【正文】 做成 ASIC 保密性能幾乎無(wú)懈可擊 18 信號(hào)的采樣頻率與 DSP系統(tǒng)的運(yùn)算速度相比較低的場(chǎng)合。 DSP的含義 數(shù)字信號(hào)處理 (Digital Signal Processing) 數(shù)字信號(hào)處理的理論和算法 數(shù)字信號(hào)處理 器 (Digital Signal Processor) 實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理算法的微處理器 芯片 10 DSP的基本概念 ? 一個(gè)典型的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng) 抗混疊濾波A / D 微處理器 平滑濾波D / Ax ( t ) x ( n ) y ( n ) y ( t ) 微處理器是數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的核心部件， 通常采用DSP芯片 ，也可采用其它處理器芯片 A/D與 D/A轉(zhuǎn)換器建立起了數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)模擬世界之間的橋梁。 總成績(jī) =考試成績(jī) *+作業(yè)實(shí)驗(yàn) *+考勤 * 3 有關(guān)本課程學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)建議 本課程的前期基礎(chǔ)課程 數(shù)字電路、微機(jī)原理、單片機(jī)原理及應(yīng)用、數(shù)字信號(hào)處理 本課程是一門(mén)實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科， 對(duì) 于課程的理解主要在于課下的功課。 Application of DSP 2 本課程的要求 考勤： 嚴(yán)禁曠課、遲到，隨機(jī)點(diǎn)名，無(wú)故曠課達(dá) 30%，取消期末考資格；遲到、早退三次算一次曠課。 有事提前請(qǐng)假，點(diǎn)名后補(bǔ)假條無(wú)效； 作業(yè)： 每人準(zhǔn)備一個(gè)筆記本，作業(yè)本 ，不能用單頁(yè)紙，學(xué)期末作業(yè)本就是一本復(fù)習(xí)提綱。 硬件 /軟件同樣重要、不可偏廢 硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ) , 軟件是系統(tǒng)的靈魂 4 課堂授課時(shí)間分配 : (40學(xué)時(shí) ) ? CH1 概述 — 4 ? CH2 TMS320VC33結(jié)構(gòu) — 6 ? CH3 存儲(chǔ)器和高速緩沖器 — 2 ? CH4 外圍 — 6 ? CH5 數(shù)據(jù)格式和浮點(diǎn)運(yùn)算 — 2 ? CH6 尋址方式 — 6 ? CH7 匯編語(yǔ)言指令 — 4 ? CH8 流水線操作 — 2 ? CH9 公共目標(biāo)文件 — 2 ? CH10 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換與引導(dǎo) — 2 ? CH11 硬件應(yīng)用 — 2 ? 復(fù)習(xí)答疑 — 2 5 第一章 DSP技術(shù)概述 基本內(nèi)容和要求： 1．了解數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理器的概念 2．理解可編程 DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)； 3．了解 DSP芯片與其他微處理器的優(yōu)缺點(diǎn)； 4．理解 DSP系統(tǒng)的基本組成及設(shè)計(jì)步驟； 5．掌握 DSP系統(tǒng)中的 DSP芯片的選擇原則； 6．掌握描述 DSP運(yùn)算速度的指標(biāo)； 7. 了解 DSP技術(shù)新的發(fā)展動(dòng)態(tài)、芯片型號(hào)及應(yīng)用領(lǐng)域。 11 )1(. . .)1()()()(11010?????????????LnxhnxhnxhinxhnyLLii? 一個(gè)典型的數(shù)字信號(hào)處理算法 — FIR濾波器 乘與累加（ MAC） 是數(shù)字信號(hào)處理中的典型計(jì)算 12 ? 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中 微處理器的選擇 ? 通用微型計(jì)算機(jī)（ PC機(jī)） ? 普通單片機(jī)（如 MCS5 96系列等） ? 