DSP原理与开发教案分析.ppt

第二章 如何开始DSP的学习与开发 2.1 DSP的基本知识 2.2 DSP与MCU、ARM、FPGA的区别 2.3 学习开发DSP需要的知识 2.4 如何选择DSP 2.5 DSP开发所需要的准备工具以及开发平台的搭建 2.1DSP的基础知识 DSP最早的时候是由TI公司设计用来在玩具上的一款芯片，经过20-30年的发展，如今DSP已经成为我们数字化信息时代的一种主控芯片，被广泛应用到各个领域里面，例如通信，我们的手机里面很多是使用DSP做主控芯片的，另外家电中的变频空调、冰箱等都是用DSP做主控芯片。但是目前国内还没有能力来设计和生产DSP芯片。DSP还被应用到航空航天，工业的测量、控制，生物医学工程以及军事等很多领域。 DSP具有两层含义;一个是数字信号处理技术，另外一个就是数字信号处理器，以往大家接触到的多是偏于理论的，在本课程中我们为大家讲述的主要是数字信号处理器，更具体一点是TI公司生产的TMS320F2812这一款芯片的使用，如何将数字信号处理技术应用到数字信号处理器当中。 2.2 DSP与MCU、ARM、FPGA的区别 DSP的特点；采用哈佛结构，程序空间与数据空间是分开的，使得CPU能够同时访问指令和数据，从这一点来看可以发现DSP比单片机等采用冯诺依曼结构的MCU先进很多。但单片机价格很低。 TI公司的C2000系列DSP的价格相对来说也比较便宜，性价比高，除了强大的数据处理能力以外在控制领域应用也很广泛。 ARM是一个面向低预算市场的微处理器，具有比较强的事物管理功能，适合用来做操作系统，主要的有事体现在控制方面。 FPGA是现场可编程门阵列的缩写，内部含有含有大量的逻辑单元阵列，用户可以通过对FPGA内部的逻辑模块和IO模块进行重新配置，来实现用户自己的功能，使用FPGA可以大大缩短数字电路的设计时间，但FPGA的价格非常贵。 2.3 学习开发DSP需要的知识 主要分为软件和硬件两部分 对于软件部分而言，在dsp的开发过程中主要是采用C语言编写的，在一些对于时间要求比较严格的情况下可能会采用汇编语言，有了C 语言的基础我们就可以学习DSP的开发。 硬件部分：我们所接触到的硬件的基本原理都是相通的，如果大家有了单片机的基础学习DSP还是比较简单的。 2.4 DSP芯片的选择 DSP的选型是主要考虑的是处理速度、功耗（功耗越小越好）、存储空间（又分为程序存储空间和数据存储空间）、片内资源（比如片内定时器、IO口、DMA通道数，中断的数量） （1）系统特点每种DSP都有自己比较适合的应用领域。以TI公司的DSP为例，C2000系列处理器提供多种控制系统使用的外围设备，比较适合控制领域；C5000系列处理速度快、功耗低、相对成本低廉等特点，主要用于便携设备及消费类电子设备使用；C6000系列预算速度快，精度高，更适合图像处理、通信设备领域。因此在系统设计是首先要根据系统特点进行处理器的选择。 （2）算法格式DSP分为定点和浮点两类。数字信号处理算法有多种，不同系统、不同算法对算法格式和处理进精度要求不同，浮点运算可以实现大的动态数据范围。采用浮点DSP设计系统时，一般不需要考虑处理的动态范围和精度，更适合高级语言编写，但成本和功耗较高。可以通过算法模拟确定动态范围和精度，确定选用的DSP类型。 （3）处理速度处理速度是选择DSP时最重要的考虑因素，与时钟的频率有密切关系。 （4）功耗 （5）性价比。 TI公司目前主推的DSP有C2000、C5000、C6000、达芬奇、OMAP等几个系列 C2000主要用于数字控制和运动控制，常用的有24系列和28 系列。其中2406、2407、2802、2812是定点的芯片，28335是浮点的芯片。本教程主要来讲2812。C2000些列主要用于控制领域，他的一个主要特点是有大量的外设资源，比如说有AD、定时器、各种串口（包括同步的和异步的）、看门狗、CAN总线和PWM发生器，只有C2000系列的DSP里面才有FLASH和异步通信串口（能够和PC机连接进行通信）。 C5000主要面向低功耗的首次设备无线终端，主频可达到80M-400M之间。用的比较多的是C55系列和C54系列。当前来说C5000些列应用的比较少。 C6000主要面向高端的宽带网络、数字图像处理。C6000系列的只提供BGA封装的，也只能够用于多层的PCB板。用的比较多的是C64XX和C67XX。 达芬奇系列用的比较多的是安全监控领域。用得较多的比如DM642。 OMAP系列实际上是在DSP的基础上增加了一个RAM核，是一个双核的处理器。继承了RAM的命令和控制功能，加上DSP的实时信号处理能力使得比较适合用于