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嵌入式系统中DSP的应用

摘要：DSP嵌入式系统具有实时性、利于并行处理等优点,这也是嵌入式系统中的

重要技术。本文在讨论嵌入系统基本技术特征的基础上,结合DSP方案与传统

MCU方案的比较,得出DSP具有速度快、功能强、功耗低、价格便宜、软/硬

件开发方便、灵活的结论。

DSPembeddedsystemswithreal-time,conducivetoparallelprocessing,etc.,which

isimportantinembeddedsystemstechnology.Thisarticlediscussedthebasic

technicalcharacteristicsofembeddedsystemsbasedonthecombinationofDSP

programsandtraditionalMCUprogramcomparison,theDSPhasafast,powerful,

lowpowerconsumption,cheap,software/hardwaredevelopmentconvenientand

flexibleconclusions.

关键词：嵌入式系统（embeddedsystem）；DSP；应用（apply）；信息安全

（InformationSecurity）

嵌入式系统实际上就是一个集成化的计算机系统。随着信息技术的发展,应

用领域还对嵌入式系统提出了网络化功能,这就促使嵌入式系统向着更高的集成

化方向发展。

嵌入式系统的发展,主要体现在芯片技术的进步,以及芯片技术限制下的算

法与软件的进步上。对于嵌入式系统来说,核心是具有数据处理和系统管理能力

的计算机系统,因此,只要是以处理器系统为核心的器件,都可以形成嵌入式系

统。这就是说,使用具有强大数据处理功能的DSP器件也可以组成一个嵌入式系统,

并且可以充分发挥DSP器件在数据处理方面的优势,改善嵌入式系统的实时操作

特性。

数字信号处理(DigitalSignalProcessing，简称DSP)是一门涉及许多学科

而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技

术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是

一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号

由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得

到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的

实力。

DSP（digitalsignalprocessor）是一种独特的微处理器，是以数字信号

来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。

再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模

拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数

以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要

的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。

DSP系统的设计还没有非常好的正规设计方法。在设计DSP系统之前，首先必

须根据应用系统的目标确定系统的性能指标、信号处理的要求，通常可用数据

流程图、数学运算序列、正式的符号或自然语言来描述。第二步是根据系统的

要求进行高级语言的模拟。一般来说，为了实现系统的最终目标，需要对输入

的信号进行适当的处理，而处理方法的不同会导致不同的系统性能，要得到最

佳的系统性能，就必须在这一步确定最佳的处理方法，即数字信号处理的算法

（Algorithm），因此这一步也称算法模拟阶段。例如，语音压缩编码算法就是

要在确定的压缩比条件下，获得最佳的合成语音。算法模拟所用的输入数据是实

际信号经采集而获得的，通常以计算机文件的形式存储为数据文件。如语音压缩

编码算法模拟时所用的语音信号就是实际采集而获得并存储为计算机文件形式

的语音数据文件。有些算法模拟时所用的输入数据并不一定要是实际采集的信号

数据，只要能够验证算法的可行性，输入假设的数据也是可以的。在完成第二步

之后，接下来就可以设计实时DSP系统，实时DSP系统的设计包括硬件设计和软件

设计两个方面。硬件设计首先要根据系统运算量的大小、对运算精度的要求、系

统成本限制以及体积、功耗等要求选择合适的DSP芯片。然