專(zhuān)用集成電路（ ASIC） ? DSP處理器 優(yōu)點(diǎn)：編程容易，便于實(shí)現(xiàn) 缺點(diǎn)：速度慢、成本高、體積大，難以進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)處理和嵌入式應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)：成本低廉 缺點(diǎn)：性能差、速度慢 優(yōu)點(diǎn)：速度高、大規(guī)模生產(chǎn)成本低； 缺點(diǎn)：開(kāi)發(fā)成本高、通用性差。 系統(tǒng) n 信道 1 信道 2 信道 n 實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。 (8) 具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持。 ? 主要器件有： TI公司的 TMS320C 50系列，Motorola公司的 DSP5600、 9600系列， ATamp。它集成了代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能，而且支持 C/C++和匯編的混合編程。 芯片的片內(nèi)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可達(dá)到幾十 K字，而片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可達(dá)到 16M 48位和 4G 40位以上。 集濾波、 A/D、 D/A、 ROM、 RAM和 DSP內(nèi)核于一體的模擬混合式 DSP芯片已有較大的發(fā)展和應(yīng)用。例如在一個(gè)三級(jí)流水線操作中，取指，譯碼和執(zhí)行操作可以獨(dú)立地處理，這可使指令執(zhí)行能夠完全重疊。這樣可以大量降低 FIR的計(jì)算時(shí)間。 并行、跳轉(zhuǎn)、延遲指令 31 四 DSP芯片的分類(lèi) ? 定點(diǎn)和浮點(diǎn) 定點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快、精度低，動(dòng)態(tài)范圍小 TI： C1X、 C2X、 C5X Motorola:MC56000 AD:ADSP21xx 浮點(diǎn)：數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍大，運(yùn)算精度高，實(shí)時(shí)性好 TI： C3X、 C4X、 C8X Motorola:MC96001 ATamp。 只有選定了 DSP芯片才能進(jìn)一步設(shè)計(jì)其外圍電路及系統(tǒng)的其它電路。主要用于通信領(lǐng)域 ， 如 IP電話機(jī)和 IP電話網(wǎng)關(guān) 、 數(shù)字式助聽(tīng)器 、 便攜式聲音 /數(shù)據(jù) /視頻產(chǎn)品 、 調(diào)制解調(diào)器 、 手機(jī)和移動(dòng)電話基站 、 語(yǔ)音服務(wù)器 、 數(shù)字無(wú)線電 、 小型辦公室和家庭辦公室的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)系統(tǒng) 。 2） 圖像處理 完成圖像壓縮 、 圖像傳輸 、模式及光學(xué)特性識(shí)別 、 加密 /解密 、 圖像增強(qiáng)等 。 浮點(diǎn) DSP芯片 ， 程序存儲(chǔ)器為 48位 ， 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為 40位 ， 支持 32位單精度和 40位擴(kuò)展精度的 IEEE浮點(diǎn)格式 ， 內(nèi)部具有 32 48位的程序 Cache， 有 3至 4個(gè)外部中斷源 ?？梢詫ぶ?4M字的外部存儲(chǔ)器。內(nèi)部具有 10個(gè) 96位或 32位基于寄存器的累加器。 R I SCM C U c ore181。 M 200 32 b i t R I SC cor e? V ol ta ge ( 電源電壓 )187。 0. 9 m W / M H z D SP187。 0. 32 181。AD 的新 DSP CORE 44 1． DSP芯片的運(yùn)算速度 MAC時(shí)間： 一次乘法和一次加法的時(shí)間 。 MIPS： 每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令 。 選擇芯片考慮的因素 45 2． DSP芯片的價(jià)格 如果采用價(jià)格昂貴的 DSP芯片 ， 即使性能再好 ， 其應(yīng)用范圍也受到一定限制 ， 尤其是民用產(chǎn)品 。 46 5． DSP芯片的開(kāi)發(fā)工具 在 DSP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中 ， 如果沒(méi)有開(kāi)發(fā)工具的支持 ， 要想開(kāi)發(fā)一個(gè)復(fù)雜的 DSP系統(tǒng)幾乎是不可能的 。 47 一般地講： 定點(diǎn) DSP芯片的價(jià)格較便宜 ， 功耗較低 ，但運(yùn)算精度稍低 。