【正文】 ，從而提高了運(yùn)行的速度和變程的靈活性。PD7720具有專門的硬件乘法器，從而被認(rèn)為是第一塊單片DSP器件。歷史上一般認(rèn)為，70年代后期推出的Intel2920是第一塊脫離了通用型微處理器結(jié)構(gòu)的DSP芯片。所謂哈佛結(jié)構(gòu)，是將程序指令與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間分開，各自有獨(dú)立的地址與數(shù)據(jù)總線。諾依曼結(jié)構(gòu)，即程序指令和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間和單一的地址與數(shù)據(jù)總線。從而導(dǎo)致了近二十年來(lái)DSP技術(shù)與器件的迅速發(fā)展。雖然人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)越性，但由于受到速度、成本和體積的限制，實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)還難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)純數(shù)字系統(tǒng)，則只需要DSP處理器這一核心部分就行了。以上討論的是模擬信號(hào)數(shù)字處理系統(tǒng)，實(shí)際的系統(tǒng)并不一定要包括它的所有部分，例如有些系統(tǒng)只需要數(shù)字輸出，可直接以數(shù)字形式做其他處理，那么就不需要D/A變換器。數(shù)字信號(hào)處理器即是DSP芯片，本文的主要內(nèi)容即是圍繞DSP芯片的一系列應(yīng)用的介紹。隨之在A/D變換器的保持電路中將抽樣信號(hào)進(jìn)一步變換成數(shù)字信號(hào)。 前置預(yù)濾波器A/D變換 器信號(hào)處理器D/A變換器模擬濾波器X(t)Y(t) 圖2 輸入模擬信號(hào)先經(jīng)過前置預(yù)濾波器，作用是將輸入信號(hào)中高于某一頻率的（稱折疊頻率，等于抽樣頻率的一半）的分量加以濾除，然后在模擬—數(shù)字變換器（A/D變換器）中進(jìn)行周期為T 時(shí)間的抽樣，抽樣后的信號(hào)稱為離散時(shí)間信號(hào)，它只表示一些離散時(shí)間點(diǎn)上的信號(hào)值。2 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的基本組成 我們先討論模擬信號(hào)的數(shù)字化處理系統(tǒng)，此系統(tǒng)先把模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，然后用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行處理，最后再還原成模擬信號(hào)。實(shí)際譜分析技術(shù)中都要用到快速傅立葉變換（FFT）和快速卷積算法。離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)理論和離散傅立葉變換二維處理數(shù)字濾波FIR濾波器的逼近問題IIR濾波器的逼近問題頻譜分析快速傅立葉變換FIR濾波器的綜合IIR濾波器的綜合FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)IIR濾波器的實(shí)現(xiàn)應(yīng) 用 用FFT方法的濾波統(tǒng)計(jì)的頻譜分析頻譜分析儀的實(shí)現(xiàn)硬件 軟件微處理機(jī)量化問題圖1 數(shù)字濾波領(lǐng)域則分為無(wú)限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器和有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器兩部分，及它們的數(shù)學(xué)逼近問題、綜合問題（包括選擇濾波器結(jié)構(gòu)及選擇運(yùn)算字長(zhǎng)）和具體的硬件和軟件問題。本課題設(shè)計(jì)的這個(gè)DSP基帶處理平臺(tái)有相當(dāng)?shù)耐ㄓ眯院涂蓴U(kuò)充性，通過改變寫入EEPROM中的程序和CPLD控制邏輯可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的改變與擴(kuò)充。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可在同一個(gè)DSP平臺(tái)上開發(fā)出各種不同型號(hào)的系列產(chǎn)品，以滿足需求。DSP應(yīng)用廣泛，其主要應(yīng)用市場(chǎng)為3C(Communication、Computer、Consumer通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類)領(lǐng)域?，F(xiàn)在的DSP屬于第五代產(chǎn)品，它與第四代相比，系統(tǒng)集成度更高，將DSP芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。DSP發(fā)展歷程大致分為三個(gè)階段：70年代理論先行，80年代產(chǎn)品普及 ，90年代突飛猛進(jìn)。在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代背景下，DSP已成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。【關(guān)鍵詞】 數(shù)字信號(hào)處理 數(shù)字通信 基帶 硬件 DSP在數(shù)字通信中的應(yīng)用，主要是進(jìn)行基帶信號(hào)處理，如信道編解碼、調(diào)制解調(diào)等。