D S P是什么
数字信号处理(Digital Signal Processing，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开发板
开发板，就是针对某个芯片，以这个芯片为核心，将这个芯片的功能都扩展出来，将每一部分都通过程序把功能都演示出来。同时，提供源程序和原理图，这样客户就能够以最小的代价，最快的速度去学习这款芯片的使用，达到事半功倍的效果。
DSP，就是数字信号处理器。通常用于数据算法处理，跟其他处理器相比，其强大的数据处理能力和运行速度，流水线结构是其最大的特点。
DSP开发板，就是围绕DSP的功能进行研发，推出用于DSP芯片开发的线路板，并提供原理图和源代码给客户。DSP尤以TI公司的DSP市场占有率最大，拥有的客户群很广泛。在DSP开发板方面，北京大道纵横科技有限公司（开发板之家）推出了Easy系列DSP开发板，包括Easy2812开发板，Easy5509开发板，特别适合学生学习使用。还推出QQ系列开发板，包括QQ2812开发板，QQ5509开发板等，适合公司研发人员使用。
消费者迫切需求的辅助驾驶系统技术需要具有先进精密功能且外形尺寸又非常小的高可靠性元件。由于这些系统尺寸很小，而且彼此非常靠近，因此还要求器件具有超低功耗和良好的耐久性。空间受限的系统在设计方面存在的热可靠性问题可通过采用较少的元件及超低的功耗来解决。Actel公司以Flash为基础的ProASIC3FPGA具有固件错误免疫力、低功耗和小外形尺寸等优势，因而消除了FPGA（现场可编程门阵列）用于安全关键汽车应用领域的障碍。
汽车工程师过去通常依赖于MCU(微控制器)和定制ASIC（专用集成电路）产品来控制汽车上的电子系统，实现新车型的功能扩展。但随着部件数目越来越多，开发周期要求越来越短，性能要求越来越高，工程师不得不寻找新的替代技术，比如成本低、功耗低及可靠性高的FPGA。在市场容量不断增长的汽车电子领域，空间和功耗受限的安全设备、乘客坐姿检测系统(PODS)、后视和侧视相机、远程信息解决方案均可受益于Actel的低功耗FPGA。
与MCU相比，FPGA可让汽车系统设计实现更好的性能及更多的功能(比如
I/O，可编程逻辑等)。类似地，与ASIC产品相比，FPGA的成本
更低、灵活性更高。与ASIC不同，一旦有了完善的资格认证程序，FPGA还能面向多种项目应用，因而有助于设计人员争取时间和充分发挥资源潜力，应对汽车产业中的各种资格认证【非法词语被屏蔽】。
Actel公司低功耗ProASIC3FPGA系列成功地为汽车制造商提供了可替代昂贵、复杂的ASIC技术的灵活、可靠的解决方案，其AEC-Q100Grade1ProASIC3器件是业界首款达到这一质量级别的FPGA产品。Actel还宣布支持生产件批准
程序(PPAP)，PPAP是汽车行业使用的控制程序，确保用于汽车供应链中的所有部件均拥有详细的文档资料。
ProASIC3器件的使用范围已进入汽车系统的关键应用如传动系统、引擎控制模块和安全系统等。ProASIC3器件非常适合于应对这些系统关键应用领域中变化多端和层出不穷的各种新兴标准。此外，由于Actel的FPGA具有业界最低功耗，故能够耐受最严苛的工作温度及满足空间受限应用的要求，如通风有限的备份相机和侧视“盲点”安全系统。
在引擎盖下的应用，如引擎和传输控制模块，均需要能够耐受极端温度和车辆震动的半导体解决方案，同时需要这些方案提供所需的低功耗特性以确保行驶中的可靠性和耐久性。AEC-Q100Grade1认证确认了低功耗ProASIC3器件在车辆寿命期间具有足够的可靠性和性能，并能在更宽的结温范围(-40到+135℃)中工作。Actel的汽车级ProASIC3FPGA在135℃时静态功耗低至40mA，这就使器件能够承受更长时间的极端温度，无需顾虑热可靠性或热失控问题。
当高温环境造成半导体器件的电流消耗增大时，会发生热失控现象，从而导致大量产热，增加器件内的功耗，通常最终会造成器件毁坏。而Actel ProASIC3系列的功耗较同类竞争产品约低两个数量级。
ProASIC3系列是业界唯一利用片上Flash内存来进行FPGA开关控制的FPGA 器件，这种独一无二的特性让Actel FPGA系列具有固件错误免疫力，即满足业界推动零缺陷模式的强制性要求。
DSP开发平台
基于TI C5000/C64x/C67x DSP开发平台，DSP平台提供行业最高性能的定点、浮点DSP和业界最低的待机功耗DSP，它是高性能音频、视频、影像的理想选择。
SEED-DEC6416TMS320C6416应用模板
SEED-DEC6713TMS320C6713应用模板
SEED-DEC5502TMS320C5502应用模板
SEED-DEC6747采用TI最新C674x系列浮点处理器TMS320C6747作为主处理器的应用模板。
一．填空题（本题总分12分，每空1分） 1．累加器A分为三个部分，分别为；；。 1．AG,AH,AL 2．TMS320VC5402型DSP的内部采用条位的多总线结构。 2．8,16 3．TMS320VC5402型DSP采用总线结构对程序存储器和数据存储器进行控制。3．哈佛 4．TMS329VC5402型DSP有个辅助工作寄存器。 4．8个 5．DSP处理器TMS320VC5402中DARAM的容量是字。 5．16K字 6．TI公司的DSP处理器TMS320VC5402PGE100有___________个定时器。 6．2 7．在链接器命令文件中，PAGE １通常指________存储空间。 7．数据 8．C54x的中断系统的中断源分为____ ___中断和____ ____中断。 8．硬件、软件 1．TI公司DSP处理器的软件开发环境是__________________。 1．答：CCS(Code Composer Studio) 2．DSP处理器TMS320VC5402外部有___________根地址线。 2．答：20根 3．直接寻址中从页指针的位置可以偏移寻址个单元。 3．答：128 4．在链接器命令文件中，PAGE 0通常指________存储空间。 4．答：程序 5．C54x系列DSP处理器中，实现时钟频率倍频或分频的部件是_____________。 5．答：锁相环PLL 6．