DSP第四章6概论
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dsp课件
DSP是一种通过数字方式对信号进行处理的学科，它涉及到信号的采集、存储、 变换、滤波、估值、压缩等处理过程，最终的目的是为了满足人们对信号处理的 需求。
DSP的特点
DSP具有高效性
由于DSP采用数字信号处理器 进行信号处理，因此其处理效 率高，能够实现高速实时信号
处理。
DSP具有高精度
数字信号处理器可以实现对信 号的高精度处理，避免了模拟 信号处理中可能出现的误差和 失真。
快速傅里叶变换（FFT）
01
FFT是一种高效计算离散傅里叶变换（DFT）及其逆变换的算法
。
数字滤波器设计
02
数字滤波器是一种用于信号处理的算法，可以实现对信号的滤
波、去噪等功能。
数字信号处理（DSP）算法
03
DSP算法包括多种数字信号处理方法，如频域分析、时域分析
、功率谱分析等。
CHAPTER 04
DSP课件
目 录
• DSP概述 • DSP硬件平台 • DSP软件编程 • DSP在信号处理中的应用 • DSP的优化与扩展 • DSP的发展趋势与未来展望
CHAPTER 01
DSP概述
DSP的定义
数字信号处理（DSP）是一门涉及信号处理、算法设计、系统实现等领域的学科 。它主要研究如何利用数字信号处理器（DSP）对数字信号进行采集、变换、滤 波、估值、压缩等处理，以满足人们在不同领域的需求。
DSP扩展板
内存扩展板
用于扩展DSP的内存容量，提高数据处理能力。
数字IO扩展板
用于扩展DSP的数字输入输出接口，实现与外部设备的通信。
音频视频接口扩展板
用于扩展DSP的音频视频接口，实现音频视频数据的采集和输出。
DSP与其他设备的连接
DSP的特点
DSP具有高效性
由于DSP采用数字信号处理器 进行信号处理，因此其处理效 率高，能够实现高速实时信号
处理。
DSP具有高精度
数字信号处理器可以实现对信 号的高精度处理，避免了模拟 信号处理中可能出现的误差和 失真。
快速傅里叶变换（FFT）
01
FFT是一种高效计算离散傅里叶变换（DFT）及其逆变换的算法
。
数字滤波器设计
02
数字滤波器是一种用于信号处理的算法，可以实现对信号的滤
波、去噪等功能。
数字信号处理（DSP）算法
03
DSP算法包括多种数字信号处理方法，如频域分析、时域分析
、功率谱分析等。
CHAPTER 04
DSP课件
目 录
• DSP概述 • DSP硬件平台 • DSP软件编程 • DSP在信号处理中的应用 • DSP的优化与扩展 • DSP的发展趋势与未来展望
CHAPTER 01
DSP概述
DSP的定义
数字信号处理（DSP）是一门涉及信号处理、算法设计、系统实现等领域的学科 。它主要研究如何利用数字信号处理器（DSP）对数字信号进行采集、变换、滤 波、估值、压缩等处理，以满足人们在不同领域的需求。
DSP扩展板
内存扩展板
用于扩展DSP的内存容量，提高数据处理能力。
数字IO扩展板
用于扩展DSP的数字输入输出接口，实现与外部设备的通信。
音频视频接口扩展板
用于扩展DSP的音频视频接口，实现音频视频数据的采集和输出。
DSP与其他设备的连接
DSP原理与应用-课件
多处理器结构
本书的 封面
走信息路 读北邮书
1.2.2 与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较
与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较
尽管微处理器集成度很高，但仍需要较多的外围电路， 使得其性价比、体积、功耗都都比DSP大的多。 但单片机的控制接口种类比DSP多，适用于以控制为主 的模数混合设计，同时在成本上单片机的价格也低的 多。
（4）图形/图像处理：如三维图像变换、模式识别、
图像增强、动画、电子地图等。
（5）自动控制：如机器人控制、自动驾驶、发动机控
制、磁盘控制等。
本书的
封面
走信息路 读北邮书
2.1 TMS320C54x的硬件结构特性
2.1.1 TMS320C54X的硬件结构 2.1.2 TMS320C54X的主要特性
走信息路 读北邮书
1.2.1 DSP芯片的特点 1.2.2 与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较 1.2.3 DSP产品简介
走信息路 读北邮书
本书的 封面
1.1
数字信号处理概述
数字信号处理概述
DSP可以代表数字信号处理技术（Digital Signal Processing），也 可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor
走信息路 读北邮书
本书的 封面
2.1.2 TMS320C54x的主要特性
1
CPU
2
存储器
3 片内外设
4 指令系统
走信息路 读北邮书
本书的 封面
2.1.2
CPU
CPU
（1） 先进的多总线结构(1条程序总线、3条数据总线和4
条地址总线)。
（2） 40位算术逻辑运算单元(ALU)。包括1个40位桶形移
本书的 封面
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1.2.2 与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较
与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较
