第2章DSP系统设计概述

1、1u2.1 DSP2.1 DSP系统的基本构成系统的基本构成u2.2 DSP2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程u2.3 DSP2.3 DSP处理器的选择处理器的选择u2.4 DSP2.4 DSP系统的开发工具系统的开发工具u2.5 2.5 典型的典型的DSPDSP应用系统应用系统第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述22.1 DSP系统的基本构成系统的基本构成T 在进行在进行DSP系统设计前，需要了解系统设计前，需要了解DSP系统的基本构成。典系统的基本构成。典型的型的DSP系统基本结构框图如图系统基本结构框图如图2-1所示。同一般

2、的微处理器所示。同一般的微处理器应用系统类似，应用系统类似，DSP应用系统除了应用系统除了DSP处理器之外，还必须处理器之外，还必须有能够与其他系统和器件连接的接口。有能够与其他系统和器件连接的接口。第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述图图2-1 2-1 典型的典型的DSPDSP系统基本结构框图系统基本结构框图32.1 DSP系统的基本构成系统的基本构成T 一般情况下，一般情况下，DSP系统先将输入信号进行带限滤波和采样，然系统先将输入信号进行带限滤波和采样，然后经模后经模/数（数（A/D）转换器将信号转换成数字信号。根据奈奎斯）转换器将信号转换成数字信号。根据奈奎斯特采样定理，对低通模

3、拟信号，为保证信息不丢失，采样频率特采样定理，对低通模拟信号，为保证信息不丢失，采样频率必须至少是输入带限信号最高频率的两倍。必须至少是输入带限信号最高频率的两倍。T DSP处理器的输入是处理器的输入是A/D转换后得到的时间离散的数字信号，转换后得到的时间离散的数字信号，根据系统要求，根据系统要求，DSP处理器对输入的数字信号按照特定的算法处理器对输入的数字信号按照特定的算法进行处理，这是进行处理，这是DSP系统的关键。系统的关键。最后，经过处理后的数字信最后，经过处理后的数字信号再经数号再经数/模（模（D/A）转换器转换为模拟信号，之后再进行平滑）转换器转换为模拟信号，之后再进行平滑滤波就可

4、得到连续的模拟信号。滤波就可得到连续的模拟信号。第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述42.1 DSP系统的基本构成系统的基本构成T 除了处理从外部信号源输入的信号外，除了处理从外部信号源输入的信号外，DSP还需要处理从主机还需要处理从主机或用户控制接口输入的事件。或用户控制接口输入的事件。T 主机接口是一个并行接口，可以用来与一个主处理器或一个主主机接口是一个并行接口，可以用来与一个主处理器或一个主器件进行连接，完成器件进行连接，完成DSP处理器和主机之间的信号交换。处理器和主机之间的信号交换。T 用户控制接口完成用户控制接口完成DSP处理器与用户需求之间的交换。处理器与用户需求之间的交

5、换。T DSP处理器还提供了多种形式的串行通信接口，这些通信接口处理器还提供了多种形式的串行通信接口，这些通信接口能够方便地与一些串行设备进行通信。能够方便地与一些串行设备进行通信。第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述5第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程T DSP系统的设计开发过程可以分为系统需求分析、算法模拟、系统的设计开发过程可以分为系统需求分析、算法模拟、DSP处理器选型、软硬件设计、系统集成和测试处理器选型、软硬件设计、系统集成和测试5个阶段。个阶段。T 软硬件设计包括软件设计和硬件设计。软硬件设计包括软件设计和硬件设计。

6、T 硬件设计又称为目标板设计，该设计需要在全面考虑应用的需硬件设计又称为目标板设计，该设计需要在全面考虑应用的需求分析、成本、体积、功耗核算等方面的基础上完成。求分析、成本、体积、功耗核算等方面的基础上完成。T 软件设计主要是指用软件设计主要是指用DSP的汇编语言或者通用的高级语言（如的汇编语言或者通用的高级语言（如C语言）编写实现具体数字信号处理功能的程序。这两部分的设语言）编写实现具体数字信号处理功能的程序。这两部分的设计并非完全独立，而是需要协调综合考虑。计并非完全独立，而是需要协调综合考虑。6第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程1