TMS320C54x系列DSP处理器上电复位后，程序从指定存储地址________单元开始工作。6．答：FF80h 7．TMS320C54x系列DSP处理器有_____个通用I/O引脚，分别是_________。 7．答：2个，BIO和XF 8．DSP处理器按数据格式分为两类，分别是_______ __；_____ ___。 8．答：定点DSP和浮点DSP 9．TMS329VC5402型DSP的ST1寄存器中，INTM位的功能是。 9．答：开放/关闭所有可屏蔽中断 10．MS320C54X DSP主机接口HPI是________位并行口。 10．答：8 1.在C54X系列中，按流水线工作方式，分支转移指令的分为哪两种类型：_______；_______。 1.答：无延迟分支转移，延迟分支转移 3.C54x的程序中，“.bss”段主要用于_______________。 3.答：为变量保留存储空间 4.从数据总线的宽度来说，TMS320VC5402PGE100是_______位的DSP处理器。 4.答：16位 7.TMS320VC5402型DSP处理器的内核供电电压________伏。 7.答：1.8v
第1章绪论 TMS320C54x TM DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器。C54x DSP 满足了实时嵌入式应用的一些要求，例如通信方面的应用。 C54x的中央处理单元（CPU）具有改进的哈佛结构，它的特点是最小化的功耗和高度的并行性。除此之外，C54x中多样化的寻址方式和指令集也大大提高了整个系统的性能。 1.1 TMS320系列DSP简介 TMS320TM系列DSP包括定点DSP、浮点DSP和多处理器DSP（也称DSPs），其结构是专门为实时的信号处理设计的。TMS320系列DSP有以下一些特性使得该系列的产品有着广阔的应用领域： ?非常灵活的指令集。 ?固有的操作灵活性。 ?高速运行的性能。 ?创新的并行结构。 ?成本效率高。 ?对C语言的友好的结构。 1.1.1 TMS320系列DSP的历史、发展和优势 1982年，德州仪器公司（TI）推出了TMS320系列中第一代定点DSP产品——TMS320C10。在这一年年末，《电子产品》杂志赠予TMS320C10“年度产品”的称号。TMS320C10成为后续的TMS320系列DSP的模型。 今天，TMS320 DSP系列包括三大DSP平台：TMS320C2000TM、TMS320C5000TM和TMS320C6000TM。在C5000TM DSP平台中又包含三代产品：TMS320C5x TM、TMS320C54x TM 和TMS320C55x TM系列。 C5000 DSP平台中的器件都采用了相同的CPU结构，但结合了不同的片内存储器和外设结构。这些不同的结构满足了世界范围内电子市场的很多领域的需要。当把存储器、外设和CPU结合起来集成到单个芯片上时，整个系统的费用就大大地降低了，电路板的体积也减小了。图1-1所示为TMS320系列器件的演化过程。
21世纪高等院校电子信息类规划教材 安徽省高等学校“十二五”省级规划教材 数字信号处理与DSP实现技术 课后习题与参考答案 主编：陈帅 副主编：沈晓波
淮南师范学院 2015.11 第1章绪论思考题 1．什么是数字信号？ 2．什么是数字信号处理？ 3．数字信号处理系统的实现方法有哪些？ 4．数字信号处理有哪些应用？ 5．数字信号处理包含哪些内容？ 6．数字信号处理的特点是什么？ 第1章绪论参考答案 1．时间和幅度都离散的信号称为数字信号，即信号的时间取离散的值，幅度也取离散的值。 2．数字信号处理是指在数字领域进行数字信号的加工（变换、运算等），即输入是数字信号，采用数字信号处理方法进行处理，输出仍然是数字信号。 3．数字信号处理系统的实现方法有①通用软件方法实现系统；②专用加速处理机方法；③软硬件结合的嵌入式处理方法；④硬件方法。 4．数字信号处理在通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费电子产品等各个领域均有应用，是信息产业的核心技术之一。比如信源编码、信道编码、多路复用、数据压缩，数字语音、汽车多媒体、MP3/MP4/MP5、数字扫面仪、数字电视机顶盒、医院监视系统、生物指纹系统等。 5．数字信号处理主要包含以下几个方面的内容 ①离散线性时不变系统理论。包括时域、频域、各种变换域。 ②频谱分析。FFT谱分析方法及统计分析方法，也包括有限字长效应谱分析。 ③数字滤波器设计及滤波过程的实现（包括有限字长效应）。 ④时频-信号分析（短时傅氏变换），小波变换，时-频能量分布。 ⑤多维信号处理（压缩与编码及其在多煤体中的应用）。 ⑥非线性信号处理。 ⑦随机信号处理。 ⑧模式识别人工神经网络。 ⑨信号处理单片机(DSP)及各种专用芯片(ASIC)，信号处理系统实现。 6．数字信号处理主要具有4个方面优点：①数字信号精度高；②数字信号处理灵活性强；③数字信号处理可实现模拟信号难以实现的特性；④数字信号处理可以实现多维信号处理。
数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。 简介 简单地说，数字信号处理就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术，它的英文原名叫digital signal processing，简称DSP。另外DSP也是digital signal processor的简称，即数字信号处理器，它是集成专用计算机的一种芯片，只有一枚硬币那么大。有时人们也将DSP看作是一门应用技术，称为DSP 技术与应用。 《数字信号处理》这门课介绍的是：将事物的运动变化转变为一串数字，并用计算的方法从中提取有用的信息，以满足我们实际应用的需求。 本定义来自《数字信号处理》杨毅明著，由机械工业出版社2012年发行。 特征和分类 信号(signal)是信息的物理体现形式，或是传递信息的函数，而信息则是信号的具体内容。 模拟信号(analog signal)：指时间连续、幅度连续的信号。 数字信号(digital signal)：时间和幅度上都是离散(量化)的信号。 数字信号可用一序列的数表示，而每个数又可表示为二制码的形式，适合计算机处理。 