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绪论 数字信号处理技术概述 可编程DSP芯片 DSP开发系统 DSP产品简介 1.1 数字信号处理技术概述 数字信号处理技术： 21世纪是数字化时代，数字信号处理是核心技术。 数字信号处理技术已成为一门主流技术，在电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、信息家电等高科技领域得到了广泛应用。 DSP芯片（数字信号处理器）： 专门针对数字信号处理而设计的一种具有特殊结构的微处理器。 数字信号处理两方面的内容： 算法的研究、数字信号处理的实现方法 数字信号处理的实现方法:P2、P3 用通用的可编程DSP芯片实现 DSP的应用： DSP嵌入式系统已在工业控制、影像视频、宽带、无线通信、图像采集等方面得到广泛而有效的应用 主要应用市场为3C(通信、计算机和消费类） 已成为电子产品更新换代的决定因素 DSP技术的应用 每一个角落，从军用到民用，从航空航天到生产生活，都越来越多地使用DSP。 在航空航天方面，主要用于雷达和声纳信号处理； 在通信方面，主要用于移动电话、IP电话(voice over IP)、ADSL和HFC的信号传输； 在控制方面，主要用于电机控制、光驱和硬盘驱动器； 在测试/测量方面，主要用于虚拟仪器、自动测试系统、医疗诊断等； 在电子娱乐方面，主要用于高清晰度电视(HDTV)、机顶盒(STB)、AC-3、家庭影院、DVD等应用； 还有, 数字相机、网络相机等等都应用了DSP技术。 神六、神七的成功发射，测控技术和DSP技术在飞船的整个监测和控制过程中起到了非常重要作用。 1.2 可编程DSP芯片 DSP含义： Digital Signal Processing（数字信号处理）; Digital Signal Processor(数字信号处理器）。 常指DSP为数字信号处理器。 数字信号处理器是一种适合完成数字信号处理运算的处理器。 什么是数字信号处理器（DSP芯片） 概念：P3 快速(比最快的CPU快10-50倍)、实时、重复性,数值运算密集型 20世纪80年代初：第一块单片可编程DSP芯片诞生 DSP也是一种CPU 广义上讲，DSP、微处理器和微控制器（单片机）等都属于处理器，可以说DSP是一种CPU。 DSP和一般CPU的最大区别：CPU是冯.诺伊曼结构；DSP是数据和地址空间分开的哈佛结构。 DSP芯片的发展历程 三个阶段:80年前后（雏形）、90年前后（成熟）、2000年以后（完善） 70年代: 理论先行：MPU DSP理论和算法基础,分立元件 80年前后: 1978年，AMI公司，S2811 1979年，Intel公司， Intel2920 1982年,TI公司, TMS32010 单指令周期：200ns 应用于军事、航空航天、语音合成、编解码器 80年代中期, 80年代后期, 用于通信,计算机领域 90年前后: TI公司： TMS320C20、 30、40、50系列 单指令周期：100ns 如：TMS32020，第二代产品,基于CMOS工艺,存储容量,运算速度成倍提高,用于语音处理,图像硬件处理技术 如：TMS32030，第三代,用于通信,计算机领域 2000年以后 单指令周期：10ns 应用到通信、计算机、消费领域 多处理器结构 1.2.2 DSP芯片的特点 采用哈佛结构 冯.诺依曼结构： 单存储空间 统一的程序和数据空间 共享的程序和数据总线 程序指令只能串行执行 采用冯.诺依曼结构的处理器 采用冯.诺依曼结构的处理器 哈佛结构 双存储空间 程序存储器和数据存储器分开 程序总线和数据总线分开 独立编址、独立访问 改进型哈佛结构 双存储空间、多条总线 多条数据总线 高速缓冲器（重复指令，只需读入一次） 采用哈佛结构的DSP处理器 采用多总线结构 TMS320C54X：4组总线 单机器周期内可完成的操作： 流水线操作 一条指令分成几个子操作 可并行处理多条指令 流水线深度：2----6级 P6,图1.2.3 专用的硬件乘法器 硬件乘法累加器是DSP区别于通用微处理器的一个重要标志 MAC(乘累加)单元 独立的乘法器和加法器 单周期内完成一次乘法和一次加法运算 MPY,MAC,MACA, MACSU等指令 特殊的DSP指令 EXP:累加器值的指数(指数编码器) FIRS:对称有限冲激响应滤波器 LMS:最小均方值 快速的指令周期 单指令周期： 硬件配置强 接口灵活，片内外设，可方便构成嵌入式系统 高速数据传输能力 支持多处理器结构 高速通信接口 巨大运算量、实时性要求极高的场合 TMS320C80：5个微处理器 1.2.3 DSP芯片的分类 按基础特性分类 静态DSP芯片 一致性DSP芯片 按用途分 通用型DSP芯片 专用型DSP芯片 按数据格式分 定点DSP芯