《DSP原理及应用的学习体会.docVIP

这个学期通过《对DSP芯片的原理与开发应用》课程的学习，对DSP芯片的概念、基本结构、开发工具、常用芯片的运用有了一定的了解和认识，下面分别谈谈自己的体会。 一，DSP芯片的概念 数字信号处理(Digital Signal Processing)是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、增强、滤波、估值、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在通信、等诸多领域得到极为广泛的应用。 DSP(Digital Signal Process)芯片,即数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其应用主要是实时快速的实现各种数字信号处理算法。该芯片一般具有以下主要特点： 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法； 程序与数据空间分开，可以同时访问指令和数据； 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问； 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； 快速的中断处理和硬件支持； 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； 可以并行执行多个操作； 支持流水线操作，使取值、译码和执行等操作可以同时进行。 世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国INTEL 公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出的uPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP芯片。 当前，美国德州公司（TI），Motorola公司，模拟器件公司（AD），NEC公司，ATT公司是DSP芯片主要生产商。 选择合适的DSP芯片，是设计DSP应用系统的一个非常重要的环节。一般来说，要综合考虑如下因素：（1），DSP芯片的运算速度；（2），DSP芯片的价格；（3），DSP芯片的硬件资源；4），DSP芯片的运算精度；（5），DSP芯片的开发工具；（6），DSP芯片的功耗等等。 二，DSP芯片的基本结构。 TI公司的TMS320系列芯片的基本结构包括： 哈佛结构。哈佛结构是一种并行体系结构，主要特点是将程序和数据存储在 不同的存储空间中，独立编址，独立访问。由于设立了程序总线和数据总线两条总线，从而使数据的吞吐量提高了一倍。为了进一步提高芯片性能，TMS320系列芯片允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令直接使用；还把指令存储在高速缓冲器(Cache)中，减少从存储器中读取指令需要的时间。 流水线。DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行时间，从而增强了处理器 的处理能力。以三级流水线为例，取指，译码和执行操作可以独立的处理，在第N个指令取指时，前一个（N-1）个正在译码，而第N-2个指令则正在执行。 专用的硬件乘法器。TMS320系列芯片中，有专门的硬件乘法器，乘法可以在 一个周期内完成。 特殊的DSP指令。比如LTD这条指令在一个指令周期内可以完成LT、DMOV 和APAC三条指令。 快速的指令周期。DSP芯片的指令周期可以在200ns以下。TMS320系列芯片的指令周期已经降到了20ns以下。可以满足很多DSP应用的要求。 （三） 开发工具。 可编程DSP芯片的开发需要一整套完整的软硬件开发工具。通常开发工具可以分为代码 生成工具和代码调试工具两类。代码生成工具是将用C或汇编语言编写的DSP程序编译汇编并链接成成可执行的DSP程序。代码调试程序是将DSP程序及系统进行调试，使之能达到设计目标。 就软件开发而言，用DSP芯片的汇编语言编写程序是一件比较繁杂的事情。因为不同公司不同类型的芯片的汇编语言都不尽相同。基于以上原因，各个公司都相继推出了高级语言（如C语言）编译器，使得DSP芯片的软件可以通过高级语言编写而成。 TI的优化C编译器能够产生可与手工编写的汇编语言相比的汇编语言程序，提供了简单的C执行时环境的程序接口，使得关键的DSP算法可用汇编语言实现建立了一定规模的工具库来方便使用。在C编译器中还提供了一个所谓的外壳程序（Shell），可以使C程序的编译、汇编和链接三个过程一次完成。 （四）关于TMS320C54X定点DSP芯片的设计使用。 TMS320C54X定点DSP芯片具有很高的性价比，体积小，功耗低，功能强，已在通信等许多领域得到广泛的应用。 该系列芯片大部分采用低电压供电方式，可以降低功耗，其电源分为两种，内核电源（CVdd）电源和I/O电源(DVdd)。与3.3V的供电相比，2.5V的内核电源可以降低44%的功耗；而I/O电源3.3V可以直接与外部低压器件接口，无需额外的电平转换电路。但是，由于现在很多外围芯片的工作电压都是5V，如EPR