一维(1-D)信号: 一个自变量的函数。 二维(2-D)信号: 两个自变量的函数。 多维(M-D)信号: 多个自变量的函数。 系统：处理信号的物理设备。或者说，凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备。模拟系统与数字系统。 信号处理的内容：滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、识别等一系列的加工处理。 多数科学和工程中遇到的是模拟信号。以前都是研究模拟信号处理的理论和实现。 模拟信号处理缺点：难以做到高精度，受环境影响较大，可靠性差，且不灵活等。数字系统的优点：体积小、功耗低、精度高、可靠性高、灵活性大、易于大规模集成、可进行二维与多维处理 随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发展，加之从60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善，用数字方法来处理信号，即数字信号处理，已逐渐取代模拟信号处理。 随着信息时代、数字世界的到来，数字信号处理已成为一门极其重要的学科和技术领域。 数字信号处理器 DSP芯片，也称数字信号处理器，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。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点： （1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；
DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信 号处理器 TMS320C54x TM DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器。C54x DSP 满足了实时嵌入式应用的一些要求，例如通信方面的应用。 C54x的中央处理单元（CPU）具有改进的哈佛结构，它的特点是最小化的功耗和高度的并行性。除此之外，C54x中多样化的寻址方式和指令集也大大提高了整个系统的性能。 1.1 TMS320系列DSP简介 TMS320TM系列DSP包括定点DSP、浮点DSP和多处理器DSP（也称DSPs），其结构是专门为实时的信号处理设计的。TMS320系列DSP有以下一些特性使得该系列的产品有着宽敞的应用领域： ?专门灵活的指令集。 ?固有的操作灵活性。 ?高速运行的性能。 ?创新的并行结构。 ?成本效率高。 ?对C语言的友好的结构。 1.1.1 TMS320系列DSP的历史、进展和优势 今天，TMS320 DSP系列包括三大DSP平台：TMS320C2000TM、TMS320C5000TM和TMS320C6000TM。在C5000TM DSP平台中又包含三代产品：TMS320C5x TM、TMS320C54x TM 和TMS320C55x TM系列。 C5000 DSP平台中的器件都采纳了相同的CPU结构，但结合了不同的片内储备器和外设结构。这些不同的结构满足了世界范畴内电子市场的专门多领域的需要。当把储备器、外设和CPU结合起来集成到单个芯片上时，整个系统的费用就大大地降低了，电路板的体积也减小了。图1-1所示为TMS320系列器件的演化过程。
控制最优化平台高效益平台 高性能平台 图1-1 TMS320系列DSP的演化过程 1.1.2 TMS320系列DSP的典型应用 表1-1列出了TMS320系列DSP的一些典型的应用。TMS320 系列DSP与标准的微处理器/微运算机器件相比，能够为传统信号处理咨询题提供更合适的处理方式，例如处理语音合成和滤波咨询题。TMS320系列DSP也支持多个操作需要同时进行处理的复杂应用场合。 表1-1 TMS320 系列DSP的典型应用
数 字 信 号 处 理 发 展 和 应 用 学院：通信学院 专业：电子信息工程 班级：电信1103 姓名：XXX 学号：XXX
数字信号处理发展和应用 【摘要】数字信号处理（DSP）是广泛应用于许多领域的新兴学科，因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP 技术的发展历史，各个领域的应用状况，以及在未来的发展趋势。 【关键词】数字信号处理；数据处理；信息技术；发展趋势 一、数字信号处理（DSP）的发展历史 数字信号处理技术的发展经历了三个阶 段。 70 年代DSP 是基于数字滤波和快速傅立叶变换的经典数字信号处理,其系统由分立的小规模集成电路组成,或在通用计算机上编程来实现DSP 处理功能,当时受到计算机速度和存储量的限制,一般只能脱机处理,主要在医疗电子、生物电子、应用地球物理等低频信号处理方面获得应用。 80 年代DSP 有了快速发展,理论和技术进入到以快速傅立叶变换(FFT) 为主体的现代信号处理阶段,出现了有可编程能力的通用数字信号处理芯片,例如美国德州仪器公司(TI 公司) 的TMS32010 芯片,在全世界推广应用,在雷达、语音通信、地震等领域获得应用,但芯片价格较贵,还不能进入消费领域应用。 90 年代DSP 技术的飞速发展十分惊人,理论和技术发展到以非线性谱估计为代表的更先进的信号处理阶段,能够用高速的DSP 处理技术提取更深层的信息,硬件采用更高速的DSP 芯片,能实时地完成巨大的计算量,以TI 公司推出的TMS320C6X芯片为例,片内有两个高速乘法器、6 个加法器,能以200MHZ频率完成8 段32 位指令操作,每秒可以完成16 亿次操作,并且利用成熟的微电子工艺批量生产,使单个芯片成本得以降低。并推出了C2X、C3X、C5X、C6X 不同应用范围的系列,使新一代的DSP 芯片在移动通信、数字电视和消费电子领域得到广泛应用,数字化的产品性能价格比得到很大提高,占有巨大的市场。 二、数字信号处理（DSP）的主要应用领域 1·DSP在电力系统自动化中日益渗透 1.1数字信号处理（DSP）技术在电力系统模拟量采集和测量中的应用 计算机进入电力系统调度后，引入了EMS／DMS／SCADA的概念，而电力系统数据采集和测量是SCADA的基础部分。传统的模拟量的采集和获得，通过变送器将一次PT和CT的电气量变为直流量，再进行A/D转换送给计算机。应用了交流采样技术以后，经过二次PT、CT的变换后，直接对每周波的多点采样值采用DSP处理算法进行计算，得到电压和电流的有效值和相角，免去了变送器环节。这不仅使得分散布置的分布式RTU很快地发展起来，而且还为变电站自动化提供了功能综合优化的手段。 1.2数字信号处理（DSP）在继电保护中的应用 到目前为止，应用于我国电力系统的微机保护产品采用的CPU大多为单片机，由于受硬件资源及计算功能的限制，其采样能力及采样速度很难令人满意。因此，对非正常运行条件下的系统参数测量，在速度和精度上无法满足要求，一些复杂原理和算法的实现，基于常规CPU的保护产品也都难以胜任。基于DSP 的数据采集和处理系统由于其强大的数学运算能力和特殊设计，都使得它在继
