1、DSP原理及應用電信學院：張蕾參考書1顧 衛(wèi) 鋼 ， 手 把你 學 DSP 基 于TMS320X281X，北京航空航天大學2 三恒星科技，TMS320F2812 DSP原理與應用實例，電子工業(yè)3，數(shù)字信號微處理器的原理與開發(fā)， 天津大學，20044張雄偉，曹鐵勇編著，DSP芯片的原理與開發(fā)應用（第2版），電子工業(yè)，20005王念旭編著，DSP基礎與應用系統(tǒng)設計，北京航空航天大學，2001主講內容1 如何開始DSP的學習和開發(fā)2 TMS320X2812的結構資源及性能3 TMS320X281x的硬件設計4 如何構建一個完整的工程5 CCS3.3的常用操作6 使用C語言操作DSP的寄存器7 存儲器

2、的結構/映像及CMD文件的編寫8 X281x的時鐘和系統(tǒng)控制9 通用輸入/輸出多路復用器GPIO10 CPU定時器11 X2812的中斷系統(tǒng)第1章如何開始DSP的學習和開發(fā)1.1 DSP基礎知識1.2 DSP芯片1.3 DSP系統(tǒng)1.4 DSP產品簡介1.5 DSP開發(fā)平臺1.6 如何學好DSP？1.1 DSP基礎知識DSP的前身是TI公司設計的用于玩具上的一款芯片，經過二三十年的發(fā)展，在許多科學家和工程師的努力之下，如今DSP已經成為數(shù)字化信息時代的核心引擎，被廣泛應用于通信、家電、航空航天、工業(yè)測量、控制、生物醫(yī)學工程以及軍事等許許多多需要實時實現(xiàn)的領域。1.1.1 什么是DSP？DSP=

3、Digital Signal ProcessingDSP=Digital Signal Processor1.1.3 DSP與MCU/ARM/FPGA的區(qū)別DSP 數(shù)字信號處理MCU 單片機，價格便宜ARM 擅長跑系統(tǒng)、界面。手持設備市場占有份額高。FPGA 現(xiàn)場可編程邏輯陣列，開發(fā)數(shù)字電路， 提高系統(tǒng)可靠性。價格昂貴復雜應用場合，采用多個處理器同時運行， 取長補短。1.2 DSP芯片1.2.1 DSP芯片的發(fā)展概況DSP芯片誕生于20世紀70年代末，至今已經得到 了突飛猛進的發(fā)展，并經歷了以下三個階段。第一階段，DSP的雛形階段（1980年前后）。1978年AMI公司生產出第一片DSP芯片S

4、2811。1979年美國Intel公司發(fā)布了商用可編程DSP器件Intel2920,由于內部沒有單周期的硬件乘法器，使芯片的運算速度、數(shù)據(jù) 處理能力和運算精度受到了很大的限制。運算速度大約為單指 令周期200250ns，應用領域僅局限于軍事或航空航天部門。這個時期的代表性器件主要有：Intel2920（Intel）、mPD7720（NEC）、TMS32010（TI）、DSP16（AT&T）、S2811（AMI）、ADSp21（AD）等。1.2 DSP芯片1.2.1 DSP芯片的發(fā)展概況第二階段，DSP的成熟階段（1990年前后）。這個時期的DSP器件在硬件結構上更適合數(shù)字信號處理的要求，能進行

5、硬件乘法、硬件FFT變換和單指令濾波處理，其 單指令周期為80100ns。如TI公司的TMS320C20，它是該公司的第二代DSP器件, 采用了CMOS制造工藝，其存儲容量和運算速度成倍提高，為 語音處理、圖像硬件處理技術的發(fā)展奠定了基礎。20世紀80年代后期，以TI公司的TMS320C30為代表的第三代DSP芯片問世，伴隨著運算速度的進一步提高，其應用范圍逐步擴大到通信、計算機領域。這個時期的器件主要有:TI公司的TMS320C20、30、40、 50系列，Motorola公司的DSP5600、9600系列，AT&T公司的DSP32等。1.2 DSP芯片1.2.1 DSP芯片的發(fā)展概況第三階

