第一章 DSP实验课程简介及要求_31.ppt

DSP技术及应用实验 32位浮点DSP 理论课程内容及规划 第一讲 DSP硬件原理（以TS20X为例） DSP处理器结构的组成及原理 DSP最小系统的组成以及原理 第二讲 DSP软件开发以及实验系统的组成 DSP的开发方法及开发工具 实验系统组成及实验原理 DSP实验内容：32bit浮点DSP实验，分两部分进行成绩考核。 第一部分： 4个实验专题，为引导性实验，讲义中包括实验内容及参考程序。 专题1 VisualDSP++的使用（熟练掌握编程软件） （ 实验一） 专题2 在simulator中完成常见信号处理算法以及利用软环境完成 基本DMA传输 （ 实验二） 专题3 利用实验板EZKIT实现定时中断、外部中断等操作，可以控 制 实验板上的LED和DMA传输。 （实验三） 专题4 数据采集与滤波处理（FIR滤波器设计，FIR滤波器设计,以 及自适应滤波算法的实现） （实验四） 考核方式：上实验课时点到登记以及检查实验结果和数 据。 DSP含义 Digital Signal Processing 数字信号处理 Digital Signal Processor 数字信号处理器 DSP应用领域 由于DSP强大的功能和特点，已经被越来越广泛的应用到各个领域，例如：数字信号处理（数字滤波，卷积等），通信（高效调制/解调、自适应均衡、IP处理、软件无线电等），语音处理，图形/图像处理（图像变换、压缩、解压等），自动控制（高精度、高速度伺服控制），军事/航空航天（雷达、声呐信号处理、制导/火控系统、定位系统等），消费电子（数字高清电视（HDTV）、多媒体信息处理、汽车电子）等。 常用处理器性能的比较 GPP VS. DSP VS. ASIC GPP 通用处理器，PC中的CPU就是常见的一种，其主频比较高，功耗大，不适合于嵌入式系统以及消费类电子设计;其带有操作系统，进行软件开发简单方便。 DSP 性能比较高，功耗低；内部结构针对数字信号处理进行了优化，如带有内部乘法器、各个功能模块以及能够并行运算；算法都是由软件实现的，可用C、ASM语言编程算法，使用比较灵活，适合于嵌入式应用。 ASIC 专用集成芯片处理器，FPGA属于其中一种。其硬件结构是为完成一种算法而设计的，内部结构最优，主频可以达到很高。但是其开发周期长，成本比较高。对于小型系统的开发，其资源浪费比较严重。 数字信号处理器分类 数字信号处理器（Digital Signal Processor,简称DSP）是一种专门用来实现各种数字信号处理算法的微处理器 。 DSP按用途分成专用的DSP和通用的DSP。专用的DSP用来实现某些特定的数字信号处理功能，如数字滤波、FFT等 ，不需要编程 ，处理速度快；通用DSP则有完整的指令系统，通过编程来实现各种数字信号处理功能 ，相对灵活。 数字信号处理器的特点 DSP除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制功能外，针对实时数字信号处理，在处理器结构、指令系统、指令流程上具有许多新的特征，其特点如下： (1)算术单元 具有硬件乘法器和多功能运算单元，硬件乘法器可以在单个指令周期内完成乘法操作，这是DSP区别于通用的微处理器的一个重要标志。多功能运算单元可以完成加减、逻辑、移位、数据传送等操作。新一代的DSP内部还包含多个并行的运算单元,以提高其处理能力。 针对滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘和累加运算的特点，DSP的算术单元的乘法器和加法器，可以在一个时钟周期内完成相乘、累加两个运算。DSP可以同时进行乘、加、减运算，大大加快了FFT的蝶形运算速度。 (2)总线结构 传统的通用处理器采用统一的程序和数据空间、共享的程序和数据总线结构，即所谓的冯·诺依曼结构。DSP普遍采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构或者改进的哈佛结构，极大的提高了指令执行速度。片内的多套总线可以同时进行取指令和多个数据存取操作，许多DSP片内嵌有DMA控制器，配合片内多总线结构，使数据块传送速度大大提高。 （3） 专用寻址单元 DSP面向数据密集型应用，伴随着频繁的数据访问，数据地址的计算也需要大量时间。DSP内部配置了专用的寻址单元，用于地址的修改和更新，它们可以在寻址访问前或访问后自动修改内容，以指向下一个要访问的地址。地址的修改和更新与算术单元并行工作，不需要额外的时间。 DSP的地址产生器支持直接寻址、间接寻址操作，大部分