DSP技术在土木工程领域的应用实例 任何携带信息的物理量都可称为信号，实际工程中常用的信号有模拟信号和数字信号等，模拟信号是指具有连续振幅的连续时间信号；数字信号是指用有限个数字表示的离散振幅值的离散时间信号。 20世纪50年代，随着大型数字计算机的出现，数字信号处理开始兴起，并在随后的十几年里有了长足的发展与突破。由于携带信息的信号的普遍存在，使得DSP（即数字信号处理）技术能够广泛地应用于多种工程领域。 DSP技术在土木工程领域的应用也十分广泛，如：地震工程、结构健康监测系统、结构振动测试等。 一、DSP技术在地震工程中的应用 地震是常见的给人民的生命财产造成巨大损失的自然灾害之一，地震波由地震、火山喷发或地下爆炸产生的岩石运动引起，通过地震仪，这些地震波被转换成地震信号，通过记录、存储下来的地震信号，可以对地震的特性以及地震对结构的动力影响进行分析。 DSP技术在上述过程的应用主要有：信号降噪、数据压缩、地震信号频谱分析等。 信号降噪是过滤、消除噪声以提高信号信噪比的过程，主要方法有加运算去除加性噪声以及将信号转换到频域上，利用地震信号和噪声之间频率的不同设计滤波器来实现（傅里叶变换、小波变换及S变换等）。 地震信号数据压缩一方面可以减少存储空间，另一方面可以提高数据处理速度。由于地震数据本身特点对其进行一定范围压缩时不会影响对地下地质结构信息的识别。由于受地层吸收及球面扩散的影响，造成深层振幅较浅层振幅小，高频成分主要集中在浅层。另外，地震信号本身含有各种噪声，需要进行消除，并且地震相邻道之间具有很强的相关性。利用二维小波分解除去小波变换信号间的相关性，可以高效的对地震数据进行压缩,此时的地震数据的压缩比可高达倍，而且失真较小。 由时间域转换至频率域从而得到频谱或能量密度谱，用来考察地震信号的频率构成，了解地震的卓越周期（指地震动信号振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期）等信息，进而可以考察其对结构的动力特性的影响。 文献[2]通过对一道模拟的非平稳地震信号降噪，研究了FT,CWT,ST三种方法的适用范围。 二、DSP技术在结构健康监测系统的应用 健康监测系统可以较全面地把握桥梁结构建造与服役全过程的受力与损伤演化规律,是保障大型桥梁的建造和服役安全的有效手段之一。各国均在新建的和已服役的重要工程结构上增设健康监测系统。 桥梁健康监测系统一般包括智能传感器子系统，数据采集与处理及传输子系统，损伤识别与模型修正和安全评定子系统，数据管理子系统。
DSP数字信号处理器特性 周晓昱（龙口中隆计控公司） 现在，数字信号处理技术已经被广泛应用到各种工业仪器仪表上。近十年来，国内越来越多的生产厂家，也将该技术应用到科氏力质量流量计的信号处理上。使国产质量流量计的稳定性、准确度都得到了很大的提高。与国际先进水平的差距越来越小。 科里奥利质量流量计的工作原理是：用激振使测量管在固有频率下振动。当管道内的介质处于静止时，测量管上所受到的科里奥利力（简称科氏力），是大小相同，方向相同的。而当测量管中的介质流动时，测量管两侧所受的科氏力，大小相同而方向相反。在这两个力的作用下，测量管就会产生微量的扭转弹性变形。测量管两侧的振动相位差就发生了改变。相位差的大小与介质流过的质量成一定规律。因此，可以通过测量相位差的变化，确定介质的流量大小。 当有外来振动源产生一个或多个“噪声”频率时，会在测量管上产生一个附加力来干扰科氏力，从而造成测量的误差。要准确地计量质量流量，必须排除这些干扰。例如，流量计附近有产生机械振动的设备，周围动力电（如电焊机等）的耦合等。都会产生不确定频率或固定频率的干扰。如何清除这些干扰？采用模拟电路进行信号处理时，一般是采取各种滤波的办法。但效果并不理想。 数字信号处理器（简称DSP）是一个实时处理信号的微处理器。使用DSP技术与使用时间常量去阻抑和稳定信号相比，其优点是能够以一个被提高了的采样率去过滤实时信号。减少了流量计对流量的阶跃变化的响应时间。使用多参数数字处理器（MVD）变送器的响应时间比使用模拟信号处理的传统变送器快2~4倍，更快的响应时间会提高短批量控制的效率和精确度。
特别是对于气体流量的测量，DSP技术就更具优势。因为高速气体通过流量计容易引起较严重的噪声。DSP技术因能够用数字技术更好地滤波，同时进一步减小了质量流量计对噪声的敏感度。因此，可以将混杂在流量信号中的噪声减至最小。实践证明，采用MVD变送器测量气体介质，比以前采用模拟信号变送器，在重复性和精确度上都有了显著提高。 DSP技术为科氏力质量流量计提供了一个更好地处理掉来自于外界干扰信号的手段。它使得这些干扰信号无所遁形。从而极大地提高了质量流量计的测量精度，以及运行的稳定性。 运用DSP技术，再加之对密度信号的监测与分析。还有希望解决一直困扰着科氏力质量流量计运行过程中，因介质产生气化，测量管内壁沉淀或挂壁造成的计量误差问题。使科氏力质量流量计再上一个台阶。