6、段，DSP的完善階段（2000年以后）。這一時期各DSP制造商不僅使信號處理能力更加完善,而且使系統(tǒng)開發(fā)更加方便、程序編輯調試更加靈活、功耗進一步降低、成本不斷下降。尤其是各種通用外設集成到片上,大大地 提高了數(shù)字信號處理能力。這一時期的DSP運算速度可達到單指令周期10ns左右，可在Windows環(huán)境下直接用C語言編程,使用方便靈活，使DSP芯片不僅在通信、計算機領域得到了廣泛的應用，而且逐漸滲透到人們日常消費領域。目前,DSP芯片的發(fā)展非常迅速。硬件方面主要是向多處理器的并行處理結構、便于外部數(shù)據(jù)交換的串行總線傳輸、大容量片上RAM和ROM、程序加密、增加I/O驅動能力、外圍電路內裝化、低

7、功耗等方面發(fā)展。軟件方面主要是綜合開發(fā)平臺的完善，使DSP的應用開發(fā)更加靈活方便。芯片發(fā)展簡表年份1982年1992年1999年制造工藝4m NMOS0.8m CMOS0.3m CMOSMIPS5MIPS40MIPS100MIPSMHz20MHz80MHz100MHz內部RAM144字1K字32K字內部ROM1.5K字4K字16K字價格$150.00$ 15.00$5.00$25.00功耗250mW/MIPS12.5mW/MIPS0.45mW/MIPS集成晶體管數(shù)50K500K1.2 DSP芯片1.2.2 DSP芯片的特點數(shù)字信號處理不同于普通的科學計算與分析，它強調運算的實時性。除了具備普通

8、微處理器所強調的高速運算和控制能力外,針對實時數(shù)字信號處理的特點,在處理器的結構、指 令系統(tǒng)、指令流程上作了很大的改進,其主要特點如下：1. 采用哈佛結構DSP芯片普遍采用數(shù)據(jù)總線和程序總線分離的哈佛結構 或改進的哈佛結構,比傳統(tǒng)處理器的馮諾伊曼結構有更快的指令執(zhí)行速度。1.2 DSP芯片1. 采用哈佛結構(1) 馮諾伊曼（Von Neuman）結構該結構采用單存儲空間，即程序指令和數(shù)據(jù)共用一個 存儲空間，使用單一的地址和數(shù)據(jù)總線，取指令和取操作 數(shù)都是通過一條總線分時進行。當進行高速運算時，不但不能同時進行取指令和取操作數(shù)，而且還會造成數(shù)據(jù)傳輸通道的瓶頸現(xiàn)象，其工作速 度較慢。控制命令CPU

9、地 址 線 程序總線程序存儲器控制命令地址線數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)總線1.2 DSP芯片1. 采用哈佛結構(1) 馮諾伊曼（Von Neuman）結構I/O口串行接口并行接口CPU數(shù)據(jù)總線DB地址總線ABROMRAM外部存儲器接口圖1.2.1 馮諾伊曼結構1.2 DSP芯片1. 采用哈佛結構（2）哈佛（Harvard）結構該結構采用雙存儲空間，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，有各自獨立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可獨立編址和獨 立訪問，可對程序和數(shù)據(jù)進行獨立傳輸，使取指令操作、 指令執(zhí)行操作、數(shù)據(jù)吞吐并行完成，大大地提高了數(shù)據(jù)處 理能力和指令的執(zhí)行速度，非常適合于實時的數(shù)字信號處 理。微處理器的哈佛結構如圖1.