尽管微处理器集成度很高，但仍需要较多的外围电路， 使得其性价比、体积、功耗都都比DSP大的多。 但单片机的控制接口种类比DSP多，适用于以控制为主 的模数混合设计，同时在成本上单片机的价格也低的 多。
（4）图形/图像处理：如三维图像变换、模式识别、
图像增强、动画、电子地图等。
（5）自动控制：如机器人控制、自动驾驶、发动机控
制、磁盘控制等。
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2.1 TMS320C54x的硬件结构特性
2.1.1 TMS320C54X的硬件结构 2.1.2 TMS320C54X的主要特性
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1.2.1 DSP芯片的特点 1.2.2 与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较 1.2.3 DSP产品简介
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1.1
数字信号处理概述
数字信号处理概述
DSP可以代表数字信号处理技术（Digital Signal Processing），也 可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor
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2.1.2 TMS320C54x的主要特性
1
CPU
2
存储器
3 片内外设
4 指令系统
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2.1.2
CPU
CPU
（1） 先进的多总线结构(1条程序总线、3条数据总线和4
条地址总线)。
（2） 40位算术逻辑运算单元(ALU)。包括1个40位桶形移
DSP原理第四章ppt课件
链接器
lnk500
？.cmd
COFF
---- 公共目标文件格式 Common Object File Format
COFF采用代码段和数据段的形式，以便于模块化的编程，使编 程和管理更加方便。
连续占有存储空间的代码块或数据块简称为段，是COFF文件中 最重要的概念。汇编器和链接器提供一些伪指令来建立和管理各种各 样的段。
9
第四章 C54x应用程序开发及仿真
常用汇编伪指令
10
第四章 C54x应用程序开发及仿真
段定义伪指令
汇编器通过5条伪指令识别各功能部分： （1）未初始化段 -- 预留空间
● .bss 定义变量区、数组等 .bss x, 4 ; 为x开辟4个单元的数据空间
● .usect 定义堆栈区 STACK .usect “STACK”, 10H 开辟16个字单元作为堆栈区，段名STACK
ADD x3, A ; A = x1+x2+x3 STL A, sum3 ; .endm
16
第四章 C54x应用程序开发及仿真
4.3 C54x汇编程序的编辑、汇编与链接
. cmd 链接命 令文件
.asm 源文件
文本编辑器
.obj 目标文件
汇编器
-l
.out 输出文件
链接器 - o
-m
调试程序
. lst 列表文件
COFF文件的三种格式： COFF0、 COFF1、 COFF2。
19
第四章 C54x应用程序开发及仿真
● 所有COFF文件都包括三种形式的段：
.text 文本段（指令代码） .data 已初始化数据段 .bss （为未初始化变量）保留空间段
DSP完整课件第4章
第4章 系统配置和中断模块
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 系统配置寄存器 中断优先级和中断向量表 外设中断扩展控制器 中断响应的过程 中断响应的等待时间 CPU的中断寄存器 复位和无效地址检测 外部中断控制寄存器
作业：11） 240x中断系统结构特点 12）中断响应过程 13）主中断服务程序与外设中断服务子程序的任务
2010退出Βιβλιοθήκη 4.2 中断优先级和中断向量表
CPU级中断向量表及优先级
K值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 16 17 18 19 ... 31
2010
CPU中断向量 0000h 0002h 0004h 0006h 0008h 000Ah 000Ch 000Eh 0010h ... 0020h 0022h 0024h 0026h ... 003Eh
2010
退出
中断系统
240x的2级（层次）中断结构。
(1) CPU内核级(顶层)中断(INT1~INT6)
(2) 外设级(底层)中断 利用6个内核级中断扩展38个外设级中断。
(2) 外设级(底层)中断 每级可屏蔽的CPU级中断(INT1~6)又对应多个外设级中 断源，每个外设级中断源具有唯一的中断入口地址向量，它 们构成了外设级中断向量表。 • 外设中断向量表 用来获取响应外设中断服务子程序。一般存放跳转到外 设中断服务子程序的跳转指令。 • 外设中断服务子程序 完成具体中断要实现的功能。
优先级 1 4 5 6 7 8 9
中断名称 RS INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6
INT8
INT16 TRAP NMI ... INT31
