第1篇_DSP综述.ppt

教材 哈尔滨工业大学“十一五”规划教材 《TMS320LF240x系列 DSP原理、开发与应用》 哈尔滨工业大学出版社 2006年8月 张毅刚 赵光权 孙宁 俞洋 编著 参考书(见教材参考文献) (1) TMS320LF240xDSP硬件开发教程,江思敏,机械工业出版社。 (2) TMS320LF240xDSP应用程序设计教程,清源科技,机械工业出版社。 (3) TMS320LF240xDSP结构、原理及应用,刘和平,北京 航空航天大学出版社. (4) TMS320LF/LC24系列DSP的CPU与外设,徐科军等编译,清华大学出版社。 (5) TMS320X281x系列DSP原理及应用,徐科军等,北京航空航天大学出版社。 (6) TMS320X28xxx原理与开发,苏奎峰等,电子工业出版社。 学时：28 +8 考核 第1章 数字信号处理器(DSP)综述 1.1 什么是DSP DSP-Digital Signal Processor(数字信号处理器 ) 特别适合于实现各种数字信号处理运算的微处理器。过去受集成电路技术和数字化器件发展水平限制，只限于理论概念的讲授和仿真。 早期－在计算机上仿真，算法实现。 现在－在DSP上实时处理 DSP也可是Digital Signal Processnig（数字信号处理）的缩写，国内常用DSP代表数字信号处理器。 由于DSP具有： （1）丰富的硬件资源 （2）改进的并行结构 （3）高速的数据处理能力和功能强大的指令系统 已成为世界半导体产业中紧随微处理器与微控制器（单片机）之后的又一个热点 在通信、航空、航天、机器人、工业自动化、自动控制、网络及家电 广泛的应用。 1.2 DSP技术的发展及现状 1965年，快速傅立叶算法（FFT），使傅立叶分析的速度提高了数百倍，为数字信号处理的应用奠定基础。 但由于当时的计算机技术和数字电路技术发展水平的限制，FFT应用受到限制。 20世纪70年代，由于集成电路技术的发展，使用硬件实现FFT和数字滤波的算法成为可能。 1978年，AMI公司宣布第一个DSP问世，但人们一般认为，20世纪70年代后期推出的Intel 2920才是第一片具有独立结构的DSP。 1981年，美国德州仪器（TI）公司 研制出了著名的TMS320系列的首片低成本、高性能的DSP－TMS320C10。使DSP技术向前跨出了意义重大的一步。 90年代后，由于VLSI、微处理器技术的发展，数字信号处理无论在理论上还是在工程应用中，都是发展最快的学科之一，且日趋完善和成熟。 90年代中期，由于Internet网络的迅猛发展和高清晰度数字电视的研究以及各种网络通信、多媒体技术的普及和应用，极大地刺激了数字信号处理理论、DSP技术在工程上的实现和推广应用。 DSP的性能指标不断提高，价格不断下降，获得广泛应用，已成为新兴科技：通信、多媒体系统、消费电子、医用电子等飞速发展的主要推动力。 例如，TI公司的某型号DSP，设置了6个8bit的通信口，既可作级联，也可作并行连接。每个口都有DMA能力。 AD公司的SHARC系列DSP为满足多片互联的需要，专门设置有LINK链路口，可无缝连接多达6片DSP，组成一定的拓扑结构的网络，这些都是专门为多处理器应用而设计的。 提高性能的另一方法：把DSP内核集成在一个芯片内。如TI公司推出的TMS320C80（又称多媒体视频处理器）内有5个强有力、可编程的DSP处理器。 随着DSP处理速度越来越快，功耗也越大，特别是在电池供电的便携式及嵌入式小型或微型设备中的大量使用，要求DSP在提高工作性能的同时，降低工作电压，减少功耗。为此，各DSP厂家积极研制并陆续推出多种低电压、低功耗芯片。 例如，TI公司的TMS320VC5416，内核工作电压只有1.5V，有的DSP设置了多种节能等待状态。 总之，低电压和低功耗已成为DSP的重要技术指标之一。 系统芯片集成－SOC（System on Chip) 技术 随着半导体工艺的迅速发展以及超大规模集成电路（VLSI）设计技术的飞速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是System On Chip(SOC)，即片上系统。 下一代DSP产品的主要发展方向之一。 SOC的核心思想就是把整个应用电子系统（除无法集成的电路），全部集成在一个芯片中。避免了大量的PCB板的设计及板机的调试工作。 在SOC设计中，设计者根据所设计的系统的固件特性和功能要求，把各种通用处理器内核以及各种外围功能部件模块作为SOC设计公司的标准库，与许多其它嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中一种标准的器件，用标准的 VHDL等语言描述，