1 速度： DSP 速度一般用MIPS 或FLOPS 表示，即百万次/秒钟。根据您对处理速度的要求选择适合的器件。一般选择处理速度不要过高，速度高的DSP ，系统实现也较困难。 2 精度： DSP 芯片分为定点、浮点处理器，对于运算精度要求很高的处理，可选择浮点处理器。定点处理器也可完成浮点运算，但精度和速度会有影响。 3 寻址空间：不同系列DSP 程序、数据、I/O空间大小不一，与普通MCU 不同，DSP 在一个指令周期内能完成多个操作，所以DSP 的指令效率很高，程序空间一般不会有问题，关键是数据空间是否满足。数据空间的大小可以通过DMA 的帮助，借助程序空间扩大。 4 成本：一般定点DSP 的成本会比浮点DSP 的要低，速度也较快。要获得低成本的DSP 系统，尽量用定点算法，用定点DSP 。 5 实现方便：浮点DSP 的结构实现DSP 系统较容易，不用考虑寻址空间的问题，指令对C 语言支持的效率也较高。 6 内部部件：根据应 DSP 应用选型举例 面向数字控制、运动控制的DSP 系统开发的DSP 芯片选型 面向数字控制、运动控制主要有磁盘驱动控制、引擎控制、激光打印机控制、喷绘机控制、马达控制、电力系统控制、机器人控制、高精度伺服系统控制、数控机床等。当然这些主要是针对数字运动控制系统设计的应用，在这些系统的控制中，不仅要求有专门用于数字控制系统的外设电路，而且要求芯片具有数字信号处理器的一般特征。 例如在控制直流无刷电动机的DSP 控制系统中，直流无刷电机运行过程要进行两种控制，一种是转速控制，也即控制提供给定子线圈的电流；另一种是换相控制，在转子到达指定位置改变定子导通相，实现定子磁场改变，这种控制实际上实
DSP处理器总复习 第三章：处理器结构 1.了解总线结构：PB CB DB EB PAB CAB DAB EAB ◆程序总线（PB） ◆三条数据总线（CB、DB、EB） CB、DB :数据读总线EB：数据写总线 ◆四条地址总线（PAB、CAB、DAB、EAB） 2.了解CPU的内核：算数逻辑单元ALU；累加器ACCA,ACCB；桶形移位寄存器；乘加单元；比较选择和存储单元（CSSU）；指数编码器（EXP encoder）（P50） MAC *AR2+, *AR3+, A (只能用累加器A) 3.掌握存储器组织结构： ①注意引脚：PS,DS,IS,MSTRB,IOSTRB,MP/MC. 以及位：OVLY,DROM的使用。程序空间，数据空间，I/O空间。 PS非（程序存储的片选）：低电平有效外部总线和PB及PAB连通，CPU访问存放在外部 存储器中的程序指令； DS非（数据存储的片选）：低电平有效，外部总线和数据总线连通 IS非（I/O口的片选）：当CPU执行PORTR或PORTW指令时，IS非有效。 PMST处理器模式状态寄存器的三个位(MP/MC、OVL Y、DROM) 会 影响存储器配置： ?MP/MC 决定是否将片上ROM存储器映射到程序空间 ?=0 微型计算机模式，片上ROM被映射到程序空间 ?=1 微处理器模式，片上ROM不被映射到程序空间 ?复位值：由MP/MC 引脚状态决定 ?OVLY (RAM overlay) ?=0 RAM不重叠，片上RAM只映射到数据空间 ?=1 RAM重叠，片上RAM同时映射到数据空间和程序空间 ?复位值：0 ?DROM (Data ROM) ?=0 片上ROM不被映射到数据空间 ?=1 片上ROM的一部分被映射到数据空间 ?复位值：0 ②CPU寄存器：重点掌握IMR,IFR,ST0,ST1,PMST, A,B,AR0~AR7,BK,BRC,SP 其中ST0，ST1，PMST中各位的含义。 中断寄存器（IMR、IFR）：中断屏蔽寄存器，可用于屏蔽中断 中断标志寄存器（IFR） 状态寄存器ST0 TC：测试/控制标志DP：数据存储器页指针C：借位标志 状态寄存器ST1
DSP数字信号处理器考试复习资料 1.DSP：数字信号处理 2.模拟信号：幅值和时间上都是连续变化的信号。 3.数字信号：幅值为量化的，时间是离散的。 4.DPS芯片的结构特点： 【1】采用哈佛总线结构 【2】采用流水线技术 【3】增加硬件功能单元 (1)设置硬件乘法器 (2)增加辅助寄存器算术单元 5.F28335是TI公司推出的C200系列，双电源供电，C28X系列，3.3V，I/O接口1.9V（150MHz），1.8V(没有150MHz) 6.C200(实时控制) 【1】c24x16位定点DSP 【2】c28x32位定点DSP，工作频率150MHz，晶振频率30MHz 7.c500（低功耗） 【1】c54x 【2】c55x 8.c6000(高性能) 【1】c62x32位 【2】c64x32位
9.DSP硬件开发工具 【1】DSP开发板 【2】DSP仿真器 10.软件开发工具：CCS 11.F28335的基本组成 【1】中央处理器(cpu) 【2】系统控制逻辑 【3】存储器 【4】片上外设 12.F28335总线包括: 【1】程序地址总线PAB(22) 【2】程序读数据总线PRDB(32) 【3】数据读地址总线DRAB(32) 【4】数据读数据总线DRDB(32) 【5】数据/程序写数据总线DWDB(32) 【6】数据写地址总线DWAB(32) 13.状态寄存器: 【1】ST0(16位) 【2】ST1（16位） （1）D0.INTM:全局中断屏蔽。1，禁止全局可屏蔽中断；0，开全局可屏蔽中断
(2)D6.EALLOW:寄存器访问使能。1，允许访问被保护的寄存器；0，禁止访问被保护的寄存器 14.F28335片内振荡器及锁相环 14.如果F28335外接晶振频率为30MHz，DIV设置为1010（二进制）或10(十进制)或0xA(十六进制)，DIVSEL设置为2，则时钟模块输出时钟（也是CPU的输入时钟）CLKIN频率为: F=(OSCCLK*10.0)/2=30MHz*10/2=150MHz CLKIN 15.F28335的低功耗模式 【1】IDIE(空闲）模式 【2】STANDBY(待机)模式 【3】HALT（暂停）模式 16.看门狗电路就是一个定时器电路 【1】复位信号 【2】中断信号 17.F28335寻址方式有寄存器寻址、堆栈寻址、直接寻址、间接寻址