10、2.2所示。1.2 DSP芯片1采用哈佛結構（2）哈佛（Harvard）結構I/O口串行接口CPU并行接口外部管理數(shù)據(jù)總線ROM數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)地址總線RAM外部管理地址總線程序數(shù)據(jù)總線外部存儲器接口外部管理數(shù)據(jù)總線外部管理地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)地址總線程序數(shù)據(jù)總線程序地址總線程序地址總線圖1.2.2 哈佛結構1.2 DSP芯片1. 采用哈佛結構（3） 改進型的哈佛結構改進型的哈佛結構是采用雙存儲空間和數(shù)條總線，即 一條程序總線和多條數(shù)據(jù)總線。其特點如下： 允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間相互傳送數(shù)據(jù),使這些數(shù)據(jù)可以由算術運算指令直接調用,增強芯片的靈活性； 提供了存儲指令的高速緩沖器（cache）和相

11、應的指令,當重復執(zhí)行這些指令時,只需讀入一次就可連續(xù)使用，不需要再次從程序存儲器中讀出,從而減少了指令執(zhí)行作需要的時間。如：TMS320C6200系列的DSP,整個片內程序存儲器都可以配制成高速緩沖結構。1.2 DSP芯片1.2.2 DSP芯片的特點2. 采用多總線結構DSP芯片都采用多總線結構，可同時進行取指令和多個數(shù)據(jù)存取操作，并由輔助寄存器自動增減地址進行尋址，使CPU在一個機器周期內可多次對程序空間和數(shù)據(jù)空間進行訪問，大大地提高了DSP的運行速度。如：TMS320C54x系列內部有P、C、D、E等4組總線，每組總線中都有地址總線和 數(shù)據(jù)總線，這樣在一個機器周期內可以完成如下操作： 從程

12、序存儲器中取一條指令； 從數(shù)據(jù)存儲器中讀兩個操作數(shù)； 向數(shù)據(jù)存儲器寫一個操作數(shù)。1.2 DSP芯片1.2.2 DSP芯片的特點3. 采用流水線技術每條指令可通過片內多功能單元完成取指、譯碼、取操 利用這種流水線結構，加上執(zhí)行重復操作，就能保證在作數(shù)和執(zhí)行等多個步驟，實現(xiàn)多條指令的并行執(zhí)行，從而在 單指令周期內完成數(shù)字信號處理中用得最多的乘法 - 累加運不提高系統(tǒng)時鐘頻率的條件下減少每條指令的執(zhí)行時間。其算。如：過程如圖1.2.3所示。ny = ai xii=1T1T2T3T4NN+1N+2N+3N-1NN+1N+2N-2N-1NN+1N-3N-2N-1N時鐘 取指令指令譯碼取操作數(shù)執(zhí)行指令圖1

13、.2.3 四級流水線操作1.2 DSP芯片1.2.2 DSP芯片的特點4. 配有專用的硬件乘法-累加器為了適應數(shù)字信號處理的需要，當前的DSP芯片都配有專用的硬件乘法-累加器，可在一個周期內完成一次乘法和 一次累加操作，從而可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的乘法-累加操作。如矩陣運算、FIR和IIR濾波、FFT變換等專用信號的處理。5. 具有特殊的DSP指令為了滿足數(shù)字信號處理的需要，在DSP的指令系統(tǒng)中， 設計了一些完成特殊功能的指令。如：TMS320C54x中的FIRS和LMS指令，專門用于完成系數(shù)對稱的FIR濾波器和LMS算法。1.2 DSP芯片1.2.2 DSP芯片的特點6. 快速的指令周期由于采用哈佛結構

14、、流水線操作、專用的硬件乘法器、 特殊的指令以及集成電路的優(yōu)化設計，使指令周期可在20ns 以下。如：TMS320C54x的運算速度為100MIPS，即100百萬條/秒, TMS320F2812的運算速度為150MIPS 。7. 硬件配置強新一代的DSP芯片具有較強的接口功能，除了具有串行口、定時器、主機接口（HPI）、DMA控制器、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器等片內外設外，還配有中斷處理器、PLL、片內存儲器、測試接口等單元電路，可以方便地構成一個嵌入式自封閉控制的處理系統(tǒng)。1.2 DSP芯片1.2.2 DSP芯片的特點8. 支持多處理器結構為了滿足多處理器系統(tǒng)的設計，許多DSP芯片都采用支持多

