数字信号处理器DSP入门学习

dsp知识点总结一、DSP基础知识1. 信号的概念信号是指用来传输信息的载体，它可以是声音、图像、视频、数据等各种形式。

信号可以分为模拟信号和数字信号两种形式。

在DSP中，我们主要研究数字信号的处理方法。

2. 采样和量化采样是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。

量化是指将信号的幅度离散化为一系列离散的取值。

采样和量化是数字信号处理的基础，它们决定了数字信号的质量和准确度。

3. 傅里叶变换傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的方法，它可以将信号的频率分量分解出来，从而可以对信号进行频域分析和处理。

傅里叶变换在DSP中有着广泛的应用，比如滤波器设计、频谱分析等。

4. 信号处理系统信号处理系统是指用来处理信号的系统，它包括信号采集、滤波、变换、编解码、存储等各种功能。

DSP技术主要用于设计和实现各种类型的信号处理系统。

二、数字滤波技术1. FIR滤波器FIR滤波器是一种具有有限长冲激响应的滤波器，它的特点是结构简单、稳定性好、易于设计。

FIR滤波器在数字信号处理中有着广泛的应用，比如音频处理、图像处理等。

2. IIR滤波器IIR滤波器是一种具有无限长冲激响应的滤波器，它的特点是频率选择性好、相位延迟小。

IIR滤波器在数字信号处理中也有着重要的应用，比如通信系统、控制系统等。

3. 数字滤波器设计数字滤波器的设计是数字信号处理的重要内容之一，它包括频域设计、时域设计、优化设计等各种方法。

数字滤波器设计的目标是满足给定的频率响应要求，并且具有良好的稳定性和性能。

4. 自适应滤波自适应滤波是指根据输入信号的特性自动调整滤波器参数的一种方法，它可以有效地抑制噪声、增强信号等。

自适应滤波在通信系统、雷达系统等领域有着重要的应用。

三、数字信号处理技术1. 数字信号处理器数字信号处理器（DSP）是一种专门用于数字信号处理的特定硬件，它具有高速运算、低功耗、灵活性好等特点。

DSP广泛应用于通信、音频、图像等领域，是数字信号处理技术的核心。

1.DSP选型：主要考虑处理速度、功耗、程序存储器和数据存储器的容量、片内的资源，如定时器的数量、I/O 口数量、中断数量、DMA通道数等。

DSP的主要供应商有TI，ADI，Motorola,Lucent和Zilog等，其中TI占有最大的市场份额。

选择DSP可以根据以下几方面决定：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：根据应用要求，选择具有特殊部件的DSP。

如：C2000适合于电机控制；OMAP适合于多媒体等。

1）C5000系列（定点、低功耗）：C54X，C54XX，C55X相比其它系列的主要特点是低功耗，所以最适合个人与便携式上网以及无线通信应用，如手机、PDA、GPS等应用。

处理速度在80MIPS--400MIPS之间。

C54XX和C55XX一般只具有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时器、DMA等外设。

值得注意的是C55XX提供了EMIF外部存储器扩展接口，可以直接使用SDRAM，而C54XX则不能直接使用。

两个系列的数字IO 都只有两条。

2）C2000系列（定点、控制器）：C20X，F20X，F24X，F24XX ，C28x该系芯片具有大量外设资源，如：A/D、定时器、各种串口（同步和异步），WATCHDOG、CAN总线/PWM 发生器、数字IO 脚等。

DSP入门知识文章来源：DSP入门访问次数：--------------------------------------------------------------------------------DSP的内部指令周期较高，外部晶振的主频不够，因此DSP大多数片内均有PLL。

但每个系列不尽相同。

1)TMS320C2000系列：TMS320C20x：PLL可以÷2，×1，×2和×4，因如何选择外部时钟？DSP的内部指令周期较高，外部晶振的主频不够，因此DSP大多数片内均有PLL。

