综合实验设计

1 目 录 目 录 ......................................................................................................... 1 1 DSP的应用 ........................................................................................................ 2 1.1 DSP的特点 ............................................................................................. 2 1.2 目前DSP的主要应用........................................................................... 2 1.3 DSP在我国的应用和存在的一些制约因素......................................... 3 1.4 DSP的典型系统..................................................................................... 4 1.5 现代DSP的发展趋势........................................................................... 4 1.5.1 通过并行提升DSP芯片的性能。............................................ 4 1.5.2 存储器构架的变化。 ................................................................. 5 1.5.3 SoC的趋势。 .............................................................................. 5 2 嵌入式应用 ....................................................................................................... 5 2.1 核心 ........................................................................................................ 6 2.2 8位1 6位32位 .................................................................................. 6 2.3 高端MCU竞争聚焦更复杂应用 ......................................................... 7 2.4 值得关注的MCU特性 ......................................................................... 7 2.5 未来是谁的天下 .................................................................................... 8 2.6 汽车电子 ................................................................................................ 8 2.6 消费品 .................................................................................................... 8 3 ZigBee应用 ....................................................................................................... 9 3.1 ZigBee的技术特点 ................................................................................ 9 3.2 ZigBee的应用目标 .............................................................................. 10 3.3 现状和未来 .......................................................................................... 10 参考文献 ............................................................................................................. 10 2

1 DSP的应用 数字化技术正在极大地改变着我们的生活和体验。作为数字化技术的基石，数字信号处理(DSP)技术已经、正在、并且还将在其中扮演一个小可或缺的角色。DSP的核心是算法与实现，越来越多的人正在认识、熟悉和使用它。

1.1 DSP的特点 DSP(D1g1ta]S1gnal Processor)一数字信号处理器，是一种专用处理器，主要对数字信号进行实时处理，以得到相应的处理结果。虽然应用于不同领域的DSP有不同的型号，但是它们的内部结构大同小异，都具有哈佛结构的特征。其内程序空间与数据空间是分开的，而且还允许数据空间和程序空间相互传送数据，即改进的哈佛结构。它们都支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以并行执行。利用流水线结构，加上执行重复操作，在一个指令 周期内实现一次或多次乘法累加(MAC)运算。DSP能够在一个指令周期内完成对存储器的多次读取。所以，在DSP内集成了多个片内总线和多端口片内存储器。许多DSP芯片内部都采用多总线结构，且片内具有快速RAM，可以保证在一个机器周期内可以多次访问数 据空间和程序空间。为了更好满足数字信号处理的需要，在DSP的指令系统中，设计了一些特殊指令。如，处理器中的运算大多是重复的运算，为了方便使用，大部分DSP都支持这种重复运算，而不用额外编写重复运算的指令。为了加快处理器中的运算，在DSP中 集成了多个地址产生单元，以支持循环寻址和位翻转寻址。大部分DSP都提供多个串行或并行I／O接口，以及特别I／0接口来处理特殊的数据， 以降低成本和提高输入／输出性能。

1.2 目前DSP的主要应用 在70年代末和80年代初。DSP只有在大学和航天部门才能用到。今天，DSP己经成为通信、计算机、网络、工业自动控制和家用电器等电子产品中不可缺少的基础器件。目 3

前DSP的主要应用有如下方面： (一)信号处理：数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等。 (二)图像处理：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、模式识别、动画、机器人视觉等。 (三)网络和互联网：PC机、高速调制解调器、数据传输、处理等。 (四)通信：数字蜂窝电话、调制解调器、自适应设备、线路转发器、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、电视会议等。 (五)消费类电子：雷达，高保真音响、数字收音机、音乐合成、音调控制、玩具与游戏等。 (六)语音：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音存储等。 (七)军事：保密通信、系统故障检测、雷达处理、声纳处理、遥感遥测、导航、导弹制导等。 (八)工业： 自动控制与制造、机器人控制、数据控制、在线监控等。 (九)医疗：医疗诊断设备、病人监控、修复手术、超声设备等。 (十)仪器仪表：频谱分析、数字滤波、函数发生、锁相环、模式匹配、地震处理。等。

1.3 DSP在我国的应用和存在的一些制约因素 在中国，手机、DVD等数字消费产品是应用DSP的主要方向，随着HDTV、视频电话等高技术消费类产品的成熟、成本的降低，在不久的将来飞入寻常百姓家，从而成为我国下一个十年DSP应用的主要力量。 虽然我国DSP在应用的推动下取得了一定的发展，但是，依然存在着一些制约因素阻碍着DSP技术更快的普及。 1．价格仍然较贵；现在国内最便宜的DSP芯片的价格与高档的单片机价格差不多，是低档单片机的几倍甚至十几倍。 2．技术水平的限制；由于DSP的运算速度极快，电路中会因高频出现干扰等技术问题，解决方案并非轻易能够掌握。 3．开发工具有待改善；尽管现有的DSP开发工具已经较为丰富，但有的工具在设计 4

中存在一定的欠缺，这就增加了DSP用户在设计产品中的难度。 1.4 DSP的典型系统 随着信息化的进展和计算机科学技术、信号处理理论与方法的迅速发展，通信、工业过程控制等需要处理的数据量越来越大，对实时性和精度的要求越来越高。低档的微处理器己不能满足要求。高性能DSP的出现，软件和开发工具的完善，价格的大幅度下降，使得DSP器件和技术具有广阔的应用前景。越来越多的用户开始选用DSP提高产品的 I'~ L-。用DSP器件作实时处理己成为当今和未来技术发展的一个新的热点。以TI公司的TMS320C2XX为例，该产品具有良好的性价比，其中TMS320C203单片价格不到人民币100元，芯片内置544字的高速SRAM。外部可寻地址64K字程序，数据及输出输入接口，指令周期在25—50ns。实时性处理比16位单片机快2倍以上。TMS320C206除具有TMS3200C203的功能外，内置32K零等待快闪SRAH，能最大限度地减少用户板的体积。TMS3200C240 的指令、DSP 核与TMS3200C203、C206完全兼容， 内置8K、16K字快闪存储器，增加了两路1O位AD，每路采样频率达到166KHz，提供9路独立的PWM输出， 内置SCI和SPI 接口、CAN 总线接口。这大大增强了TMS3200C240的处理能力，在工业控制方而显示了强大的生命力