第一章 DSP 相关知识及TMS320F2812性能介绍 数字信号处理（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。在通常的实时信号处理中，它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，这都是模拟系统所不及的。 1.1 DSP系统构成 数字信号处理器是利用计算机或专用处理设备，在模拟信号变换成数字信号以后，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快10～50倍。一个典型的DSP系统，输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作（MAC）。最后，经过处理后的数字样值再经D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。必须指出的是，上面给出的DSP 系统模型是一个典型模型，但并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。 1.2 DSP系统的特点 数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优点： （1）接口和编程方便。DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口容易得多；另外，DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。 （2）稳定性和可重复性好。DSP系统以数字处理为基础，受环境温度、湿度、噪声、电磁场的干扰和影响较小，可靠性高；数字系统的性能基本不受元器件参数性能变化的影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。 （3）精度高。16位数字系统可以达到10-5的精度。 （4）特殊应用。有些应用只有数字系统才能实现，例如信息无失真压缩、V 型滤波器、线性相位滤波器等等。 （5）集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规范性，便于大规模集成。当然，数字信号处理在高频信号处理上也存在一定的缺点。DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题，而且DSP系统消耗的功率也较大。此外，DSP技术更新的速度快，数学知识要求多，开发和调试工具还不尽完善。
浅谈数字信号处理 20091111 崔琦中文摘要： 数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。 关键词：数字信号处理；芯片发展；应用 ABSTRACT： The purpose of digital signal processing is the real world of continuous analog signals measured or filter. Therefore in digital signal processing is needed before will signal from analog to digital domain, the field that usually through the adc. And digital signal processing output often will transform into analog domain, it is realized by digital-to-analog converters. Keywords：Digital signal processing；Chip development；application 正文： 数字信号处理作为信号和信息处理的一个分支学科，已渗透到科学研究、技术开发、工业生产、国防和国民经济的各个领域，取得了丰硕的成果。对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理，能使我们对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解，得到我们需要的信号形式，提高信息的利用程度，进而在更广和更深层次上获取信息。DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合进行数字信号处理运算的微处理器。DSP芯片的出现和发展，促进数字信号处理技术的提高，许多新系统、新算法应运而生，其应用领域不断拓展。目
数字信号处理器DSP 补充讲义 一、Q 数的定义与四则运算 1. Q 数的定义 对于16位的DSP 而言，Q 数定义共有16种，其简化写法分别是Q15、Q14、Q13、Q12、Q11、Q10、Q9、Q8、Q7、Q6、Q5、Q4、Q3、Q2、Q1、Q0，其数学含义可以在其标准定义中更加明确，分别应当是：Q1.15、Q2.14、Q3.13、Q4.12、Q5.11、Q6.10、Q7.9、Q8.8、Q9.7、Q10.6、Q11.5、Q12.4、Q13.3、Q14.2、Q15.1、Q16.0，即标准形式为Qn:m 其数学意义是Q 数的最大整数的绝对值≤2n-1 ；例如Q15其整数位小于等于1；Q14的整数位小于等于2；Q13的整数位小于等于4；…Q1的整数位小于等于16384；Q0的整数位小于等于32768。其最大整数位数是n 位。小数位的最小刻度为＝2-m ,由m 位二进制数表示。 例如：Q15小数位的最小刻度为＝2-m ＝2-15 ＝3.0518×10-5，Q14小数位的最小刻度为＝2-m ＝2-14＝6.1035×10-5 , …Q1小数位的最小刻度为＝2-m ＝2-1 ＝0.5。 2. Q 数圆 对于16位的DSP,如果是有符号数，则，可以表示为图1所描绘的Q 数圆，Q 数圆在整个圆周上分布有216＝65,536个数据点，每一个数据点，都具有唯一性。Q 数圆的起始点为0000，其在该圆的垂直轴线的正上方；Q 数圆的右半圆为正数，其最大值顺时针旋转，在该圆的垂直轴线的正下方右边第一个点，其16进制的数值为7FFF ，但是，其对于不同的Q 数，其真值是不同的，例如：7FFF 对于Q15格式，其代表的数值是0.9999695，但是，其对于Q13格式，其代表的数值是3.9999。 补码 8000 ∶Q1=16383.5Q0=32767 ∶ Q1=-16384Q0=-32768 图1 Q 数圆的定义与数据的分布 Q 数圆的左半圆为负数，其起始点为FFFF 为补码格式, 在该圆的垂直轴线的正上方左边第一个点，其真值在Q15格式时为-3.0518×10-5,其原码是8001，与正数0001呈现垂直轴Y 轴对称。