dsp原理及結(jié)構(gòu)ppt課件(已修改)
2025-01-18 14:04 本頁面
【正文】 第六章 DSP原理及結(jié)構(gòu) DSP技術(shù)概述 ? 數(shù)字信號處理 （ Digital Signal Process, DPS）是利用計算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。 一、數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法 在通用計算機(jī)上用軟件（如 Fortran、C語言）實現(xiàn)； 在通用計算機(jī)系統(tǒng)中加上專用的加速處理機(jī)實現(xiàn)； 用通用的單片機(jī)實現(xiàn)，這種方法可用于一些不太復(fù)雜的數(shù)字信號處理，如數(shù)字控制等； 用通用的可編程 DSP芯片實現(xiàn)。與單片機(jī)相比， DSP芯片具有更加適合于數(shù)字信號處理的軟件和硬件資源，可用于復(fù)雜的數(shù)字信號處理算法； 用專用的 DSP芯片實現(xiàn) ，在一些特殊的場合，要求的信號處理速度極高，用通用 DSP芯片很難實現(xiàn)，例如專用于 FFT、數(shù)字濾波、卷積等算法的 DSP芯片，這種芯片將相應(yīng)的信號處理算法在芯片內(nèi)部用硬件實現(xiàn)，無需軟件編程。 二、 DSP系統(tǒng) DSP系統(tǒng)的構(gòu)成 典型 DSP系統(tǒng) DSP的主要特點 （ 1）普遍采用數(shù)據(jù)總線和程序總線分離的 哈佛結(jié)構(gòu) ，允許取指令和執(zhí)行指令進(jìn)行全部重疊進(jìn)行；可直接在程序和數(shù)據(jù)空間之間進(jìn)行信息傳送，減少訪問沖突，從而獲得高速運算能力。 （ 2）大多采用 流水技術(shù) ，即每條指令都由片內(nèi)多個功能單元分別完成取指、譯碼、取數(shù)、執(zhí)行等步驟，從而在不提高時鐘頻率的條件下減少了每條指令的執(zhí)行時間。 DSP通常有三級以上的流水線。 （ 3）在每個時鐘周期執(zhí)行 多個操作 。針對濾波、相關(guān)、矩陣運算等需要大量乘法累加運算的特點， DSP大都配有獨立的乘法器和加法器，使得在同一周期內(nèi)可以完成相乘、累加兩個運算。有的 DSP可以同時進(jìn)行乘、加、減運算，大大加快了 FFT的蝶形運算速度。 （ 4）片內(nèi)有多種總線可以同時進(jìn)行取指令和多個數(shù)據(jù)存取操作，并且有輔助寄存器用于尋址，它們可以在當(dāng)前訪問前 /后自動修改內(nèi)容以指向下一個要訪問的地址（自動變址），并且支持循環(huán)尋址和位反序?qū)ぶ贰? （ 5）具有軟、硬件等待功能，能與各種存儲器接口。 （ 6）許多 DSP芯片帶有 DMA通道控制器 ，以及 串行通信口 等，配合片內(nèi)多總線結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)塊傳送速度大大提高。 （ 7）具有功能強(qiáng)大的 DSP指令，如乘法指令（ MPY）、倍乘累加指令（ MAC）等。 DSP系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 （ 1）通用數(shù)字信號處理：數(shù)字濾波、卷積、相關(guān)、 FFT、自適應(yīng)濾波、波形發(fā)生等。 （ 2）通信領(lǐng)域：高速調(diào)制解調(diào)器、編 /譯碼器、傳真、程控交換機(jī)、衛(wèi)星通信、IP電話等。 （ 3）語音處理：語音識別、合成、矢量編碼、語音信箱等。 （ 4）自動控制：磁盤、光盤、發(fā)動機(jī)控制等。 （ 5）儀器儀表：測量數(shù)據(jù)譜分析、自動監(jiān)測及分析、暫態(tài)分析等。 （ 6）圖形 /圖像處理：三維圖像變換、模式識別、圖像增強(qiáng)等。 （ 7）醫(yī)學(xué)電子： CT掃描、超聲波、核磁共振等。 （ 8）軍事與尖端科技：雷達(dá)和聲納信號處理、雷達(dá)成像、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。 （ 9）計算機(jī)與工作站：計算機(jī)加速卡、圖形加速卡。 （ 10）消費電子：數(shù)字電視、圖形 /聲音壓縮解壓裝置。 DSP產(chǎn)品的現(xiàn)狀 定點 DSP有 200多種，浮點 DSP有 100多種。主要生產(chǎn) :TI 公司、 AD公司、 Lucent、 Motorola和 LSI Logic公司。 主導(dǎo)產(chǎn)品： TI 公司的 TMS320C54xx(16bit 定點 )、 TMS320C55xx(16bit 定點 )、 TMS320C62xx(32bit 定點 )、 TMS320C67xx(16bit 浮點 ) Motorola公司的 DSP68000系列 三、 DSP系統(tǒng)的設(shè)計流程 器件選擇 16bit定點 DSP：最早以 TMS320C10/C2X為代表，現(xiàn)在以 TM320C2XX/C54XX為代表。 32 bit浮點 DSP：代表產(chǎn)品 ADSP210
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