7、系统设计开发应具备的条件系统设计开发应具备的条件 2.2.1 DSP DSP系统设计开发前的准备工作系统设计开发前的准备工作(1)设计者知识储备设计者知识储备T 计者应当具备必需的数字信号处理知识，了解各种常用的数字计者应当具备必需的数字信号处理知识，了解各种常用的数字信号处理算法，并且能够对数字信号处理算法的结果进行评估信号处理算法，并且能够对数字信号处理算法的结果进行评估和比较。和比较。T 设计者一方面要从整体上了解各个厂商各个系列的设计者一方面要从整体上了解各个厂商各个系列的DSP处理器处理器的特点，另一方面还要及时跟踪和掌握的特点，另一方面还要及时跟踪和掌握DSP发展的新技术。发展的新

8、技术。T 设计者对于外围电路芯片也应深入了解。设计者对于外围电路芯片也应深入了解。T 对于高速的数字、模拟电路设计，设计者应具备相应的知识和对于高速的数字、模拟电路设计，设计者应具备相应的知识和经验。在设计中，应采取一定的抗干扰措施。经验。在设计中，应采取一定的抗干扰措施。7第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程1系统设计开发应具备的条件系统设计开发应具备的条件 2.2.1 DSP DSP系统设计开发前的准备工作系统设计开发前的准备工作(2)软件环境和硬件设备支持软件环境和硬件设备支持T DSP系统设计开发的软件环境应该包括针对特定系统设计

9、开发的软件环境应该包括针对特定DSP处理器处理器的编译器、汇编器、链接器、软件模拟器、在线仿真软件、固的编译器、汇编器、链接器、软件模拟器、在线仿真软件、固化代码生成程序、库管理程序等可执行文件，还应包括基本的化代码生成程序、库管理程序等可执行文件，还应包括基本的算法或函数库、算法或函数库、C语言库、语言库、C 头文件等。头文件等。T 硬件设备包括硬件设备包括DSP仿真器、示波器和逻辑分析仪。其中，最主仿真器、示波器和逻辑分析仪。其中，最主要的就是要的就是DSP仿真器，各仿真器，各DSP厂家为不同的厂家为不同的DSP准备了不同准备了不同的仿真器。的仿真器。 8第第2章章 DSP系统设计概述系统

10、设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程2初学者如何着手初学者如何着手DSP系统开发系统开发2.2.1 DSP DSP系统设计开发前的准备工作系统设计开发前的准备工作T 当初学者确定用当初学者确定用DSP处理器进行系统设计时，需要准备的最处理器进行系统设计时，需要准备的最基本的设备包括一台装有基本的设备包括一台装有Windows操作系统的操作系统的PC机、一套机、一套DSP开发板、一个硬件仿真器以及基本的软件开发工具。开发板、一个硬件仿真器以及基本的软件开发工具。T DSP系统设计中，初学者有了这些最基本设备的支持，硬件系统设计中，初学者有了这些最基本设备的支持，硬件上借助上

11、借助DSP厂商提供的厂商提供的DSP开发板，软件上借助开发板，软件上借助DSP厂商提厂商提供的基本软件开发工具，只需编写一些简单的应用程序即可供的基本软件开发工具，只需编写一些简单的应用程序即可完成完成DSP系统的设计。系统的设计。9第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T DSP系统的设计开发过程可以用图系统的设计开发过程可以用图2-2所示的流程图来表示，所示的流程图来表示，该流程图将设计过程大致分为如下几个阶段：该流程图将设计过程大致分为如下几个阶段：图图2-2 DSP2-2 DSP

12、系统设计开发流程图系统设计开发流程图10第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程1定义系统性能指标定义系统性能指标2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T 在进行在进行DSP系统设计之前，首先要根据系统设计之前，首先要根据DSP系统的需求，明系统的需求，明确设计任务，定义系统的技术性能指标。确设计任务，定义系统的技术性能指标。T 技术性能指标，包括系统的采样频率和实时处理性能、存储技术性能指标，包括系统的采样频率和实时处理性能、存储器容量、系统的精度、应用环境、体积、重量、功耗、可靠器容量、系统的精度、应用环境、体积、重量、功