但每个系列不尽相同。

1)TMS320C2000系列：TMS320C20x：PLL可以÷2，×1，×2和×4，因此外部时钟可以为5MHz－40MHz。

TMS320F240：PLL可以÷2，×1，×1.5，×2，×2.5，×3，×4，×4.5，×5和×9，因此外部时钟可以为2.22MHz－40MHz。

TMS320F241/C242/F243：PLL可以×4，因此外部时钟为5MHz。

TMS320LF24xx：PLL可以由RC调节，因此外部时钟为4MHz－20MHz。

TMS320LF24xxA：PLL可以由RC调节，因此外部时钟为4MHz－20MHz。

2)TMS320C3x系列：TMS320C3x：没有PLL，因此外部主频为工作频率的2倍。

TMS320VC33：PLL可以÷2，×1，×5，因此外部主频可以为12MHz－100MHz。

3)TMS320C5000系列：TMS320VC54xx：PLL可以÷4，÷2，×1-32，因此外部主频可以为0.625MHz－50MHz。

TMS320VC55xx：PLL可以÷4，÷2，×1-32，因此外部主频可以为6.25MHz－300MHz。

DSP入门(献给初学者)DSP的特点对于没有使用过DSP的初学者来说，第一个困惑就是DSP其他的嵌入式处理器究竟有什么不同，它和单片机，ARM有什么区别。

事实上，DSP也是一种嵌入式处理器，它完全可以完成单片机的功能。

唯一的重要的区别在于DSP支持单时钟周期的“乘-加”运算。

这几乎是所有厂家的DSP芯片的一个共有特征。

几乎所有的DSP处理器的指令集中都会有一条MAC指令，这条指令可以把两个操作数从RAM 中取出相乘，然后加到一个累加器中，所有这些操作都在一个时钟周期内完成。

拥有这样一条指令的处理器就具备了DSP功能具有这条指令就称之为数字信号处理器的原因在于，所有的数字信号处理算法中最为常见的算术操作就是“乘-加”。

这是因为数字信号处理中大量使用了内积，或称“点积”的运算。

无论是FIR滤波，FFT，信号相关，数字混频，下变频。

所有这些数字信号处理的运算经常是将输入信号与一个系数表或者与一个本地参考信号相乘然后积分（累加），这就表现为将两个向量（或称序列）进行点积，在编程上就变成将输入的采样放在一个循环buffer里，本地的系数表或参考信号也放在一个buffer里，然后使用两个指针指向这两个buffer。

这样就可以在一个loop里面使用一个MAC指令将二者进行点积运算。

这样的点积运算对与处理器来说是最快的，因为仅需一个始终周期就可以完成一次乘加。

了解DSP的这一特点后，当我们设计一个嵌入式系统时，首先要考虑处理器所实现的算法中是否有点积运算，即是否要经常进行两个数组的乘加，（记住数字滤波，相关等都表现为两个数组的点积）如果有的话，每秒要做多少次，这样就能够决定是否采用DSP，采用多高性能的DSP了。

浮点与定点浮点与定点也是经常是初学者困惑的问题，在选择DSP器件的时候，是采用浮点还是采用定点，如果用定点是16位还是32位？其实这个问题和你的算法所要求的信号的动态范围有关。

定点的计算不过是把一个数据当作整数来处理，通常AD采样来的都是整数，这个数相对于真实的模拟信号有一个刻度因子，大家都知道用一个16位的AD去采样一个0到5V的信号，那么AD输出的整数除以2^16再乘以5V就是对应的电压。

数字信号处理知识点1. 引言数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是应用数字计算技术来过滤、压缩、存储、生成、识别和其他方式处理信号的科学领域。

本文旨在概述数字信号处理的核心技术和知识点，为学习和应用DSP提供明确的指导。

2. 信号的基本概念2.1 模拟信号与数字信号2.2 信号的时域和频域特性2.3 采样定理（奈奎斯特定理）2.4 量化和编码2.5 信号重构3. 离散时间信号与系统3.1 离散时间信号的定义3.2 线性时不变（LTI）系统3.3 卷积和系统响应3.4 Z变换及其应用3.5 差分方程4. 傅里叶分析4.1 傅里叶级数4.2 傅里叶变换4.3 快速傅里叶变换（FFT）4.4 频谱分析5. 滤波器设计5.1 滤波器的基本概念5.2 理想滤波器5.3 窗函数法5.4 IIR滤波器设计5.5 FIR滤波器设计6. 信号的检测与估计6.1 信号检测理论6.2 最小二乘估计6.3 卡尔曼滤波6.4 信号的自适应滤波7. 语音与图像处理7.1 语音信号的特性7.2 语音编码技术7.3 图像信号的基本概念7.4 图像压缩技术7.5 图像增强技术8. 实时数字信号处理系统8.1 DSP芯片的特性8.2 实时操作系统8.3 硬件与软件协同设计8.4 系统性能评估9. 应用实例9.1 通信系统中的DSP应用9.2 生物医学信号处理9.3 音频和视频处理9.4 雷达和声纳系统10. 结论数字信号处理是一个多学科交叉的领域，涉及信号理论、数学、计算机科学和电子工程。

