)算 的器件！ 運(yùn)算密集型處理機(jī)制 DSP簡(jiǎn)介 1. 哈佛結(jié)構(gòu)，且是多總線結(jié)構(gòu)； Ven Neumann Harvard 2.“流水線（ pipeline）式 ” 的指令執(zhí)行； 3. 獨(dú)立的 乘法器 和 加法器 , 保證在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可同時(shí)完成相乘和累加兩個(gè)運(yùn)算； 數(shù)字信號(hào)處理中最常用的運(yùn)算： 乘法 累加一條指令完成 1010( ) ( )( ) ( ) ( )1( ) ( ) ( )NnknkNxnX k x n Wy n x k h n kr m x n x n mN???? ? ??????????? DSP提供了 “ 并行（ parallel） ”工作的能力。所謂并行，是指多個(gè) DSP，或DSP內(nèi)部的多個(gè)單元同時(shí)在完成一個(gè)共同的任務(wù)； ： (On chip Memory )。 專用尋址單元： (Addressing Logic )與ALU并行工作 。所有這些設(shè)置，都是為了提高運(yùn)行速度； 7. 高的時(shí)鐘速度，極快的運(yùn)算能力； MIPS： 百萬(wàn)條指令 /秒 6. 為方便數(shù)據(jù)的讀、寫及與片外設(shè)備的通信，DSP上一般都集成有 DMA、串行通信口、定時(shí)器及中斷處理器等，具有和不同速度存儲(chǔ)器相連接的硬件和軟件的等待功能； TMS320C64系列的 DSP 最大時(shí)鐘速度可達(dá) 600MHz， 因此 ， 時(shí)鐘 周期僅為 ,其運(yùn)算能力可達(dá) 4800MIPS； TMS320C6201 DSP 時(shí)鐘： 200MHz， 運(yùn)算能力： 1600MIPS。 1024點(diǎn)的 FFT， 盡需要 70us。 該系列特別適用于圖像處理、三維成像、多媒體及其它高速運(yùn)算的場(chǎng)合。 DSP芯片上有片上的 A/D及脈寬調(diào)制通道（ PWM），這一類 DSP除了有強(qiáng)的運(yùn)算能力外，還有著很好的控制能力 ； 總之 ， 先進(jìn)周密的硬件設(shè)計(jì) 、 方便完整的指令系統(tǒng) 、 配套的開發(fā)工具以及高速 、 實(shí)時(shí)信號(hào)處理市場(chǎng)的巨大需要 ， 從而使 DSP微處理器在飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中異軍突起 。 目前 ， 數(shù)字
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