13、耗、可靠性、可维护性以及成本等要求，它们通常可用数据流程图、性、可维护性以及成本等要求，它们通常可用数据流程图、数学运算序列、正式的符号或自然语言来描述。数学运算序列、正式的符号或自然语言来描述。11第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程2确定算法并进行算法模拟确定算法并进行算法模拟2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T 一般来说，为了实现系统的最终目标，需要对输入的信号进行一般来说，为了实现系统的最终目标，需要对输入的信号进行适当的处理，而不同的处理方法会导致不同的系统性能，因此适当的处理，而不同的处理方法会导致不同的系

14、统性能，因此要得到最佳的要得到最佳的DSP系统性能必须先确定最佳的处理方法。系统性能必须先确定最佳的处理方法。T 确定算法并进行算法模拟阶段成为确定算法并进行算法模拟阶段成为DSP实际系统设计中重要的实际系统设计中重要的一步，决定了系统性能指标能否实现，系统以何种算法和结构一步，决定了系统性能指标能否实现，系统以何种算法和结构应对需求。实现过程是，首先应对一个实时数字信号处理的任应对需求。实现过程是，首先应对一个实时数字信号处理的任务选择一种方案和多种算法，用算法仿真开发工具（如务选择一种方案和多种算法，用算法仿真开发工具（如Matlab）进行算法模拟来验证算法能否满足系统的性能指）进行算法模

15、拟来验证算法能否满足系统的性能指标，然后从多种信号处理算法中找出最佳算法。标，然后从多种信号处理算法中找出最佳算法。12第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程3选择选择DSP处理器处理器 2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T DSP处理器是处理系统的核心，在设计处理器是处理系统的核心，在设计DSP应用系统时，选应用系统时，选择择DSP处理器是非常重要的一个环节。只有选定了处理器是非常重要的一个环节。只有选定了DSP处理处理器才能进一步设计其外围电路及系统的其他电路。器才能进一步设计其外围电路及系统的其他电路。T DSP处

16、理器的选择应根据实际的应用系统需要而确定，也就是处理器的选择应根据实际的应用系统需要而确定，也就是说，应该根据应用场合和设计目标的具体要求出发来选择说，应该根据应用场合和设计目标的具体要求出发来选择DSP。T 选择选择DSP处理器时主要考虑的因素有运算速度、运算精度、片处理器时主要考虑的因素有运算速度、运算精度、片内存储器资源、片外存储器和内存储器资源、片外存储器和I/O空间容量、片内外围设备、空间容量、片内外围设备、开发调试工具、电源与功耗、价格及售后技术服务等开发调试工具、电源与功耗、价格及售后技术服务等 。13第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统

17、的设计开发过程4设计设计DSP应用系统（软硬件设计）应用系统（软硬件设计） 2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T 系统设计分硬件设计和软件设计两个方面同时进行。系统设计分硬件设计和软件设计两个方面同时进行。T 硬件设计部分需要确定系统的硬件实现方案、完成器件的选硬件设计部分需要确定系统的硬件实现方案、完成器件的选型、完成原理图设计（包括外围电路以及电源电路等）和印型、完成原理图设计（包括外围电路以及电源电路等）和印刷电路板布线等，最后进行焊接调试。刷电路板布线等，最后进行焊接调试。T 软件设计部分主要是根据系统的要求和所选的软件设计部分主要是根据系统的要求和所选的DSP 处

18、理器编处理器编写相应的写相应的DSP程序并进行调试，这些程序可以采用汇编语程序并进行调试，这些程序可以采用汇编语言、高级语言（如言、高级语言（如C 语言）、或采用两种语言（高级语言和语言）、或采用两种语言（高级语言和汇编语言）混合编程方法。汇编语言）混合编程方法。14第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程4设计设计DSP应用系统（软硬件设计）应用系统（软硬件设计） 2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T (1) 硬件设计硬件设计T 硬件设计涉及较多的电路设计技术。由硬件设计涉及较多的电路设计技术。由DSP构成的电路一般包括