3 2
说明 硬件上电复位中断(不可屏蔽) 1号可屏蔽中断 2号可屏蔽中断 3号可屏蔽中断 4号可屏蔽中断 5号可屏蔽中断 6号可屏蔽中断 保留 用户自定义软件中断 .... 用户自定义软件中断 陷阱软件中断 NMI软件中断 保留 ... 用户自定义软件中断
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 系统配置寄存器 中断优先级和中断向量表 外设中断扩展控制器 中断响应的过程 中断响应的等待时间 CPU的中断寄存器 复位和无效地址检测 外部中断控制寄存器
作业：11） 240x中断系统结构特点 12）中断响应过程 13）主中断服务程序与外设中断服务子程序的任务
2010退出Βιβλιοθήκη 4.2 中断优先级和中断向量表
CPU级中断向量表及优先级
K值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 16 17 18 19 ... 31
2010
CPU中断向量 0000h 0002h 0004h 0006h 0008h 000Ah 000Ch 000Eh 0010h ... 0020h 0022h 0024h 0026h ... 003Eh
2010
退出
中断系统
240x的2级（层次）中断结构。
(1) CPU内核级(顶层)中断(INT1~INT6)
(2) 外设级(底层)中断 利用6个内核级中断扩展38个外设级中断。
(2) 外设级(底层)中断 每级可屏蔽的CPU级中断(INT1~6)又对应多个外设级中 断源，每个外设级中断源具有唯一的中断入口地址向量，它 们构成了外设级中断向量表。 • 外设中断向量表 用来获取响应外设中断服务子程序。一般存放跳转到外 设中断服务子程序的跳转指令。 • 外设中断服务子程序 完成具体中断要实现的功能。
优先级 1 4 5 6 7 8 9
中断名称 RS INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6
INT8
INT16 TRAP NMI ... INT31
3 2
说明 硬件上电复位中断(不可屏蔽) 1号可屏蔽中断 2号可屏蔽中断 3号可屏蔽中断 4号可屏蔽中断 5号可屏蔽中断 6号可屏蔽中断 保留 用户自定义软件中断 .... 用户自定义软件中断 陷阱软件中断 NMI软件中断 保留 ... 用户自定义软件中断
DSP原理及应用第四章
9
常用的汇编命令:
汇编命令 .title .end 作 用 .title "example.asm" 放在汇编语言源程序的最后 .text段是源程序正文。经汇编后，紧随.text后的是可执 行程序代码 有两种数据形式：.int和.word Table: .word 1,2,3,4 .word 8,6,4,2 表示在程序存储器标号为table开始的8个单元中存放初 始化数据1、2、3、4、8、6、4和2 .bss x,4表示在数据存储器中空出4个存储单元存放变 量x1，x2，x3和x4 .sect " vectors "定义向量表，紧随其后的是复位向量 和中断向量，名为vectors STACK .usect "STACK",10H在数据存储器中留出16 个单元作为堆栈区，名为STACK .def 举 例 紧跟其后的是用双引号括起的源程序名 结束汇编命令，汇编程序将忽略此后的任何源 语句，所以它应是程序的最后语句 紧跟其后的是汇编语言程序正文
分段的优点：在目标文件中将放置程 序、数据、变量的代码分开，便于在链 接时作为一个单独的部分分配存储器。 由于大多数系统都有好几种形式的存储 器，通过对各个段重新定位，可以使目 目标文件中的段与目标存 标存储器得到更为有效的利用。 储器之间的关系
17
2．外部符号的概念
外部符号 在一个模块中定义，可在另 一个模块中引用的符号。
25
段命令应用举例
汇编语言源程序： .data coeff .word 044h,055h,066h .bss buffer，8 prt .word 0456h .text add： LD 0Dh，A aloop：SUB #1，A BC aloop，AGEQ .data ivals .word 0CCh，0DDh，0EEh
dsp课件
代码调试
在代码实现完成后，进行代码调试，确保程序的正确性和稳定性。
调试与测试结果分析总结
调试过程
在代码调试完成后，进行系统调试，确保各个模块之间的协调和正 常运行。
测试结果分析
对测试结果进行分析，包括性能测试、功能测试等，找出可能存在 的问题和不足。
总结
根据调试和测试结果，对项目进行总结，包括经验教训、改进方向等 ，为后续的项目提供参考和借鉴。
DSP课件
目录
• DSP概述 • DSP硬件结构与工作原理 • DSP软件编程与开发环境 • 典型应用案例分析 • DSP发展趋势与挑战 • 实践项目设计与实现
01 DSP概述
定义与发展
定义
数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及多个学科 的交叉学科，主要研究将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行各种处 理。
通信信号处理应用
总结词
通信信号处理是数字信号处理的另一个重要应用领域，涉及信号的调制、传输和解调等环节。
详细描述
在通信信号处理中，数字信号处理技术可以用于信号的调制、编码、解调和解码等环节，同时还可以 进行信号特征提取、分类和识别等任务。具体的应用包括移动通信、卫星通信、数字电视和雷达信号 处理等。