其最小值为逆时针旋转，在该圆的垂直轴线的正下方的点，其16进制的数值为8000为补码格式，但是，其对于不同的Q 数，其真值是不同的，例如：8000对于Q15格式，其代表的数值是-1，但是，其对于Q13格式，其代表的数值是-4。 3.实数的真值与Q 数的转换方法： 在DSP 的实际运算中，实数需要根据其大小和位数转化为相应的Q 数，方可以作为常数，写入到程序中，其转换的办法需要遵循下列公式: 假定实数的真值为R ，其需要转换的Q 数值为Qm ，m=0，1，2…15。 Qm=R ×2m (1) 例1：R ＝0.5，需要转换成为Q15格式， 则，Q15= R ×2m =0.5×215=16384=4000h 例2：R ＝-0.5，需要转换成为Q15格式， 则，Q15= -R ×2m =-0.5×215=-16384=-4000h(原码) 需要转换为补码（取反加1）： -4000h ＝BFFF(反码)=C000(补码) 在DSP 的实际运算中，Q 数也需要根据其大小和位数转化为相应的实数真值，其转换的办法需要遵循下列公式: 假定Q 数值为Qm ，m=0，1，2…15，其需要转换的实数的真值为R 。 R=Qm ×2-m (2) 例3：Q15数的3FFF 转换为实数真值 3FFFh=16383×2-15=0.499969 例4：Q15数的C001转换为实数真值 C001补码（取反加1）=3FFFh C001=-16383×2-15 =-0.499969 例5：R ＝1.999756，需要转换成为Q13格式， 则，Q15= R ×2m =1.999756×213 =16382=3FFEh 例6：Q13格式的数C002, 需要转换成为实数真值，C002补码（取反加1）=3FFEh C002=-16382×2-13=-1.999756 R ＝-1.999756 显然，Q 数圆的16位数在几何空间上是确定和唯一的，但是，在16位数相同的情况下，Q 数值不同，
1、什么是DSP？简述DSPs的特点？简述DSPs与MCU、FPGA、ARM的区别？学习DSP开发需要哪些知识？学习DSP开发需要构建什么开发环境？(15分) 答：（1）DSP是Digital Signal Processing(数字信号处理的理论和方法）的缩写，同时也是Digital Signal Processor（数字信号处理的可编程微处理器）的缩写。通常流过器件的电压、电流信号都是时间上连续的模拟信号，可以通过A/D器件对连续的模拟信号进行采样，转换成时间上离散的脉冲信号，然后对这些脉冲信号量化、编码，转化成由0和1构成的二进制编码，也就是常说的数字信号。DSP能够对这些数字信号进行变换、滤波等处理，还可以进行各种各样复杂的运算，来实现预期的目标。 （2）DSP既然是特别适合于数学信号处理运算的微处理器，那么根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有下面所述的主要特点：1）程序空间和数据空间分开，CPU可以同时访问指令和数据； 2）在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法运算； 3）片内具有快速RAM，通常可以通过独立的数据总线在程序空间和数据空间同时访问； 4）具有低开销和无开销循环及跳转的硬件支持； 5）具有快速的中断处理和硬件I/O支持； 6）可以并行执行多个操作； 7）支持流水线操作，使得取址、译码和执行等操作可以重复执行。（3）DSP采用的是哈佛结构，数据空间和存储空间是分开的，通过
独立的数据总线在数据空间和程序空间同时访问。而MCU采用的是冯·诺依曼结构，数据空间和存储空间共用一个存储器空间，通过一组总线（地址总线和数据总线）连接到CPU）。很显然，在运算处理能力上，MCU不如DSP；但是MCU价格便宜，在对性能要求不是很高的情况下，还是很具有优势的。 ARM是Advanced RISC（精简指令集）Machines的缩写是面向低运算市场的RISC微处理器。ARM具有比较强的事务管理功能，适合用来跑跑界面、操作系统等，其优势主要体现在控制方面，像手持设备90%左右的市场份额均被其占有。而DSP的优势是其强大的数据处理能力和较高的运算速度，例如加密/解密、调制/解调等。 FPGA是Field Programmable Gate Array（现场可编程门阵列）的缩写，它是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是专用集成电路中集成度最高的一种。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logical Cell Array）的概念，内部包括了可配置逻辑模块CLB、输入/输出模块IOB、内部连线三个部分。用户可以对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块进行重置配置，已实现用户自己的逻辑。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性；同时FPGA可以用VHDL或Verilog HDL来编程，灵活性强。由于FPGA能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出FPGA的优势，其现场编程能力可
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《TMS320C55X 系列DSP 指令系统、开发工具与编程指南》 译：李海森 清华大学出版社 《TMS320C55X DSP 原理及应用》 主编 汪春梅 电子工业出版社 主编：汪春梅
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第1章 数字信号处理和DSP系统
肖 飞
授 课 内 容
一、实时数字信号处理技术的发展 二、数字信号处理器的应用 三、数字信号处理器的特点 数字信号处 的特点 四 德州仪器公司的DSP产品 四、德州仪器公司的 五、DSP芯片的选择 五 片的选择 六、DSP应用系统设计流程 七、DSP软件开发流程
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1 1 实时数字信号处理技术的发展 1.1
典型实时数字信号处理系统的基本部件
A 输入