19、以下类型的器构成的电路一般包括以下类型的器件：件：EPROM/F1ash、RAM、A/D、D/A、同步、同步/异步串口、电源模块、电平异步串口、电源模块、电平转换器、转换器、FPGA、接口电路、仿真器接、接口电路、仿真器接口、时钟等。典型的口、时钟等。典型的DSP系统硬件设计系统硬件设计流程图如图流程图如图2-3所示所示 图图2-3 DSP2-3 DSP硬件设计流程硬件设计流程 15第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程4设计设计DSP应用系统（软硬件设计）应用系统（软硬件设计） 2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T (

20、1) 硬件设计硬件设计T 硬件设计的过程可分为以下硬件设计的过程可分为以下5个阶段：个阶段：T 1) 确定硬件实现方案确定硬件实现方案T 2) 器件的选择器件的选择T 3) 原理图设计原理图设计T 4) PCB板设计板设计T 5) 硬件调试硬件调试16第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程4设计设计DSP应用系统（软硬件设计）应用系统（软硬件设计） 2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T (2) 软件设计软件设计T DSP系统软件设计的过程可分系统软件设计的过程可分4个阶段：个阶段：T 1) 使用汇编语言、使用汇编语言、C

21、语言或者两种编程语言混合编写程序，语言或者两种编程语言混合编写程序，并把它们分别转换成并把它们分别转换成DSP的汇编语言，然后用汇编语言汇的汇编语言，然后用汇编语言汇编器生成目标文件。编器生成目标文件。T 2) 将目标文件用链接器进行链接，得到可执行文件。将目标文件用链接器进行链接，得到可执行文件。T 3) 对可执行文件进行软件调试。检查运行结果是否正确。对可执行文件进行软件调试。检查运行结果是否正确。如果正确，进入下一步；如果不正确，则返回第一步。软件如果正确，进入下一步；如果不正确，则返回第一步。软件调试借助调试借助DSP开发工具，如软件模拟器（开发工具，如软件模拟器（Simulator）

22、、）、DSP开发系统或硬件仿真器等。开发系统或硬件仿真器等。T 4) 进行代码转换，将代码写入进行代码转换，将代码写入EPROM，并脱离仿真器运行，并脱离仿真器运行程序，检查结果是否正确。程序，检查结果是否正确。17第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.2 DSP系统的设计开发过程系统的设计开发过程5系统集成和测试系统集成和测试2.2.2 DSP系统的设计开发流程系统的设计开发流程T 软硬件设计、调试完成之后，进行系统集成。所谓系统集成软硬件设计、调试完成之后，进行系统集成。所谓系统集成是利用是利用DSP厂家提供的软件将软件程序生出固定的格式，写厂家提供的软件将软件程序生出固定的格式，

23、写入到入到DSP板上的板上的EPROM或者或者Flash存储器中，代码固化存储器中，代码固化后，后，DSP系统就可以脱离仿真器独立运行了。系统就可以脱离仿真器独立运行了。T DSP系统在可以独立运行之后，还应该继续进行一系列的系系统在可以独立运行之后，还应该继续进行一系列的系统性能测试，评估系统的性能指标是否达到设计要求。在系统性能测试，评估系统的性能指标是否达到设计要求。在系统测试的过程中，要反复检查系统的实时性、精度和稳定统测试的过程中，要反复检查系统的实时性、精度和稳定性，如果达不到设计要求，就需要通过修改软件（甚至调整性，如果达不到设计要求，就需要通过修改软件（甚至调整硬件）予以解决。

24、硬件）予以解决。 18第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.1 主要的主要的DSP处理器处理器T 选择选择DSP处理器应首先确定选择哪家公司的产品，然后根据处理器应首先确定选择哪家公司的产品，然后根据实际系统要求依据选择实际系统要求依据选择DSP处理器需考虑的各个因素确定最处理器需考虑的各个因素确定最终应选用的处理器型号。终应选用的处理器型号。T 在系统设计开发中如果已经决定选用在系统设计开发中如果已经决定选用DSP处理器，但不确定处理器，但不确定选用哪款选用哪款DSP处理器最适合应用时，那么首先就要先了解处理器最适合应用时，那么首先就要先了解