掌握DSP的基础知识对于理解和设计现代通信系统、音频和视频处理系统以及其他相关应用至关重要。

请注意，本文仅为数字信号处理知识点的概述，每个部分都需要深入学习才能完全理解和应用。

读者应参考相关教材、课程和实践项目，以获得更全面和深入的知识。

【STM32H7的DSP教程】第1章初学数字信号处理准备⼯作第1章初学数字信号处理准备⼯作本期教程开始带领⼤家学习DSP教程，学习前⾸先要搞明⽩⼀个概念，DSP有两层含义，⼀个是DSP芯⽚也就是Digital Signal Processor，另⼀个是Digital Signal Processing，也就是我们常说的数字信号处理技术。

本教程主要讲的是后者。

1.1 初学者重要提⽰1.2 STM32H7的DSP功能介绍1.3 Cortex-M7内核的DSP和专业DSP的区别1.4 ARM提供的CMSIS-DSP库1.5 TI提供的32位定点DSP库IQmath1.6 ARM DSP软件替代模拟器件的优势1.7 Matlab的安装1.8 总结1.1 初学者重要提⽰1. 关于学习⽅法问题，可以看附件章节A。

2. 这⼏年单⽚机的性能越来越强劲，DSP芯⽚的中低端应⽤基本都可以⽤单⽚机来做。

3. 当前单⽚机AI也是有⼀定前景的，ARM⼀直在⼤⼒推进，很多软件⼚商和研究机构也在不断的努⼒。

通过此贴可以了解下:单⽚机AI的春天真的来了，ARM最新DSP库已经⽀持NEON，且⽀持Python 。

1.2 STM32H7的DSP功能介绍STM32H7是采⽤的Cortex-M7内核，⽽DSP功能是内核⾃带的，下⾯我们通过M7内核框图来了解下：重点看如下两个设计单元：DSPDSP单元集成了⼀批专⽤的指令集（主要是SMID指令和快速MAC乘积累加指令），可以加速数字信号处理的执⾏速度。

FPUCortex-M7内核⽀持双精度浮点，可以⼤⼤加速浮点运算的处理速度。

下⾯是Cortex-M3，M4和M7的指令集爆炸图：通过这个图，我们可以了解到以下⼏点：M4和M7系列有相同的DSP指令集。

M7相⽐M4系列要多⼀些浮点指令集。

同时这⾥要注意⼀个⼩细节，浮点指令都是以字符V开头的。

通过这点，我们可以⽅便的验证是否正确开启了FPU（MDK或者IAR调试状态查看浮点运算对应的反汇编是否有这种指令）。

DSP开发入门基础知识发布日期：2009-3-6 11:12:07 文章来源：搜电浏览次数：111DSP是Digital Signal Processing(数字信号处理)或Digital Signal Processor(数字信号处理器)的缩写。

这一章中我们要讲的内容是，如何开始采用一个或多个数字信号处理芯片对输入信号(数字信号)进行分析、处理。

所以在你进行DSP开发之前，你应该明确以下几个问题:(1).你是否应该或需要使用DSP?(2).你应该选择哪个型号的DSP?(3).你熟悉你即将使用的DSP吗?包括它的硬件结构、外设控制、指令系统、寻址方式以及开发环境(工具)?1-1为什么要采用数字信号处理?(1)灵活性在模拟处理系统，当需要改变一个模拟系统的应用时，你可能不得不修改硬件设计，或调整硬件参数。

而在数字处理系统，你可以通过改变数字信号处理软件来修改设置，以适应不同的需要。

(2)精度在模拟处理系统，系统精度受元器件影响，同一批次产品可能有不同的性能。

而在数字处理系统中，精度仅与A/D的位数和计算机字长、算法有关，它们是在设计系统是就已经决定了的。

(3)可靠性和可重复性模拟系统易受环境温度、湿度、噪声、电磁场等的干扰和影响，而数字系统的可靠性和可重复性好。

(4)大规模集成模拟系统尽管已有一些模拟集成电路，但品种较少、集成度不高、价格较高。

而数字系统中DSP体积小、功能强、功耗小、一致性好、使用方便、性能/价格比高。

(5)虚拟特性与升级一套模拟系统系统只能对应一种功能，升级意味着新型号的系统的研制。

而数字系统中一套系统对应多种功能，只要装上不同的软件即可。

图1软件使得数字系统更加灵活(6)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(LOSSLESS COMPRESSION)、V型滤波器(NOTCH FILTER)、线性相位滤波器(LINEAR PHASE FILTER)等等.但数字信号处理也有局限性:(1) 实时性模拟系统中除开电路引入的延时外，处理是实时的。