未来DSP将进一步提高处理速度和效率，满足更 多复杂应用的需求。
更低的功耗
通过不断优化技术，降低DSP的功耗，延长设备 的使用寿命。
更广泛的应用领域
DSP将在更多领域得到应用，如智能家居、自动 驾驶、医疗保健等。
06 实践项目设计与 实现
项目需求分析与设计思路
明确项目目标
01
在开始实践项目之前，需要明确项目的目标，包括要实现的功
在代码实现完成后，进行代码调试，确保程序的正确性和稳定性。
调试与测试结果分析总结
调试过程
在代码调试完成后，进行系统调试，确保各个模块之间的协调和正 常运行。
测试结果分析
对测试结果进行分析，包括性能测试、功能测试等，找出可能存在 的问题和不足。
总结
根据调试和测试结果，对项目进行总结，包括经验教训、改进方向等 ，为后续的项目提供参考和借鉴。
DSP课件
目录
• DSP概述 • DSP硬件结构与工作原理 • DSP软件编程与开发环境 • 典型应用案例分析 • DSP发展趋势与挑战 • 实践项目设计与实现
01 DSP概述
定义与发展
定义
数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及多个学科 的交叉学科，主要研究将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行各种处 理。
通信信号处理应用
总结词
通信信号处理是数字信号处理的另一个重要应用领域，涉及信号的调制、传输和解调等环节。
详细描述
在通信信号处理中，数字信号处理技术可以用于信号的调制、编码、解调和解码等环节，同时还可以 进行信号特征提取、分类和识别等任务。具体的应用包括移动通信、卫星通信、数字电视和雷达信号 处理等。
未来DSP将进一步提高处理速度和效率，满足更 多复杂应用的需求。
更低的功耗
通过不断优化技术，降低DSP的功耗，延长设备 的使用寿命。
更广泛的应用领域
DSP将在更多领域得到应用，如智能家居、自动 驾驶、医疗保健等。
06 实践项目设计与 实现
项目需求分析与设计思路
明确项目目标
01
在开始实践项目之前，需要明确项目的目标，包括要实现的功
DSP技术原理及应用(课件)
DSP的分类
⑵ 按数据格式分：DSP对数据的处理有两种格式：定点数据格式 和浮点数据格式。
①定点DSP芯片：数据以定点格式参加运算。 ②浮点DSP芯片：数据以浮点格式参加运算。不同浮点DSP所 采用的浮点格式可能不同。
⑶按用途分： ①通用型：适合普通的DSP应用。 ②专用型：为特定的功能、运算而设计的。如数字滤波、卷 积、FFT等。如TMS320C24x适合自动控制；MOTOLORA公 司的DSP56200专用于数字滤波。
滤 波
抗混叠滤波器将输入信号X(t)中比主要频率高的信号分量滤除， 避免产生信号频谱的混叠现象。 A/D——将输入的模拟信号转换为DSP芯片可接收的数字信号。 DSP芯片——对A/D输出的信号进行某种形式的数字处理。 D/A——经过DSP芯片处理的数字样值经D/A转换为模拟量，然 后进行平滑滤波得到连续的模拟信号。
DSP的分类
DSP的分类有三种方式：按基础特性分、按数据格式分、按用途分
⑴按基础特性分：DSP芯片的工作时钟（主频）和指令类型
①静态DSP芯片：该类型在某时钟频率范围内都能正常工作，除计 算速度有变化外，没有性能上的下降。如日本OKI电器公司的DSP 和TI公司的TMS320C2XX系列；
②一致性DSP：两种或更多的DSP芯片，其指令集、机器代码及管 脚结构相互兼容。如美国TI公司的TMS320C54X。
时钟 取指
N N+1 N+2 N+3
如四级流水线的操作图： 译码
N-1
N
N+1 N+2
取操作数
N-2 N-1
N
N+1
执行
N-3 N-2 N-1 N
利用这种流水线结构，加上执行重复操作，保证了数字信号处 理中用得最多的乘法累加运算可以在单个指令周期内完成。
DSP原理与应第四章.ppt
1．HPI与主机的连接
HCNTL0、
主机控制信号，与主机地址线
HCN或TL控1:制线连接，用来选择主机所要寻址的寄
存器。
HCNTL0 HCNTL1
功能说明
0
0
主机可以读/写HPIC寄存器。
主机可以读/写HPID寄存器。
0
1
每读1次，HPIA事后增1；
每写1次，HPIA事先增1。
1
0
主机可以读/写HPIA寄存器。 这个寄存器指向HPI存储器。
可以访问HPI RAM，而’C54x则配置为最小功耗
。 2021年2月25日
DSP原理及应用
4
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口
HPI口可以支持主设备与’C54x之间的高速 数据传送。
在SAM工作方式时，若HPI每5个CLKOUT周 期传送一个字节，则主机的运行频率可达(fd×n)/5 。 f在d—H—OM’方C5式4x时的，C主LK机O可UT以频获率得；更高的速度。 即每5n—0n—s寻主址机一每个进字行节一(次即外16部0寻M址bp的s)周，期且数与，通 常 ’nC是543x(的或时4)钟。速度无关。
1．HPI与主机的连接
HPI与主机连接的信号名称和功能:
HD0~HD 双向并行三态数据总线，与主机数据总
7:
线相连。
当不传送数据(HDSx或HCS=1)或EMU1/OFF=0(切 断所有输出)时，HD7~HD0均处于高阻状态。
HCS: 片选信号，与主机地址线或控制线相连。