25、DSP的各系列产品。的各系列产品。T TI公司为各种应用开发提供了多种数字信号处理（公司为各种应用开发提供了多种数字信号处理（DSP）平）平台，其中包括台，其中包括TMS320C2000系列、系列、TMS320C5000系列、系列、TMS320C6000系列、系列、DaVinci数字媒体处理器和数字媒体处理器和OMAP应应用处理器。用处理器。19第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择1.TMS320C2000系列系列2.3.1 主要的主要的DSP处理器处理器T TMS320C2000系列系列DSP又称为数字信号控制器（又称为数字信号控制器（Digita

26、l Signal Controller，DSC），它为数字控制系统提供了），它为数字控制系统提供了DSP性能与性能与MCU外设集成度的优化组合。外设集成度的优化组合。TMS320C2000系列作系列作为一种低价格、高性能的为一种低价格、高性能的DSP处理器，适用于控制领域，如处理器，适用于控制领域，如工业自动化、汽车电子、电机控制、家用电器和消费电子等工业自动化、汽车电子、电机控制、家用电器和消费电子等领 域 。 该 系 列领 域 。 该 系 列 D S P 目 前 主 要 由目 前 主 要 由 T M S 3 2 0 C 2 4 x 和和TMS320C28x组成，所有组成，所有TMS320C

27、2000平台控制器均实现平台控制器均实现了全面的软件兼容性。了全面的软件兼容性。20第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.TMS320C5000系列系列2.3.1 主要的主要的DSP处理器处理器T TMS320C5000系列系列DSP是为实现低功耗、高性能而专门设是为实现低功耗、高性能而专门设计的定点计的定点DSP处理器。该系列针对消费类数字产品、通信电处理器。该系列针对消费类数字产品、通信电子、便携式等产品进行了优化，能够充分满足无线和有线通子、便携式等产品进行了优化，能够充分满足无线和有线通信系统以及数字音乐播放器、信系统以及数字音乐播放器、3

28、G移动电话、移动电话、GPS接收器、接收器、便携式医疗设备、便携式医疗设备、VoIP和便携式设备等新兴应用，涵盖了从和便携式设备等新兴应用，涵盖了从低 档 到 中 高 档 的 应 用 领 域 。 该 系 列 使 用 最 广 泛 的 是低 档 到 中 高 档 的 应 用 领 域 。 该 系 列 使 用 最 广 泛 的 是TMS320C54x和和TMS320C55x两大类。这两类处理器软件两大类。这两类处理器软件完全兼容。完全兼容。21第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择3.TMS320C6000系列系列2.3.1 主要的主要的DSP处理器处理器T TM

29、S320C6000系列系列DSP是是TI公司推出的高性能公司推出的高性能DSP。采用。采用TI的专利技术的专利技术VeloiTI和新的超长指令字结构，使该系列和新的超长指令字结构，使该系列DSP的性能达到很高的水平。该系列主要面向图像、视频、网络的性能达到很高的水平。该系列主要面向图像、视频、网络和无线宽带通信等需要大规模数据处理的应用领域，例如，和无线宽带通信等需要大规模数据处理的应用领域，例如，视频会议系统、高清晰数字电视、无线局域网、安防视频监视频会议系统、高清晰数字电视、无线局域网、安防视频监控和核磁共振（控和核磁共振（MRI）等。）等。TMS320C6000系列主要包括系列主要包括T

30、MS320C62x、TMS320C64x、TMS320C67x三大类。三大类。22第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择4.DaVinci系列系列2.3.1 主要的主要的DSP处理器处理器T TI公司于公司于2005年末首次推出了新一代高性能年末首次推出了新一代高性能DSP处理器处理器TMS320DM6443、TMS320DM6446，并命名为达芬奇，并命名为达芬奇（DaVinci）数字媒体处理器。该系列的处理器一般采用）数字媒体处理器。该系列的处理器一般采用TMS320C64x DSP+ARM9的结构设计方案，并在此基础上增的结构设计方案，并在此基础