15、處理器的結構。如：TMS320C40提供了6個用于處理器間高速通信的32位專用通 口，使處理器之間可直接對通，應用靈活、使用方便；9. 省電管理和低功耗DSP功耗一般為0.54W，若采用低功耗技術可使功耗降 到0.25W，可用電池供電，適用于便攜式數(shù)字終端設備。1.2 DSP芯片1.2.3 DSP芯片的分類為了適應數(shù)字信號處理各種各樣的實際應用，DSP廠商 生產出多種類型和檔次的DSP芯片。在眾多的DSP芯片中， 可以按照下列3種方式進行分類。1. 按基礎特性分類2. 按用途分類3. 按數(shù)據(jù)格式分類1.2 DSP芯片1.2.3 DSP芯片的分類1. 按基礎特性分類這種分類是依據(jù)DSP芯片的工作

16、時鐘和指令類型進行的。可分為靜態(tài)DSP芯片和一致性DSP芯片。如果有兩種或兩種以上的DSP芯片，它們的指令集和相應 如果DSP芯片在某時鐘頻率范圍內的任何頻率上都能正常的機器代碼及管腳結構相互兼容，則這類DSP芯片被稱之為一工作，除計算速度有變化外，沒有性能的下降，這類DSP芯片 致性的DSP芯片。一般稱之為靜態(tài)DSP芯片。例如，TI公司的TMS320C54x。例如，TI公司的TMS320系列芯片、日本OKI電氣公司的DSP芯片都屬于這一類芯片。1.2 DSP芯片1.2.3 DSP芯片的分類2. 按用途分類按照用途，可將DSP芯片分為通用型和專用型兩大類。通用型DSP芯片：一般是指可以用指令編

17、程的DSP芯片，適合于普通的DSP應用，具有可編程性和強大的處理能力，可完成復雜的數(shù)字信號處理的算法。專用型DSP芯片：是為特定的DSP運算而設計，通常只針對某一種應用，相應的算法由內部硬件電路實現(xiàn)，適合于數(shù)字 濾波、FFT、卷積和相關算法等特殊的運算。主要用于要求信號處理速度極快的特殊場合。1.2 DSP芯片1.2.3 DSP芯片的分類3. 按數(shù)據(jù)格式分類根據(jù)芯片工作的數(shù)據(jù)格式，按其精度或動態(tài)范圍，可將 通用DSP劃分為定點DSP和浮點DSP兩類。若數(shù)據(jù)以定點格式工作的定點DSP芯片。 若數(shù)據(jù)以浮點格式工作的浮點DSP芯片。不同的浮點DSP芯片所采用的浮點格式有所不同，有的DSP芯片采用自定

18、義的浮點格式，有的DSP芯片則采用IEEE的 標準浮點格式。1.2 DSP芯片1.2.4 DSP芯片的應用隨著DSP芯片價格的下降，性能價格比的提高，DSP芯片具有巨大的應用潛力。主要應用：6. 儀器儀表7. 自動控制如：數(shù)字濾波、自適應濾波、快速傅氏變換、Hilbert變換如：調制解調器、自適應均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、抵消、多路復用、如：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、鑒別、圖像增強、信號處理如：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、鎖相環(huán)、模態(tài)分析、暫態(tài)分析、石油/地質勘探、如：引制如：助如：高音響如：陣列處理器圖形加速器工作站算機等如：保密通信如：語音編碼、語音合成、識別、語音增強、2.

19、通信3. 語音4. 圖像處理聲控發(fā)動機控制自動駕駛機器人控制磁盤 光盤伺服控制X-射線掃描心電圖/腦電圖超聲設備核磁共振診斷工具音樂合成音調控制玩具與游戲數(shù)字電話/電視高清晰度電視HDTV雷達處理聲納處理8工程療運算、頻譜分析、導航、9. 家用電器10. 計 算 機卷積、模式匹配、窗函數(shù)、波形產生等；傳真、擴頻通信、移動通信、糾錯編譯碼、可視電話、路由器等；語音郵件、語音存儲、文本語音轉換等；圖像轉換、模式識別、動畫、電子地圖、機器人視覺等；制導電子對抗事與處理等；全球定位GPS 搜索與跟蹤控制等等情報收集與處理等1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1DSP芯片的現(xiàn)狀（1）