作为HPI的使能输入端，在每次寻址期间必须 为低电平，而两次寻址之间也可以停留在低电平。
第4章 TMS320C54x片内外设、接口及应用
DSP第四章课后答案
4.5 写出下图所示结构的系统函数及差分方程：
r cos x ( n) x1 z 1 r sin z 1 r sin
解：根据图中所设节点：
y ( n)
r cos
X 1 ( z ) X ( z ) rz 1Y ( z ) sin rz 1 X 1 ( z ) cos
解： 先写出网络中每个加法器的节点方程，节点标注如下：
x(n) b(0) b(1) b(2) y(n)
z 1
a(1)
z 1
a(2)
节点1
节点2
节点3
用 w1 (n), w2 ( n), w3 ( n) 表示 3 个节点的输出，则有以下 3 个方程：
w1 (n) b(0) x(n) a(1) y (n) w2 (n) b(1) x(n) w1 (n 1) a(2) y (n) w3 (n) b(2) x(n) w2 (n 1) y (n)
题（２） ： 由（１） ，根据等比数列的前ｎ项和，即可得到
1 1 a8 z 8 H ( z ) (1 a z ) 1 az 1 1 az 1
8 8
由此可画出由 FIR 系统和 IIR 系统级联而成的结构图，如下所示：
z8
a8
a
z 1
题（３） ： （２）中的实现需要延迟器较多， （１）中的实现需要运算次数较多。
对上述方程作 z 变换，最终得到
1 2 1 2 W ( z) 1 a(1) z a (2) z a(3) z a(4) z V ( z)
所以， G ( z )
W ( z) a (3) z 1 a (4) z 2 ， V ( z ) 1 a (1) z 1 a (2) z 2
r cos x ( n) x1 z 1 r sin z 1 r sin
解：根据图中所设节点：
y ( n)
r cos
X 1 ( z ) X ( z ) rz 1Y ( z ) sin rz 1 X 1 ( z ) cos
解： 先写出网络中每个加法器的节点方程，节点标注如下：
x(n) b(0) b(1) b(2) y(n)
z 1
a(1)
z 1
a(2)
节点1
节点2
节点3
用 w1 (n), w2 ( n), w3 ( n) 表示 3 个节点的输出，则有以下 3 个方程：
w1 (n) b(0) x(n) a(1) y (n) w2 (n) b(1) x(n) w1 (n 1) a(2) y (n) w3 (n) b(2) x(n) w2 (n 1) y (n)
题（２） ： 由（１） ，根据等比数列的前ｎ项和，即可得到
1 1 a8 z 8 H ( z ) (1 a z ) 1 az 1 1 az 1
8 8
由此可画出由 FIR 系统和 IIR 系统级联而成的结构图，如下所示：
z8
a8
a
z 1
题（３） ： （２）中的实现需要延迟器较多， （１）中的实现需要运算次数较多。
对上述方程作 z 变换，最终得到
1 2 1 2 W ( z) 1 a(1) z a (2) z a(3) z a(4) z V ( z)
所以， G ( z )
W ( z) a (3) z 1 a (4) z 2 ， V ( z ) 1 a (1) z 1 a (2) z 2
DSP课程讲解PPT
西安电子科技大学电子工程学院
15
数字信号处理器的应用领域（续）
3. 语音处理
语音识别、合成、矢量编码、语音信箱。
4．图形／图像处理
三维图像变换、模式识别、图像增强、动画、电子出版、电子 地图等。
5．自动控制
磁盘、光盘、打印机伺服控制、发动机控制、电机驱动等。
6．仪器仪表
测量数据谱分析、自动监测及分析、暂态分析、勘探、模拟试 验。
7．医学电子
助听器、CT扫描、超声波、心脑电图、核磁共振、医疗监护等。 16 西安电子科技大学电子工程学院
数字信号处理器的应用领域（续）
8. 军事与尖端科技
雷达和声纳信号处理、雷达成像、自适应波束合成、阵列天线 信号处理、导弹制导、火控系统、战场C3I系统、导航、全球定位 GPS、目标搜索跟踪、尖端武器试验、航空航天试验、宇宙飞船、 侦察卫星。
西安电子科技大学电子工程学院
12
(6) 定点和浮点DSP的特点
DSP处理器有定点处理和浮点处理两大类，适用于不 同场合
定点处理DSP
• 早期的定点处理DSP可以胜任大多数数字信号处理应用，但其可处 理的数据的动态范围有限，如16 bit定点 DSP动态范围仅 96 dB。 在某些数据的动态范围很大的场合，按定点处理可能会发生数据 溢出，在编程时需要使用移位定标措施或者用定点指令模拟浮点 运算，使程序执行速度大大降低。
西安电子科技大学电子工程学院 21
What does
Human Interface Speech Recognition Text To Speech Handwriting Audio Wired Connectivity USB TCP/IP MOST Network H.323/MEGACO Digital Signal Processing
DSP--FFT-深入浅出-详细讲解快速傅里叶变换
第四章 迅速付里叶变换 (FFT) Fast Fourier Transforming
第一节 引言
一、迅速付里叶变换FFT
• 有限长序列经过离散傅里叶变换 (DFT)将其频 域离散化成有限长序列.但其计算量太大(与N 旳平方成正比）, 极难 实时地处理问题 , 因 此 引 出 了 快 速 傅 里 叶 变 换(FFT) .
