第1章 dsp综述 - 副本

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1、课程基本描述n课程名称：DSP原理及应用n英文译名：DSPPrincipleandApplicationn总学时:30讲课学时:18实验学时:12n先修课程：单片机原理、数字电路、C语言n目的及意义：通过该课程的学习，使学生能够在未来具体工作中，在DSP选择、系统设计以及进一步深入研究方面具备良好的基础。教材高等学校“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月第1版2007年8月第2版张毅刚赵光权等编著参考书(1)TMS320LF240xDSP硬件开发教程,江思敏,机械工业出版社。(2)TMS

2、320LF240xDSP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。第1章数字信号处理器(DSP)综述1.1什么是DSPDSP-DigitalSignalProcessor，是数字信号处理器，是指以数字信号来处理大量信息的器件，特别适合于实现各种数字信号处理运算的微处理器。DSP-DigitalSignalProcessing，是数字信号处理算法的缩写，数字信号处理理论及算法。早期－

3、在计算机上仿真，算法实现。现在－20世纪70年代以来，随着计算机技术及大规模集成电路的发展，开始在“数字信号处理器”上实时处理。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、网络及家电等得到广泛的应用。1.2DSP技术的发展及现状1965年，Cooler和Tukey发明了快速傅立叶算法（FFT），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，FF

4、T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，但一般认为，70年代后期的Intel推出Intel2920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。20世纪90年代以后，由于超大规模集成电路、微处理器技术的迅猛发展，数字信号处理无论在理论上还是在工程应用中，日趋完善和成熟。特别是20世纪90年代中期，通信、Inte

5、rnet网络、个人消费电子、数字电视、多媒体技术等方面的旺盛需求，极大地刺激了数字信号处理理论，尤其是数字信号处理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，已成为不少新兴科技：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。DSP主要厂商：美国TI、ADI、Motorola、Zilog等公司。TI公司位居榜首，全球DSP市场的占有率约为60％左右。经过近30年的发展，DSP技术取得了长足进步。为适应新的需求，DSP技术在以下几方面发展迅速：（1）多总线、多流水线和多处理器并行；（2）低电压、低功耗；（

6、3）系统芯片SOC；（4）新的DSP理论（1）多总线、多流水线和多处理器并行在一些实时性要求很高、涉及大量数据计算的场合（雷达、声纳），单片DSP的处理能力还是不能满足要求。因此，多总线、多流水线和多处理器并行就成为提高系统性能的重要途径之一。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。（2）低电压、低功耗随着DSP的处理速度越

7、来越快，功耗也随越大。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，迫切要求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生产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。（3）系统芯片集成－SOC系统芯片集成－SOC（SystemonChip)技术，是下一代DSP产品的主要发展方向之一。芯片技术(IC)能降低电子产品成本和体积，SOC将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上，体积更小。最近，可将8个DSP核

8、（每个具有1亿个晶体管）集成到拇指大的一块芯片上。2010年，可将12个DSP核