20、制造工藝早期DSP采用4mm的NMOS工藝?，F(xiàn)在的DSP芯片普遍采用0.25mm或0.18mm亞微米的CMOS工藝。芯片引腳從原來的40個增加到200個以上，需要設計的外圍電路越來越少， 成本、體積和功耗不斷下降。（2）存儲器容量早期的DSP芯片，其片內程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器只有幾百個單元。目前，片內程序和數(shù)據(jù)存儲器可達到幾十K字，而片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器可達到16M48位和4G40 位以上。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1DSP芯片的現(xiàn)狀（3） 內部結構目前，DSP內部均采用多總線、多處理單元和多級流水線結構，加上完善的接口功能，使DSP的系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)處 理能

21、力和與外部設備的通信功能都有了很大的提高。（4） 運算速度近20年的發(fā)展，使DSP的指令周期從400ns縮短到10ns 以下，其相應的速度從2.5MIPS提高到2000MIPS以上。如TMS320C6201執(zhí)行一次1024點復數(shù)FFT運算的時間只有66ms。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1DSP芯片的現(xiàn)狀（5） 高度集成化集濾波、A/D、D/A、ROM、RAM和DSP內核于一體的模擬混合式DSP芯片已有較大的發(fā)展和應用。（6） 運算精度和動態(tài)范圍DSP的字長從8位已增加到32位，累加器的長度也增加 到40位，從而提高了運算精度。同時，采用超長字指令字（VLIW）結構和

22、高性能的浮點運算，擴大了數(shù)據(jù)處理的動 態(tài)范圍。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1. DSP芯片的現(xiàn)狀（7） 開發(fā)工具具有較完善的軟件和硬件開發(fā)工具，如：軟件仿真器Simulator、在線仿真器Emulator、C編譯器和集成開發(fā)環(huán) 境CCS等，給開發(fā)應用帶來很大方便。CCS是TI公司針對本公司的DSP產品開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境。它集成了代碼的編輯、編譯、鏈接和調試等諸多功能，而且支持C/C+和匯編的混合編程。開放式的結構允許 外擴用戶自身的模塊。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢2. 國內DSP的發(fā)展現(xiàn)狀進入21世紀以后，中國新興的數(shù)字消費類電子產品進

23、入 增長期，市場呈現(xiàn)高增長態(tài)勢，普及率大幅度提高，從而帶 動了DSP市場的高速發(fā)展。此外，計算機、通信和消費類電子產品的數(shù)字化融合也為DSP提供了進一步的發(fā)展機會。隨著中國數(shù)字消費類產品需求的大幅增長，以及DSP對數(shù)字信號高速運算與同步處理能力的提高，DSP的應用領域將逐漸從移動電話領域擴展到新型數(shù)字消費類領域。應用：用于圖像壓縮與傳輸?shù)葓D像信號的處理，語音的 編碼、合成、識別和高保真等語音信號的處理以及通信信號 的調制解調、加密、多路復用、擴頻、糾錯編碼等處理。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢3. DSP技術的發(fā)展趨勢未來的10年，全球DSP產品將向著高性能、低功耗、

24、加強融合和拓展多種應用的趨勢發(fā)展，DSP芯片將越來越多地滲透到各種電子產品當中，成為各種電子產品尤其是通信類電子產品的技術核心。DSP技術將會有以下一些發(fā)展趨勢：（1） DSP的內核結構將進一步改善多通道結構和單指令多重數(shù)據(jù)（SIMD）、特大指令字組（VLIM）將在新的高性能處理器中占主導地位，如AD公 司的ADSP-2116x。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢3DSP技術的發(fā)展趨勢（2） DSP 和微處理器的融合微處理器MPU：是一種執(zhí)行智能定向控制任務的通用處理器，它能很好地執(zhí)行智能控制任務，但是對數(shù)字信號的處理功能很差。DSP處理器：具有高速的數(shù)字信號處理能力。在

