DSP硬件系统概述演示版.ppt

DSP的开发环境 基于DSP处理器的开发流程 DSP总体设计 根据需求写出任务说明书 根据任务书确定技术指标 DSP芯片及外围芯片 总体设计确定软硬件分工 软件设计说明书 硬件设计说明书 软件编程与调试 硬件（.sch / .pcb ） 系统集成 硬件调试 系统测试、样机完成、中试、产品测试与生产 DSP软件设计 硬件系统设计 确定硬件方案 器件选型 原理图设计 PCB图设计 硬件调试 系统分析 系统综合 精选 课件 精选 课件 精选 课件 精选 课件 精选 课件 精选 课件 精选 课件 精选 课件 精选 课件 数字信号处理的实现 DSP硬件系统 一、DSP硬件系统概述 DSP的含义 DSP（Digital Signal Processing）也就是我们常说的数字信号处理，它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，滤波，估值，增强，压缩，识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。 DSP芯片就是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。 DSP芯片的特点 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据（哈佛结构） 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 DSP芯片的特点 快速的中断处理和硬件I/O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，使取指，译码和执行等操作可以重叠执行 抗混叠滤波器(Anti-aliasing filter)： 模数转换前将采集的高频信号滤掉 模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）： 模拟信号转换为数字信号 数字信号处理器件： 可进行DSP处理（通用与专用算法）的MPU 数模转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC） 数字信号转换为模拟信号 抗镜像滤波器(Anti-image filter) 把AO输出的模拟信号（阶梯状）重构为 光滑的模拟信号 典型实时数字信号处理的基本部件 典型实时数字信号处理系统框图 实时数字信号处理技术的发展 利用X86处理器完成实时数字信号处理 选择范围较宽 主板及外设资源丰富 多种操作系统可供选择 开发、调试较为方便 数字信号处理能力不强 硬件组成较为复杂 系统体积、重量较大，功耗较高 抗环境影响能力较弱 优点 缺点 实时数字信号处理技术的发展 利用通用微处理器（ARM、单片机）完成实时数字信号处理 可选范围广 硬件组成简单系统 功耗低，适应环境能力强 信号处理的效率较低 内部DMA通道较少 优点 缺点 利用可编程逻辑阵列（FPGA）进行实时数字信号处理 适合高速信号处理 具有专用数字信号处理结构 开发需要较深的硬件基础 调试困难 实时数字信号处理技术的发展 优点 缺点 利用数字信号处理器（DSP）实时实现数字信号处理 （本课程的对象） 适合高速信号处理 具有专用数字信号处理结构 适应实时实时信号处理的场合 开发需要较深的硬件基础 调试困难 器件可选范围稍小 实时数字信号处理技术的发展 优点 缺点 基于通用DSP处理器的DSP系统 数字信号处理器的主要应用 基本信号处理 ：滤波器 、FFT 、窗函数等 通信：调制解调 、数据加密 、多路复用 等 语音：语音编码 、合成 、识别、增强等 图形图像：图像压缩、视频处理、机器人视觉 等 军事：雷达信号处理 、导弹制导等 仪器仪表：频谱分析 、锁相环 等 控制 ：自动驾驶 、磁盘控制等 医疗 ：助听、超声设备、患者监护等 家用电器：智能玩具 、数字电话、数字电视等 数字信号处理器的存储结构 处理器的存储结构分为两大类 冯·诺依曼结构（X86、单片机等）:三总线（AB 、DB和CB）结构，程序空间与数据空间统一 哈佛结构 （DSP）：程序访问总线和数据访问总线分开，程序存储空间与数据存储空间分开 DSP采用了哈佛结构和多套地址、数据总线 双总线存储器结构 流水线结构将指令的执行分解为取指、译码、取操作数和执行等几个阶段 TMS320C54xx DSP 采用6级流水线 TMS320C6xxx DSP 采用8级流水线 TMS320C55xx DSP的流水线分为 指令流水线 执行流水线 数字信号