DSP 基 帶 處 理 平 臺(tái)──母板部分設(shè)計(jì)【摘要】數(shù)字信號(hào)處理(DSP)是利用專用或通用的數(shù)字信號(hào)處理芯片，以數(shù)字計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，具有處理速度快、靈活、精確、抗干擾能力強(qiáng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。DSP已經(jīng)成為一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域和獨(dú)立的學(xué)科體系。本文在DSP基帶技術(shù)的基本原理和體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，介紹了自行研發(fā)的一個(gè)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)，針對(duì)該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)展開討論。一、引言數(shù)字信號(hào)處理器是在模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)以后進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理的專用處理器，其處理速度比最快的CPU還快1050倍。DSP將是未來(lái)集成電路中發(fā)展最快的電子產(chǎn)品，并成為電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的決定因素，它將徹底變革人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式。90年代DSP發(fā)展最快，相繼出現(xiàn)了第四代和第五代DSP器件。這種集成度極高的DSP芯片不僅在通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域大顯身手，而且逐漸滲透到人們?nèi)粘ＯM(fèi)領(lǐng)域。DSP技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在于可編程DSP芯片，可編程DSP給系統(tǒng)開發(fā)提供了很大的靈活性。同時(shí)，可編程DSP也為用戶提供了易于升級(jí)的良好途徑。二、DSP 技 術(shù) 簡(jiǎn) 介1 數(shù)字信號(hào)處理理論基礎(chǔ) 數(shù)字信號(hào)處理的學(xué)科概貌見圖1，其中，離散線性移（時(shí)）不變（LSI）系統(tǒng)理論和離散傅立葉變換（DFT）是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。頻譜分析包括兩部分內(nèi)容：（1）確定信號(hào)的頻譜分析，這可采用離散傅立葉變換（DFT）法來(lái)進(jìn)行分析，或者對(duì)于較復(fù)雜的情況，可采用線性調(diào)頻Z變換（CZT）（2）隨機(jī)信號(hào)的頻譜分析，這就是統(tǒng)計(jì)的頻譜分析方法。FFT且可用來(lái)實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器運(yùn)算，而統(tǒng)計(jì)頻譜分析法又可用來(lái)研究數(shù)字信號(hào)處理的量化噪聲效應(yīng)。此系統(tǒng)如圖2所示。抽樣過程即是對(duì)模擬信號(hào)的時(shí)間量化過程。隨后數(shù)字信號(hào)序列通過數(shù)字信號(hào)處理的核心部分，即數(shù)字信號(hào)處理器，按照預(yù)定的要求，在處理器中將信號(hào)序列進(jìn)行加工處理，得到輸出數(shù)字信號(hào)序列。再后，從DSP輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過數(shù)字—模擬（D/A）變換器，將數(shù)字序列反過來(lái)變換成模擬信號(hào)，最后還要經(jīng)過一個(gè)模擬濾波器，以濾除掉不需要的高頻分量，平化成所需的模擬輸出信號(hào)。另一些系統(tǒng)，其輸入就是數(shù)字量，因而就不需要A/D變換器。3 DSP技術(shù)與器件的發(fā)展 在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展初期，人們只是在通用數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行算法研究和處理信號(hào)的確、實(shí)際系統(tǒng)的模擬與仿真。隨著快速傅立葉變換方法的提出和集成電路的發(fā)展，使得用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字濾波和FFT受到了極大關(guān)注。通用型微處理器均采用馮為了進(jìn)一步提高運(yùn)算速度，以滿足實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理算法的要求，當(dāng)前DSP芯片都采用與通用微處理器不同的結(jié)構(gòu)，即哈佛結(jié)構(gòu)。這使得處理指令和數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行，從而為“流水技術(shù)”提供了很大方便，使得處理效率大大提高。NEC公司于1980年前后推出的181。美國(guó)TI公司于1983年推出了TMS系列，標(biāo)志著實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的重大突破。全球現(xiàn)在有多家大公司在生產(chǎn)DSP芯片，包括NEC、MOTOROLA、TI等，其中產(chǎn)量最大，市場(chǎng)占有率最高的是TI公司的。TMS系列產(chǎn)品中2000系列用于控制，5000系列用于普通數(shù)據(jù)量的處理，6000系列用于高性能大數(shù)據(jù)量的處理。同時(shí)在數(shù)字信號(hào)處理算法中，乘法和累加是基本的運(yùn)算，所以DSP中都設(shè)置了硬件乘法器和M