第一章DSP概论第一讲技术分析.ppt

《DSP技术与应用》 李 利 DSP原理及应用 中国水利水电出版社 戴明帧 TMS320C54x DSP结构原理及应用， 北京航空航天大学出版社 彭启宗 TMS320C54x DSP实用教程 电子科技大学出版社 参考教材： 学时：32（含8学时上机实验） 主讲人：陈德宏 安徽工业大学电气信息学院 授课对象:电气,自动化10级 数字信号处理技术的发展: 第一章 绪 论 信号处理在生物医学工程、仪器设备、海洋、遥感、声学、声纳、雷达、地震学、语音通信、数据通信和核子科学等不同的领域都充分显示它的重要性 信号处理主要分为时域分析和频域分析两类。 时域分析和频域分析之间的关系由傅立叶变换和反变换联系起来 信号处理最基本的手段是滤波和谱分析 信号处理算法的模拟实现可靠性、灵活性差，对于某些复杂的算法实现起来困难 奈奎斯特采样理论奠定了数字信号处理的基础 60年代和70年代，数字信号处理技术以理论研究为主 , 美国科学家A.V.Oppenheim和R.W.Schafer共同撰写的《DIGITAL SIGNAL PROCESSING》是数字信号处理历史上一本里程碑式的经典著作 在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障诊断也密切相关。近年来新兴的一些学科，如：人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。 数字信号处理技术研究的对象从早期的确定信号拓展到平稳随机信号、非平稳随机信号、时变信号和非高斯信号等，几乎覆盖了现实生活的每一个角落。同时数字信号处理也因此成为一门具有完整体系的交叉学科 在20世纪80年代出现了专门为数字信号处理设计的电子器件，其中以DSP最引人注目。伴随着微电子技术的突飞猛进，DSP的更新步伐也越来越快，其应用扩展到军事、工业、通信等诸多领域，成为现代化技术的重要组成部分。 图1-1 典型的数字信号处理系统 1.1.1 数字信号处理系统的构成 1.1.2 数字信号处理的实现 （1）在通用的微机上用软件实现。 （2）利用特殊用途的DSP芯片来实现。 （3）利用专门用于信号处理的通用DSP芯片来实现。 （4）用FPGA/CPLD用户可编程器件来实现。 1.1.3 数字信号处理的特点 与模拟系统（ASP）相比，数字系统具有如下特点： （1）精度高 （2）可靠性高 （3）灵活性大 （4）易于大规模集成 （5）可获得高性能指标 二、DSP的发展历史 世界上第一个单片 DSP 芯片： 1978年 AMI公司发布的 S2811 1979年 Intel公司发布的2920 1980 年 NEC 公司推出的μP D7720 有乘法器 无单周期乘法器 最成功的DSP 芯片当数美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称TI） 1982年推出了第一款定点DSP芯片TMS32010，随后发展了七代，如：C1X、C2X、C2XX、C5X、C54X及C6X定点DSP 浮点运算处理器DSP发展了三代，如：C3X、C4X、C67X 多处理器发展了一代，如：C8X 美国模拟器件公司（Analog Devices，简称AD）在DSP芯片市场上也占有一定的份额 其定点DSP芯片有ADSP2101/2103/2105、ASDP2111/2115、ADSP2161/2162/2164以及ADSP2171/2181， 浮点DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062等 除了TI，AD公司、Motorola公司、LUCENT公司占据剩余市场，现在世界上DSP有300多种，其中定点200多种 自1980年以来，DSP芯片的运算速度 、乘法器部件占模片区（die area）、片内RAM数量 、制造工艺 、引脚数量得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛 年份 1982年 1992年 1999年 制造工艺 4?m NMOS 0.8?m CMOS 0.3?m CMOS MIPS 5MIPS 40MIPS 100MIPS MHz 20MHz 80MHz 100MHz 内部RAM 144字 1K字 32K字 内部ROM 1.5K字 4K字 16K字 价格 $150.00 ＄15.00 $5.00~$25.00 功耗 250mW/MIPS 12.5mW/MIPS 0.4