DSP原理及应用——TMS320DM6437 课件 第一章：DSP概述.pptx

DSP原理及应用

第一章绪论;第一章绪论

;1.1数字信号处理概述;1.2DSP芯片;1.2DSP芯片;1.2.2.DSP芯片的特点

（1）存储器采用哈佛结构

微处理器的存储器结构主要有冯·诺依曼（VonNeumann）结构和哈佛（Harvard）结构两类。

冯·诺依曼（VonNeumann）结构，

只有一个存储器空间、一套地址总

线和一套数据总线，程序和数据都

存放到这个存储器空间，且统一分

配存储地址。因此执行运算时，处

理器必须分时访问程序和数据空间。

;哈佛（Harvard）结构，程序存储器和数据存储器分开，每个存储器都有独立的地址总线和数据总线，可同时从程序存储器取指令和从数据存储器取操作数，从而实现并行工作，提高运算速度。

;（2）多通路、多总线结构

DSP芯片都采用多总线结构，可同时进行取指令和多个数据存取操作，使CPU在一个机器周期内可多次对程序空间和数据空间进行访问，大大提高了DSP的运行速度;（3）流水线操作

流水线（Pipeline）操作是将指令的执行分解为预取指（Prefetch）、取指（Fetch）、译码（Decode）、寻址（Access）、取数（Read）、执行（Execute）等几个阶段。如图所示。在TMS320C64x+DSP中，每个周期内可执行8条指令。

;（4）独立的硬件乘法累加单元

由于数字信号处理任务中，都包含有大量重复的乘法和累加操作，通用处理器的乘法运算使用软件进行移位或加法来实现，需要若干个机器周期，而DSP处理器使用专门的硬件乘法器，并使用累加器来处理多个乘积的累加，即通过DSP指令集中的MAC指令实现单周期乘加运算，从而有效提高了数字信号处理的速度。

（5）具有特殊的DSP指令;（6）独立的DMA总线和控制器

DSP处理器中设置了独立的DMA总线和控制器，通过与CPU的程序总线和数据总线并行工作，使得在数据传输时不影响CPU及其总线的工作，从而提高数据吞吐率，加快信号处理速度，如TMS320C64x中使用了64个独立通道的增强型DMA（EDMA）总线及控制器。;（7）硬件配置强

新一代DSP芯片集成了众多类型的硬件设备，包括定时器、串行口、并行口、主机接口（HPI）、DMA控制器、等待状态发生器、中断处理器、PLL时钟产生器、JTAG标准测试接口、ROM、RAM及FLASH等，从而提高了DSP的处理速度、降低了系统功耗，简化了接口设计、方便了多处理器扩展，非常适于嵌入式便携数字设备应用。

（8）支持多处理器结构

支持多处理器结构，可以实现完成巨大运算量的多处理器系统，即将算法划分给多个处理器，借助高速通信接口来实现计算任务并行处理的多处理器阵列;1.2.3.DSP的分类

DSP芯片可以按照基础特性（工作时钟或指令类型）、用途、数据格式进行分类。

基础特性（工作时钟或指令类型）：

静态DSP：在一定时钟频率范围内的任何频率上都能正常工作。

一致性DSP：对于两种或两种以上DSP芯片，其指令集和相应机器代码及管脚结构相互兼容。

用途：

通用型DSP：可用指令编程的DSP芯片，通过编程可实现复杂的数字信号处理算法，具有较强处理能力。

专用型DSP：为特定DSP运算而设计，针对某一应用算法，由内部硬件电路实现，适于数字滤波、FFT、卷积等特殊运算。

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数据格式：

定点DSP：以定点数据格式工作，大多数定点DSP芯片采用16位定点运算。

浮点DSP：以浮点数据格式工作，浮点格式包括自定义浮点格式和IEEE标准浮点格式。;

数据格式：

定点DSP：以定点数据格式工作，大多数定点DSP芯片采用16位定点运算。

浮点DSP：以浮点数据格式工作，浮点格式包括自定义浮点格式和IEEE标准浮点格式。;1.2DSP芯片;TMS320系列DSP主要由三大支撑平台构成，包括：

TMS320C2000（主要用于包括电机控制等的系统控制优化领域）

TMS320C5000（主要用于便携式、低功耗消费电子产品）

TMS320C6000（主要用于高速信号处理及高性能图像、

视频处理领域）;1.3.1DSP系统的构成

;1.3.2?DSP系统的设计流程;1.3.3?算法开发

1.3.4?DSP芯片的选择

（1）速度

（2）价格

（3）硬件资源

（4）运算精度

（5）芯片的功耗;1.3.5DSP技术的应用

（1）信号处理：滤波，FFT,

（2）通信:调制解调，自适应滤波

（3）语音：语音编码，语音合成

（4）图形图像：图像增强，图像处理，

（5）军事：雷达，制导

（6）仪器仪表：频谱分析，数据采集

（7）自动控制：发动机控制

（8）医疗工程：医疗设备

（9）家用电器：