DSP技术 第1章 绪论

第一章 绪 论
§1-1 概述
一 、 数字信号处理概述
数字信号处理（ rocessing） 数字信号处理（Digital Signal Processing）
以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、 以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、 压缩、 压缩、识别等处理
数字信号处理器（ rocessor） 数字信号处理器（Digital Signal Processor） DSP芯片 DSP芯片
DSP技术 及其在电机控制中的应用
主要参考教材： 何苏勤等编著： 《TMS320C2000系列DSP原理及实用技术》 电子工业出版社
主要内容: 主要内容:
DSP型号：
TMS320C2000 系列中TMS320F2407
DSP概述 DSP概述 内部结构 程序控制与中断 存储器与I/O I/O空间 存储器与I/O空间 寻址方式与指令系统 汇编语言与程序设计 片内外设 DSP的应用 DSP的应用——感应电动机的矢量控制 感应电动机的矢量控制 的应用
雷达处理 雷达处理 声纳处理 声纳处理 图像处理 图像处理 导航 导航 导弹制导 导弹制导 高频调制解调器 高频调制解调器 保密通讯 保密通讯
（6）军事应用
（7）电信 （8）无线电
DSP芯片的主要应用领域 DSP芯片的主要应用领域
（1）信号处理 （2）图像处理 （3）仪器 （4）声音/语言 声音/ （5）控制 （6）军事应用
三． DSP芯片的发展与应用
自1979年Intel公司开发的2920诞生以来，数字信号处理 器(DSP)的发展历程概括地划分为4代: 第—代: 1979年Intel公司的2920, AMI公司的S28H; 1980年NEC公司的upd7720、 Bell研究所的DSP20， 1982年日立公司的61810、TI公司TMS32010等。 这一代产品的特点是采用了哈佛结构，设置了硬件乘法器。

数字信号处理包括两个方面的内容: 1．算法的研究 2．数字信号处理的实现
2020年11月10日
DSP原理及应用
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第1章 DSP绪论
数字信号处理的实现方法
① 在通用计算机上用软件（如C语言）实现 ② 在通用计算机系统中加上专用的加速处理器实现 ③ 用通用的单片机实现 ④ 用①③⑤通在用通单专用用片用的计机的可算实D编S机现P程芯（，D片用PCS实于机P现不芯），太上片可复用实用杂软现在的件要数（求字如信信F号o号rt处处ra理理n、速。C度不语极适 言合快⑤）于的实以特用现乘殊专，法场用但合-累的速，加D度如运S慢专算P，用芯为不于主片适F的实F合T密现、实集数时型字数D滤字SP波信算、号法卷处；积理、，相只关用算于法算的
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DSP原理及应用
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第1章 DSP绪论
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）。前者是理论和计算方法上的技术, 后者是指实现这些技术的通用或专用可编程微处理器 芯片。
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DSP原理及应用
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第1章 DSP绪论
1．采用哈佛结构 （2）哈佛（Harvard）结构
控制命令
地址线
程序总线
程序存储器
CPU
控制命令 地址线
数据总线
数据存储器
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第1章 DSP绪论
1．采用哈佛结构 （3）改进型的哈佛结构
改进型的哈佛结构是采用双存储空间和数条总线，即 一条程序总线和多条数据总线。其特点如下：
性领强域，中应处用于受主到导限地制位；

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1.1 DSP概述
▪ DSP与DSP技术 ▪ DSP技术发展的两个领域 ▪ 数字信号处理的实现方法 ▪ DSP系统的特点
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▪ 1. DSP与DSP技术
☉DSP(Digital Signal 理论和方法。
☉DSP(Digital Signal Processor) ----用于数字信号处理的可编程微处理器。
☉集成方便。因为DSP芯片内除DSP芯片还有一 定的外围电路。
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1.2 可编程DSP芯片
▪ DSP芯片的结构特点 ▪ DSP芯片的分类 ▪ DSP芯片的发展及趋势 ▪ DSP芯片的应用
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▪ 1. DSP芯片的结构特点
（1） 改进的哈佛结构
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（2）多总线结构 多总线结构可以保证在一个机器周期内多次访问程
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▪ 2. DSP技术发展的两个领域
☉理论：数字信号处理的理论和方法近二十年来得到迅 速的发展，为各种实时处理的应用提供了方法基础。 如：声音图像压缩编码，加密解密，调制解调，智能 天线。
☉应用：为了满足市场需求，随着微电子科学与技术的 进 步 ， DSP 的 性 能 在 迅 速 提 高 。 如 ： 时 钟 频 率 达 到 1.1GHZ；处理速度每秒90亿次，32位浮点运算，吞吐 率达到2Gbit/s
序空间和数据空间。
如：TMS320C54x内部有P、C、D、E 4条总线(每条 总线又包括地址总线和数据总线)，可以在一个机器周期 内从程序存储器取1条指令、从数据存储器读2个操作数 和向数据存储器写1个操作数，大大提高了DSP的运行速 度。

成电路，但品种较少、集成度不高、 价格较高
数字系统：DSP 体积小、功能强、
功耗小、一致性好、使用方便、性 能/价格比高
为什么要采用数字信号处理
（5）虚拟特性与升级
模拟系统：一套系统对应一种功能 数字系统：一套系统对应多种功能，只要 装上不同的软件即可 模拟系统：升级意味着新型号的系统的研 制 数字系统：升级可以只是软件的更新
DSP的结构特点
（6）多处理器接口
现在的DSP中大多都提供了串口和并口，使
多个处理器可以很方便的并行或串行工 作。如TMS320C40有6个8-bit的接口， VC5420提供MsBSP和16位的并口，ADI的 ADSP21160也有类似的结构。
DSP的结构特点
（7）JTAG（Joint Test Action Group）标准测试接口（IEEE 1149 标准接口） 便于对DSP作片上的在线仿真和多 DSP条件下的调试
#15 ;循环 #H0, *+ RESULT
§1-3 DSP的应用
GSM手机框图
软件无线电

理想的软件无线电
ADC DSP
音频,
数字视频
• 中频采样软件无线电
LNA BPF BPF ADC DSP
音频, 数字视频
本振
STB（Set-Top - Box）--机顶盒
STB似乎已成为一个包罗万象的词，
乘加单元(MAC)

通用处理器中的乘法运算 一般是通过多次移位相加 完成的，因此一般需要多 个时钟周期。
在所有的DSP中，都有一 个或多个乘法器。一般每 个乘法器可以在一个时钟 周期内完成一次乘法运算。

存储器组织
哈佛(Harvard)结构将
程序存储器和数据存储 器分开，扩展了存储器 带宽，增加了系统的吞 吐量 。 改进的哈佛结构 :在数 据存储器和程序存储器 之间可以交换数据，从 而提高了系统的灵活性。