• 一种复数乘法涉及4个实数乘法和2个实数相 法。
(a+jb)(c+jd)=(ac-bd)+j(bc+ad)
2次实数加法
4次实数乘法
4.计算DFT需要旳实数运算量
N 1
X (k) {(Re[x(n)]Re[WNkn ] Im[x(n)]Im[WNkn ]) n0
j(Re[x(n) Im[WNkn ] Im[x(n)]Re[WNkn ])}
4
4
X (k) N X (k) N
(
N
)
4 2
4
+
(
N 4
4
)2
=
N 4
2
这么一直分下去，剩余两点旳变换。
2、将长序列DFT利用对称性和 周期性分解为短序列DFT--结论
• 迅速付里时变换(FFT)就是在此特征基础上 发展起来旳，并产生了多种FFT算法，其基 本上可提成两大类：
• 按抽取措施分： 时间抽取法(DIT);频率抽取法(DIF)
r 0
r 0
W 2
j 2 2
e N
j 2
e N/2
W
3.求出子序列旳DFT
上式得：
N / 21
N / 21
X（k)
x1(r)WNrk/ 2
x2 (r)WNrk/ 2WNk
第一节 引言
一、迅速付里叶变换FFT
• 有限长序列经过离散傅里叶变换 (DFT)将其频 域离散化成有限长序列.但其计算量太大(与N 旳平方成正比）, 极难 实时地处理问题 , 因 此 引 出 了 快 速 傅 里 叶 变 换(FFT) .
• 一种复数乘法涉及4个实数乘法和2个实数相 法。
(a+jb)(c+jd)=(ac-bd)+j(bc+ad)
2次实数加法
4次实数乘法
4.计算DFT需要旳实数运算量
N 1
X (k) {(Re[x(n)]Re[WNkn ] Im[x(n)]Im[WNkn ]) n0
j(Re[x(n) Im[WNkn ] Im[x(n)]Re[WNkn ])}
4
4
X (k) N X (k) N
(
N
)
4 2
4
+
(
N 4
4
)2
=
N 4
2
这么一直分下去，剩余两点旳变换。
2、将长序列DFT利用对称性和 周期性分解为短序列DFT--结论
• 迅速付里时变换(FFT)就是在此特征基础上 发展起来旳，并产生了多种FFT算法，其基 本上可提成两大类：
• 按抽取措施分： 时间抽取法(DIT);频率抽取法(DIF)
r 0
r 0
W 2
j 2 2
e N
j 2
e N/2
W
3.求出子序列旳DFT
上式得：
N / 21
N / 21
X（k)
x1(r)WNrk/ 2
x2 (r)WNrk/ 2WNk
清华大学DSP讲义——概述共36页文档
清华大学DSP讲义——概述
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
手把手教你DSP课件解读
第5章CCS3.3的常用操作
5.1了解CCS3.3的布局和结构
5.2编辑代码时的常用操作
5.3编辑完成后常用的操作
5.4调试时常用的操作
5.2.1创建新的工程 5.2.2打开已存在的工程 5.2.3新建一个文件 5.2.4向工程添加文件 5.2.5移除工程中的文件 5.2.6给工程添加库文件 5.2.7查找变量 5.2.8替换变量 5.2.9查看源码
13.6.1ADC校正的原理 13.6.2ADC校正的措施 13.6.3手把手教你写ADC校正的软件算法
第14章串行通信接口SCI
14.1SCI模块的概述 14.2SCI模块的工作原理 14.3SCI多处理器通信模式 14.4SCI模块的寄存器 14.5手把手教你写SCI发送
和接收程序
14.1.1SCI模块的特点 14.1.2SCI模块信号总结
特别适合于数字信号处理运算 单片机，ARM，FPGA 哈佛结构，程序空间和数据空间分开，CPU可以同时访问指令和
数据； 在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法运算； 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； 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； 具有快速的中断处理和硬件I/O支持； 可以并行执行多个操作； 支持流水线操作，使得取址、译码和执行等操作可以重叠执行。
第16章增强型控制器局域网通信接口eCAN
16.1CAN总线的概述 16.2CAN2.0B协议 16.3X281xeCAN模块的概述 16.4X281xeCAN模块的寄存器 16.5X281xeCAN模块的配置 16.6eCAN模块的中断 16.7手把手教你实现CAN通信
16.1.1什么是CAN 16.1.2CAN是怎样发展起来的 16.1.3CAN是怎样工作的 16.1.4CAN有哪些特点 16.1.5什么是标准格式CAN和扩展格 式CAN
现代DSP技术课件dspbuilder设计一至四章
第1 章
概述
为了满足 DSP 技术领域中的各种需求以及顺应