【STM32H7的DSP教程】第1章初学数字信号处理准备⼯作第1章初学数字信号处理准备⼯作本期教程开始带领⼤家学习DSP教程，学习前⾸先要搞明⽩⼀个概念，DSP有两层含义，⼀个是DSP芯⽚也就是Digital Signal Processor，另⼀个是Digital Signal Processing，也就是我们常说的数字信号处理技术。

本教程主要讲的是后者。

1.1 初学者重要提⽰1.2 STM32H7的DSP功能介绍1.3 Cortex-M7内核的DSP和专业DSP的区别1.4 ARM提供的CMSIS-DSP库1.5 TI提供的32位定点DSP库IQmath1.6 ARM DSP软件替代模拟器件的优势1.7 Matlab的安装1.8 总结1.1 初学者重要提⽰1. 关于学习⽅法问题，可以看附件章节A。

2. 这⼏年单⽚机的性能越来越强劲，DSP芯⽚的中低端应⽤基本都可以⽤单⽚机来做。

3. 当前单⽚机AI也是有⼀定前景的，ARM⼀直在⼤⼒推进，很多软件⼚商和研究机构也在不断的努⼒。

通过此贴可以了解下:单⽚机AI的春天真的来了，ARM最新DSP库已经⽀持NEON，且⽀持Python 。

1.2 STM32H7的DSP功能介绍STM32H7是采⽤的Cortex-M7内核，⽽DSP功能是内核⾃带的，下⾯我们通过M7内核框图来了解下：重点看如下两个设计单元：DSPDSP单元集成了⼀批专⽤的指令集（主要是SMID指令和快速MAC乘积累加指令），可以加速数字信号处理的执⾏速度。

FPUCortex-M7内核⽀持双精度浮点，可以⼤⼤加速浮点运算的处理速度。

下⾯是Cortex-M3，M4和M7的指令集爆炸图：通过这个图，我们可以了解到以下⼏点：M4和M7系列有相同的DSP指令集。

M7相⽐M4系列要多⼀些浮点指令集。

同时这⾥要注意⼀个⼩细节，浮点指令都是以字符V开头的。

通过这点，我们可以⽅便的验证是否正确开启了FPU（MDK或者IAR调试状态查看浮点运算对应的反汇编是否有这种指令）。

DSP工作原理DSP（数字信号处理）工作原理DSP（数字信号处理）是一种用于处理数字信号的技术，它通过对数字信号进行算法运算和数值计算，实现信号的滤波、变换、编码、解码、压缩、增强等一系列处理操作。

DSP广泛应用于语音、音频、图像、视频等领域，具有高效、灵活、可编程的特点。

一、数字信号处理基础知识1. 数字信号：数字信号是用离散的数值来表示连续信号的一种形式。

它由一系列离散的采样点组成，每个采样点都有特定的幅度值。

2. 采样和量化：采样是将连续信号转换为离散信号的过程，而量化则是对采样后的信号进行幅度的离散化表示。

3. 傅里叶变换：傅里叶变换是将时域信号转换为频域信号的一种数学变换方法。

它可以将信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦波的叠加。

4. 滤波：滤波是通过对信号进行频率选择，去除不需要的频率成分或增强感兴趣的频率成分。

常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

5. 编码和解码：编码是将信号转换为数字数据的过程，解码则是将数字数据还原为原始信号的过程。

编码和解码通常用于数据传输和存储。

二、DSP的工作原理DSP的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 信号采集：DSP系统首先需要通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。

ADC将连续的模拟信号按照一定的采样频率进行采样，然后对每个采样点进行量化，将其转换为离散的数字数值。

2. 数字信号处理：采集到的数字信号被送入DSP芯片中进行处理。

DSP芯片内部包含了一系列算法和数学运算单元，可以对数字信号进行各种处理操作。

常见的处理包括滤波、变换、编码、解码、压缩、增强等。

3. 算法运算：DSP芯片内部的算法运算单元可以执行各种数学运算，如加法、减法、乘法、除法、快速傅里叶变换（FFT）、卷积等。

这些运算可以通过软件编程或硬件电路实现。

4. 存储和缓存：DSP芯片通常具有内部存储器和缓存器，用于存储数据和临时计算结果。

存储器可以存储输入信号、中间结果和输出信号等数据，而缓存器则可以提高数据访问速度和运算效率。