信息工程系通信工程畢業(yè)論文-基于dsp的fft的實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-11 11:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)字信號(hào)處理中的常用運(yùn)算執(zhí)行的盡可能快，這就決定了 DSP 的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。適合數(shù)字信號(hào)處理的關(guān)鍵技術(shù)： DSP 包含乘法器、累加器、特殊地址產(chǎn)生器、領(lǐng)開銷循環(huán)等；提高處理速度的關(guān)鍵技術(shù)：流水線技術(shù)、并行處理技術(shù)、超常指令（ VLIW）、超標(biāo)量技術(shù)、 DMA 等。從廣義上講， DSP、微處理器和微控制器（單片機(jī)）等都屬于處理器，可以說 DSP 是一種 CPU。 DSP 和一般的 CPU 又不同，最大的區(qū)別在于： CPU 是馮 .諾伊曼結(jié)構(gòu)的； DSP 是數(shù)據(jù)和地址空間分開的哈佛結(jié)構(gòu)。 芯 片 芯片的基本結(jié)構(gòu) : 數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 是一種可編程的高性能處理器 ,近年來發(fā)展很快 ,它不僅適用于數(shù)字信號(hào)處理 ,而且在圖像處理、語音處理、通信等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。 DSP 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了低成本、低功耗、高性能的處理能力 ,以 DSP 作為核心是智能化制造技術(shù)中智能控制器的發(fā)展方向。離散傅立葉變換 (DFT) 是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的工具之一。但由于 DFT 的計(jì)算量太大 ,應(yīng)用受到限制。 DSP 的出現(xiàn)使 FFT 的實(shí)現(xiàn)變得更方便。 TMS320L F240x 系列數(shù)字信號(hào)處理器是 TI 公司基于電機(jī)的控 制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 ,它將高性能的 DSP 內(nèi)核和豐富的微控制器外設(shè)功能集于一個(gè)芯片中 ,為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個(gè)理想的解決方案。在 TMS320 系列DSP 基礎(chǔ)上 , TMS320L F240xDSP 有以下一些特點(diǎn) : 1) 采用高性能靜態(tài) CMOS 技術(shù) ,使得供電電壓降為 3. 3 V ,減少了控制器的功耗 。30 MI/ s 的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到 33 ns ,提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。 2) 片內(nèi)有高達(dá) 32 kB 的 FLASH 程序存儲(chǔ)器 ,高達(dá) 1. 5 kB 的數(shù)據(jù) / 程序 RAM ,544 B 雙口 RAM(DARAM) 和 2 kB 的單口 RAM(SARAM) 。 3) 兩個(gè)事件管理器模塊 EVA 和邵陽學(xué)院 DSP 課程 設(shè)計(jì)（論文） 3 EVB ,每個(gè)包括 :兩個(gè) 16 位通用定時(shí)器 ,8 個(gè) 16 位的脈寬調(diào)制 (PWM) 通道。 4) 可擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器 (L F2407) 總共 192 kB 的空間 :64 kB 程序存儲(chǔ)器空間 。64 kB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間 。64 kB I/ O 尋址空間。 5) 10 位 A/ D 轉(zhuǎn)換器最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為 500 ns ,可選擇由兩個(gè)事件管理器來觸發(fā)兩個(gè) 8 通道輸入 A/ D 轉(zhuǎn)換器或一個(gè) 16 通道輸入的 A/ D 轉(zhuǎn)換器。此外 ,還有看門狗定時(shí)器模塊 (WDT) ,控制器局域網(wǎng)絡(luò) (CAN) 2. 0 模塊 ,串行通信接口 ( SCI) 模塊 ,16 位串行外設(shè) (SPI) 接口模塊 ,40 個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入 / 輸出引腳 ( GPIO) 等。 系統(tǒng)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)過程 : 由于數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)是以數(shù)字信號(hào)處理理論為基礎(chǔ)，所以具有數(shù)字信號(hào)處理的全部優(yōu)點(diǎn)： (1)接口方便 DSP 系統(tǒng)與其它以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)或設(shè)備都是相互兼容的，比模擬系統(tǒng)與這些系統(tǒng)接口要容易的多。 (2)編程方便 DSP 系統(tǒng)中的可編程 DSP 芯片可以使設(shè)計(jì)人員在開發(fā)過 程中靈活方便的進(jìn)行修改和升級(jí)，可以將 C 語言與匯編語言結(jié)合使用。 (3)具有高速性 DSP 系統(tǒng)的運(yùn)行較高，最新的 DSP 芯片運(yùn)行速度高達(dá) 10GMIPS 以上。 (4)穩(wěn)定性好 DSP 系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ)， 受周圍環(huán)境，如噪聲、溫度等的影響小、可靠性高； (5)精度高 例如 16 位數(shù)字系統(tǒng)可以達(dá)到 105 的精度； (6)可重復(fù)性好 模擬系統(tǒng)的性能受元件參數(shù)性能變化影響大，而數(shù)字系統(tǒng)基本不受影響，更便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。 (7)集成方便 DSP 系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模生產(chǎn)。 當(dāng)然 DSP 也存在一定的缺點(diǎn)。例如，對(duì)于一些簡單的信號(hào)處理任務(wù)，如與模擬交換線的電話接口，若采用 DSP 則使成本增加。另外， DSP 系統(tǒng)中的高速時(shí)鐘通邵陽學(xué)院 DSP 課程 設(shè)計(jì)（論文） 4 常在幾十兆赫，可能帶來高頻干擾和電磁泄漏等問題， 而且 DSP 的功率消耗在系統(tǒng)中也是較大的。此外， DSP 技術(shù)發(fā)展得很快，數(shù)學(xué)知識(shí)要求多，開發(fā)和調(diào)試工具還很不完善。雖然 DSP 系統(tǒng)還存在一些缺點(diǎn)，但是隨著近兩年來 DSP 技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，成本的下降，很多問題都得到了緩解。其突出的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)使其在通信、語音、圖像、雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)控制、儀器儀表等許多領(lǐng)域得到越來 越廣泛的應(yīng)用。 一般來說 DSP 的設(shè)計(jì)過程應(yīng)遵循一定的設(shè)計(jì)流程，如圖 示。 圖 DSP 基本設(shè)計(jì)流程 3 快速傅里葉變換 的原理 對(duì) N
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