DSP市场的发展，DSP应用系统的实现方式和目标器件 的品种类型、结构特点乃至开发技术本身都经历着不 断的改善和变革。 1.1.1 常用DSP应用器件及其性能特点 如前所述， DSP 作为数字信号的算法的实现方案 有多种，对于不同的应用领域、适用范围和指标要求， 可以选用不同的解决方案和 DSP 系统的实现器件。目
第1 章
概述
现代大容量、高速度的FPGA的出现，克服了上述 方案的诸多不足。在这些FPGA中，一般都内嵌有可配 置的高速 RAM 、 PLL 、 LVDS 、 LVTTL 以及硬件乘法 累加器等DSP模块。用FPGA来实现数字信号处理可以 很好地解决并行性和速度问题，而且其灵活的可配置 特性，使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、易于 测试及硬件升级。
第1 章
概述
1.1 DSP实现方案及设计流程
不断发展的数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)技术迅速地扩展到了其应用领域，如3 G移 动通信、网络会议、多媒体系统、雷达卫星系统、医 学仪器、实时图像识别与处理、联合战术无线电系统、 智能基站，以及民用电器等。所有这一切在功能实现、 性能指标与成本方面都在不断增加其要求。
第1 章
概述
在利用FPGA进行DSP系统的开发应用上，已有了
全新的设计工具和设计流程。DSP Builder就是Altera公 司推出的一个面向DSP开发的系统级工具。它是作为 MATLAB的一个Simulink工具箱(ToolBox)出现的。 MATLAB是功能强大的数学分析工具，广泛应用于科 学计算和工程计算，可以进行复杂的数字信号处理系 统的建模、参数估计、性能分析。Simulink是 MATLAB的一个组成部分，用于图形化建模仿真。
DSP原理及应用第四章
4.3.3 链接器对段的处理 链接器有2条伪指令支持上述任务：
● MEMORY伪指令——用来定义目标系统的存储 器配置空间，包括对存储器各部分命名，以及规定 它们的起始地址和长度。 ● SECTIONS伪指令——用来指定链接器将输入 段组合成输出段方式，以及输出段在存储器中的位 置，也可用于指定子段。 若未使用伪指令，则链接器将使用目标处理器 默认的方法将段放入存储空间。
DSP应用技术
第4章汇编语言程序开发工具
第4章 汇编语言程序开发工具
内容提要
可编程DSP芯片开发需要一套完整的软、硬件开 发工具。通常可分成代码生成工具和代码调试工具两 大类。 代码生成工具是指将高级语言或汇编语言编写的 DSP程序转换成可执行的DSP芯片目标代码的工具程 序，主要包括汇编器、链接器和C编译器以及一些辅 助工具程序等。 代码调试工具包括C/汇编语言源码调试器、仿真 器等。 本章主要介绍代码生成工具，包括’C54x软件开 发流程、汇编语言程序的编写、编辑、汇编和链接过 程、COFF段的一般概念、汇编器和链接器处理段的 方法以、程序的重定位及CCS等。
制作：段荣行 X
5
第4章 汇编语言程序开发工具
1. ’C54x应用软件开发流程
宏源文件 C源文件
开发过程的目的是产生一个可以由’C54x目标系 统执行的模块。
存档器 汇编 源文件 C编译器 宏库 汇编器 汇编 源文件 存档器 COFF 目标文件 建库工具
目标 文件库
链接器
运行时 支持库
调试工具 可执行的 COFF文件 HEX代码 转换工具
4.2 汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程
. cmd 链接命 令文件
.asm 源文件 .obj 目标文件 .out 输出文件
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七、双线性变换法
1、变换原理 使数字滤波器的频率响应
与模拟滤波器的频率响应相似。
冲激响应不变法、阶跃响应不变法：时域模仿逼近 缺点是产生频率响应的混叠失真
:[,]
1
:
T
,
T
tg 1T 2
z es1T
tg 1T 2
sin 1T 2
cos 1T 2
j 1T
j 1T
e 2 e 2
2 j j 1T
c tg 1T 2
s
c
1 1
z z
1 1
z cs cs
2、变换常数c的选择
1）低频处有较确切的对应关系： 1
1
c
tg
1T 2
c
1T 2
c 2 T
2）某一特定频率严格相对应： c c
c
c tg
1cT 2
c tg c
2
c
cctg
Байду номын сангаас
c
2
特定频率处频率响应严格相等，可以较准确地 控制截止频率位置
4、优缺点
优点：避免了频率响应的混迭现象
c tg
2 s 平面与 z 平面为单值变换
0 0 0 0
缺点：除了零频率附近， 与 之间严重非线性
1）线性相位模拟滤波器 非线性相位数字滤波器
2）要求模拟滤波器的幅频响应为分段常数型，不 然会产生畸变