25、許多應用中均需要同時具有智能控制和數(shù)字信號處理 兩種功能。將DSP和微處理器結合起來，可簡化設計，加速產品的 開發(fā)，減小PCB體積，降低功耗和整個系統(tǒng)的成本。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢3DSP技術的發(fā)展趨勢（3） DSP 和高檔CPU的融合大多數(shù)高檔MCU，如Pentium 和PowerPC都是SIMD指令組的 量結構，速度很快。在DSP中融入高檔CPU的分支預示和動態(tài)緩沖技術，具有結構規(guī)范，利于編程，不用進行指令排隊，使DSP性能大幅度提高。（4） DSP 和SOC的融合SOC是指把一個系統(tǒng)集成在一塊芯片上。這個系統(tǒng)包括DSP 和系統(tǒng)接口軟件等。1.2 DSP芯

26、片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢3DSP技術的發(fā)展趨勢（5） DSP 和FPGA的融合FPGA是現(xiàn)場可編程門陣列器件。它和DSP集成在一塊 芯片上，可實現(xiàn)寬帶信號處理，大大提高信號處理速度。（6） 實時操作系統(tǒng)RTOS與DSP的結合隨著DSP處理能力的增強，DSP系統(tǒng)越來越復雜，使得 軟件的規(guī)模越來越大，往往需要運行多個任務，各任務間的 通信、同步等問題就變得非常突出。隨著DSP性能和功能的日益增強， 對DSP應用提供RTOS的支持已成為必然的結果。1.2 DSP芯片1.2.5 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢3DSP技術的發(fā)展趨勢（7） DSP的并行處理結構為了提高DSP芯片的運算速度，各

27、DSP廠商紛紛在DSP 芯片中引入并行處理機制。這樣，可以在同一時刻將不同的DSP與不同的任一存儲器連通，大大提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省＃?） 功耗越來越低隨著超大規(guī)模集成電路技術和先進的電源管理設計技術 的發(fā)展，DSP芯片內核的電源電壓將會越來越低。1.3 DSP系統(tǒng)1.3.1 DSP系統(tǒng)的構成一個典型的DSP系統(tǒng)應包括抗混疊濾波器、數(shù)據(jù)采集A/D轉換器、數(shù)字信號處理器DSP、D/A轉換器和 低通濾波器等組成。x(t)抗混疊濾波器A/D轉換器x(n)數(shù)字信號處理器y(n)D/A轉換器低通濾波器y(t)1.3 DSP系統(tǒng)DSP系統(tǒng)的處理過程： 將輸入信號x(t)進行抗混疊濾波，濾掉高于折疊頻率的分量

28、，以防止信號頻譜的混疊； 經采樣和A/D轉換器，將濾波后的信號轉換為數(shù)字信號x(n)； 數(shù)字信號處理器對x(n)進行處理，得數(shù)字信號y(n)； 經D/A轉換器，將y(n)轉換成模擬信號； 經低通濾波器，濾除高頻分量，得到平滑的模擬信號y(t)。1.3.1 DSP系統(tǒng)的構成血壓計呻 1Fa咄尸 巨 In妞face Ci cuit1MS,320C24,xDigitaI S!gnaI Pr oceL S, SOr匿圈匿瞿怕扼振改Sen艾l電機控制器,電源功率因數(shù)校正功率轉換電機驅動器I/V測量CPU傳感器穩(wěn)壓源存儲器SeekerMem叩Launch er/ Aireraft Link.ltA言言言

29、響二B 0 ！ 竺三Fli ghtControl,Data Comm醞覃醞匿川T可 get D啦 ctia,n Recogniti左Navi gati01n/Guidance雷達通訊接口存儲器信號數(shù)據(jù)調理轉換控制器從CPU主CPU存儲專用內部專用電路測量電路D/A電機1.3 DSP系統(tǒng)1.3.2 DSP系統(tǒng)的特點（1） 接口方便（2） 編程方便（3） 具有高速性（4） 穩(wěn)定性好（5） 精度高（6） 可重復性好（7） 集成方便1.3 DSP系統(tǒng)根據(jù)需求寫出任務書確定設計目標1.3.3 DSP系統(tǒng)的設計過程DSP應用系統(tǒng)的設計過程如圖所示算法研究和系統(tǒng)模擬實現(xiàn)定義系統(tǒng)性能指標設計步驟分幾個階段：選