抗混叠 滤波器
A
ADC
D
数字信 号处理
D
DAC
A
抗镜像 滤波器
A 输出
DAC 数/模转换器（Digital-to-Analog Converter） ADC 模/数转换器（Analog-to-Digital A l t Di it l Converter C t ） 抗混叠滤波器 抗镜像滤波器 （Anti-aliasing g filter） （Anti-image filter）
D S P是什么 数字信号处理(Digital Signal Processing，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开发板 开发板，就是针对某个芯片，以这个芯片为核心，将这个芯片的功能都扩展出来，将每一部分都通过程序把功能都演示出来。同时，提供源程序和原理图，这样客户就能够以最小的代价，最快的速度去学习这款芯片的使用，达到事半功倍的效果。 DSP，就是数字信号处理器。通常用于数据算法处理，跟其他处理器相比，其强大的数据处理能力和运行速度，流水线结构是其最大的特点。 DSP开发板，就是围绕DSP的功能进行研发，推出用于DSP芯片开发的线路板，并提供原理图和源代码给客户。DSP尤以TI公司的DSP市场占有率最大，拥有的客户群很广泛。在DSP开发板方面，北京大道纵横科技有限公司（开发板之家）推出了Easy系列DSP开发板，包括Easy2812开发板，Easy5509开发板，特别适合学生学习使用。还推出QQ系列开发板，包括QQ2812开发板，QQ5509开发板等，适合公司研发人员使用。 消费者迫切需求的辅助驾驶系统技术需要具有先进精密功能且外形尺寸又非常小的高可靠性元件。由于这些系统尺寸很小，而且彼此非常靠近，因此还要求器件具有超低功耗和良好的耐久性。空间受限的系统在设计方面存在的热可靠性问题可通过采用较少的元件及超低的功耗来解决。Actel公司以Flash为基础的ProASIC3FPGA具有固件错误免疫力、低功耗和小外形尺寸等优势，因而消除了FPGA（现场可编程门阵列）用于安全关键汽车应用领域的障碍。 汽车工程师过去通常依赖于MCU(微控制器)和定制ASIC（专用集成电路）产品来控制汽车上的电子系统，实现新车型的功能扩展。但随着部件数目越来越多，开发周期要求越来越短，性能要求越来越高，工程师不得不寻找新的替代技术，比如成本低、功耗低及可靠性高的FPGA。在市场容量不断增长的汽车电子领域，空间和功耗受限的安全设备、乘客坐姿检测系统(PODS)、后视和侧视相机、远程信息解决方案均可受益于Actel的低功耗FPGA。 与MCU相比，FPGA可让汽车系统设计实现更好的性能及更多的功能(比如 I/O，可编程逻辑等)。类似地，与ASIC产品相比，FPGA的成本 更低、灵活性更高。与ASIC不同，一旦有了完善的资格认证程序，FPGA还能面向多种项目应用，因而有助于设计人员争取时间和充分发挥资源潜力，应对汽车产业中的各种资格认证【非法词语被屏蔽】。 Actel公司低功耗ProASIC3FPGA系列成功地为汽车制造商提供了可替代昂贵、复杂的ASIC技术的灵活、可靠的解决方案，其AEC-Q100Grade1ProASIC3器件是业界首款达到这一质量级别的FPGA产品。Actel还宣布支持生产件批准
基于DSP的电机控制 前言 随着科学技术的飞速发展，人们对控制模型、控制算法要求越来越高，传统意义上的处理器很难满足发展的需求，而数字信号处理器DSP经历了20多年的发展与普及，应用领域几乎涵盖了所有的行业：通信、信息处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗、日常消费品等。德州仪器（TI）占据了整个DSP市场的50％左右，很多高校、研究所、公司大量采用TI的方案与芯片进行开发与研究。 为了更好地配合学校的理论教学，达到理论与实践完美的结合，合众达公司总结了10多年在DSP领域中的开发与应用经验，推出了双DSP教学系统SEED-DTK教学实验箱系列产品。它设计新颖、独特，为师生提供了一个完整的教学实验平台，为学生加速学习与系统掌握DSP的开发与应用提供了强有力的手段。SEED-DTK教学实验箱采用模块化设计理念，涵盖了TI所有的主流DSP系列：C2000、C3X、C5000和C6000系列。其中SEED-DTK 实验箱中的主控板SEED-DECxxxx采用统一的系统结构、模块结构、机械结构和标准的总线接口以及相同的物理尺寸，实验箱上的主控板可以替换为不同系列SEED-DECxxxx，以适应不同院系在同一实验箱上开展不同的实验内容，大大节省了校方的设备经费。本次课题正是基于合众达公司的一整套设备得以完成。 一、实验目标 新建一个工程，编写相应的程序，以实现如下功能：通过串口调试助手向DSP发送相应的指令，实现对直流电机和步进电机不同运动状态的控制，并在CCS中显示相应的运行状态，同时发送给上位机。 二、实验前准备及操作步骤 1. 将DSP仿真器与计算机连接好； 2. 将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC6437单元的J9相连接； 3. 打开SEED-DTK6437的电源。观察SEED-DTK_Mboard单元的＋5V、＋3.3V、＋15V、－15V的电源指示灯以及SEED-DEC6437单元电源指示灯D4是否均亮；若有不亮的，断开电源，检查电源。 4. 用串口线将SEED-DEC6437 的J13 与PC 机相连。 三、实验的关键 该实验的核心在于，由于该实验要求当串口软件向DSP发送数据之后，实验箱上的直流电机和步进电机要按所接收的数据的不同，显示出不同的运行状态，所以在程序中需要将DSP接收的串口发送的数据所存放的变量与控制电机运行模式的变量对应统一，这样才能够实现由串口来控制电机运行模式的功能。 四、实验具体内容 对于本实验，我们小组讨论后认为，要实现实验目标，首先要明确整个程序的组成部分。我们的程序主要包括三部分：步进电机控制部分，直流电机控制部分以及串口通信部分。编程所需要解决的关键问题是将DSP接收的串口发送的数据所存放的变量与控制电机运行模式的变量对应统一，这样才能达到实验目标所要求的串口指令控制电机。 根据讨论确定的程序主要组成部分，我们确定了编程所需的宏定义，包括控制步进电机、