分段常数型模拟滤波器 经变换后仍为分段常数 型数字滤波器，但临界 频率点产生畸变
j 1T
e 2 e 2
2
j 1T
j 1T
s1T
s1T
s
j
e2
j 1T
e 2
j 1T
e2
s1T
e 2
s1T
e 2 e 2 e 2 e 2
s1T
e 2
s j s1 j1
1 es1T 1 z1 1 es1T 1 z1
z es1T
s
1 1
z 1 z 1
z 1 s 1 s
为使模拟滤波器某一频率与数字滤波器的任一 频率有对应关系，引入系数 c
1 1 /T
2 tg 1
1 c
1
预畸变
给定数字滤波器的截止频率 1 ，则
1
c
tg
1
2
按 1设计模拟滤 波器，经双线性
变换后，即可得
到1为截止频率
的数字滤波器
6、模拟滤波器的数字化方法
1 z1
H(z)
Ha (s)
s
c1 1
z z
1 1
H
a
c
1
z
1
可分解成级联的低阶子系统 Ha (s) Ha1 (s)Ha2 (s) Ham (s) H (z) H1(z)H2(z) Hm(z)
3、逼近情况
1）s
c
1 1
z z
1 1
c
1 1
e e
j j
jc tg
2
j
s平面虚轴
z平面单位圆
2） z c s c j c s c j
(c )2 2
z
(c )2 2
0 z 1 0 z 1 0 z 1
s平面 左半平面 右半平面 虚轴
z平面 单位圆内 单位圆外 单位圆上
其中：Hi (z)
Hai (s)
s
c1 1
z z
1 1
i 1,2,...,m
可分解成并联的低阶子系统 Ha (s) Ha1 (s) Ha2 (s) Ham (s) H (z) H1(z) H2(z) Hm(z)
其中：Hi (z)
Hai (s)
sc1 1
z z
1 1
i 1,2,...,m
1、变换原理 使数字滤波器的频率响应
与模拟滤波器的频率响应相似。
冲激响应不变法、阶跃响应不变法：时域模仿逼近 缺点是产生频率响应的混叠失真
:[,]
1
:
T
,
T
tg 1T 2
z es1T
tg 1T 2
sin 1T 2
cos 1T 2
j 1T
j 1T
e 2 e 2
2 j j 1T
c tg 1T 2
s
c
1 1
z z
1 1
z cs cs
2、变换常数c的选择
1）低频处有较确切的对应关系： 1
1
c
tg
1T 2
c
1T 2
c 2 T
2）某一特定频率严格相对应： c c
c
c tg
1cT 2
c tg c
2
c
cctg
Байду номын сангаас
c
2
特定频率处频率响应严格相等，可以较准确地 控制截止频率位置
4、优缺点
优点：避免了频率响应的混迭现象
c tg
2 s 平面与 z 平面为单值变换
0 0 0 0
缺点：除了零频率附近， 与 之间严重非线性
1）线性相位模拟滤波器 非线性相位数字滤波器
2）要求模拟滤波器的幅频响应为分段常数型，不 然会产生畸变
分段常数型模拟滤波器 经变换后仍为分段常数 型数字滤波器，但临界 频率点产生畸变
j 1T
e 2 e 2
2
j 1T
j 1T
s1T
s1T
s
j
e2
j 1T
e 2
j 1T
e2
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s1T
e 2 e 2 e 2 e 2
s1T
e 2
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1 es1T 1 z1 1 es1T 1 z1
z es1T
s
1 1
z 1 z 1
z 1 s 1 s
为使模拟滤波器某一频率与数字滤波器的任一 频率有对应关系，引入系数 c
1 1 /T
2 tg 1
1 c
1
预畸变
给定数字滤波器的截止频率 1 ，则
1
c
tg
1
2
按 1设计模拟滤 波器，经双线性
变换后，即可得
到1为截止频率
的数字滤波器
6、模拟滤波器的数字化方法
1 z1
H(z)
Ha (s)
s
c1 1
z z
1 1
H
a
c
1
z
1
可分解成级联的低阶子系统 Ha (s) Ha1 (s)Ha2 (s) Ham (s) H (z) H1(z)H2(z) Hm(z)
3、逼近情况
1）s
c
1 1
z z
1 1
c
1 1
e e
j j
jc tg
2
j
s平面虚轴
z平面单位圆
2） z c s c j c s c j
(c )2 2
z
(c )2 2
0 z 1 0 z 1 0 z 1
s平面 左半平面 右半平面 虚轴
z平面 单位圆内 单位圆外 单位圆上
其中：Hi (z)
Hai (s)
s
c1 1
z z
1 1
i 1,2,...,m
可分解成并联的低阶子系统 Ha (s) Ha1 (s) Ha2 (s) Ham (s) H (z) H1(z) H2(z) Hm(z)
其中：Hi (z)
Hai (s)
sc1 1
z z
1 1
i 1,2,...,m