30、擇DSP芯片和外圍芯片（1） 明確設計任務，確定設計目標（2） 算法模擬，確定性能指標軟件設計硬件設計（3） 選擇DSP芯片和外圍芯片軟件調試硬件調試（4） 設計實時的DSP應用系統(tǒng)系統(tǒng)集成和測試（5） 硬件和軟件調試（6） 系統(tǒng)集成和測試1.3 DSP系統(tǒng)1.3.4 DSP芯片的選擇在進行DSP系統(tǒng)設計時，選擇合適的DSP芯片是非常重要的一個環(huán)節(jié)。通常依據(jù)系統(tǒng)的運算速度、運算精度和存儲器的 需求等來選擇DSP芯片。一般來說，選擇DSP芯片時應考慮如下一些因素：1. DSP芯片的運算速度2. DSP芯片的價格3. DSP芯片的運算精度4. DSP芯片的硬件資源5. DSP芯片的開發(fā)工具6. D

31、SP芯片的功耗7. 其它因素1.3 DSP系統(tǒng)1.3.4 DSP芯片的選擇1. DSP芯片的運算速度2. DSP芯片的價格DSP芯片的價格也是選擇DSP芯片所需考慮的一個重要因素。在系統(tǒng)的設計過程中，應根據(jù)實際系統(tǒng)的應用情況來選擇一個價格適中的DSP芯片。3. DSP芯片的運算精度運算精度取決于DSP芯片的字長。定點DSP芯片的字長通常為16位和24位。浮點DSP芯片的字長一般為32位。1.3 DSP系統(tǒng)4. DSP芯片的硬件資源DSP芯片的硬件資源主要包括：片內RAM、ROM的數(shù)量，外部可擴展的程序和數(shù)據(jù)空間，總線接口，I/O接口等。不同的DSP芯片所提供的硬件資源是不相同的，應根據(jù)系統(tǒng)的實

32、際需要，考慮芯片的硬件資源。5. DSP芯片的開發(fā)工具快捷、方便的開發(fā)工具和完善的軟件支持是開發(fā)大型、 復雜DSP應用系統(tǒng)的必備條件。在選擇DSP芯片的同時必須注意開發(fā)工具對芯片的支持，包括軟件和硬件的開發(fā)工具等。1.3 DSP系統(tǒng)6. DSP芯片的功耗在某些DSP應用場合，功耗也是一個需要特別注意的問題。如便攜式的DSP設備、手持設備、野外應用的DSP設備等都對功耗有特殊的要求。7. 其它因素選擇DSP芯片還應考慮封裝的形式、質量標準、供貨情況、生命周期等。1.4 DSP產品簡介目前，在生產通用DSP的廠家中，最有影響的公 司有：AD公司AT&T公司（現(xiàn)在的Lucent公司） Motorol

33、a公司TI公司（美國德州儀器公司）NEC公司。1AD公司1.4 DSP產品簡介定點DSP：ADSP21xx系列16bit40MIPS；浮點DSP：ADSP21020系列32bit25MIPS；并行浮點DSP：ADSP2106x系列32bit40MIPS；超高性能DSP：ADSP21160系列 32bit100MIPS。2. AT&T公司定點DSP：DSP16系列16bit40MIPS；浮點DSP：DSP32系列32bit12.5MIPS。1.4 DSP產品簡介3. Motorola公司定點DSP： DSP56000系列24bit16MIPS；浮點DSP： DSP96000系列32bit27MIPS。4NEC公司定點DSP： mPD77Cxx系列16bit；mPD770xx系列16bit；mPD772xx系列24bit或32bit。1.4 DSP產品簡介5TI公司該公司自1982年推出第一款定點DSP芯片以來，相繼推出 定點、浮點和多處理器三類運算特性不同的DSP芯片，共計 已