31、上增加了视频处理子系统加了视频处理子系统VPSS（Video Processing Sub-System）和视频图像协处理器）和视频图像协处理器VICP（Video Image Co-Processor）以及配套的）以及配套的RTOS和音和音/视频编解码等软件，极大视频编解码等软件，极大地增强了处理器的处理性能和开发便利性。地增强了处理器的处理性能和开发便利性。DaVinci系列主要系列主要针对高清晰度视频处理应用，为设备制造商提供集成的处理针对高清晰度视频处理应用，为设备制造商提供集成的处理器、软件和工具来简化设计流程、加速创新的数字视频应用。器、软件和工具来简化设计流程、加速创新的数字视频

32、应用。23第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择5.OMAP系列系列2.3.1 主要的主要的DSP处理器处理器T TI的的OMAP系列平台提供了各种高性能应用处理器，被称为系列平台提供了各种高性能应用处理器，被称为开放式媒体应用平台，通过开放式媒体应用平台，通过ARM处理器（适用于协调命令与处理器（适用于协调命令与控制）与控制）与DSP（适合计算密集型信号处理任务）相结合，对（适合计算密集型信号处理任务）相结合，对具体应用中的实时密集型计算处理及控制功能进行分配，把具体应用中的实时密集型计算处理及控制功能进行分配，把不同的任务交给适合的处理器来处理，以

33、发挥整个不同的任务交给适合的处理器来处理，以发挥整个OMAP处处理器的最佳性能。理器的最佳性能。OMAP处理器的推出主要针对数字媒体、处理器的推出主要针对数字媒体、生物特征识别、定位服务、增强型游戏及远程通信等商业及生物特征识别、定位服务、增强型游戏及远程通信等商业及工业应用领域，并已经在工业应用领域，并已经在2.5G/3G手持无线通信终端及手持无线通信终端及PDA市场上表现出强劲的发展势头。市场上表现出强劲的发展势头。 24第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择 对不同的应用场合，对不同的应用场合，DSP处理器的选取也是不一样的。处理器的选取也是不一

34、样的。一般来说，选择一般来说，选择DSP处理器时应考虑以下因素。处理器时应考虑以下因素。2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素1.DSP处理器的运算速度处理器的运算速度T运算速度是运算速度是DSP处理器的一个最重要的性能指标，也是选择处理器的一个最重要的性能指标，也是选择DSP处理器时处理器时所需要考虑的一个主要因素。所需要考虑的一个主要因素。DSP处理器的运算速度可以用以下几种性能处理器的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：指标来衡量：T指令周期：即执行一条指令所需的时间，通常以纳秒（指令周期：即执行一条指令所需的时间，通常以纳秒（ns）为单位。）为单位。TMAC时间：

35、即一次乘法加上一次加法（乘累加）的时间。时间：即一次乘法加上一次加法（乘累加）的时间。TFFT执行时间：即运行一个执行时间：即运行一个N点点FFT程序所需的时间。程序所需的时间。TMIPS：即每秒执行百万条指令。：即每秒执行百万条指令。TMOPS：即每秒执行百万次操作。：即每秒执行百万次操作。TMFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作。：即每秒执行百万次浮点操作。TMBPS：即每秒传输百万比特，它是对总线和：即每秒传输百万比特，它是对总线和I/O口数据吞吐率的度量，口数据吞吐率的度量，也就是某个总线或也就是某个总线或I/O的带宽。的带宽。MBPS用于衡量用于衡量DSP的数据传输能力。的数据传输能

36、力。25第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素2.DSP处理器的运算精度处理器的运算精度T DSP处理器的运算精度取决于处理器的运算精度取决于DSP的字长。一般情况下，浮的字长。一般情况下，浮点点DSP处理器的运算精度要高于定点处理器的运算精度要高于定点DSP处理器的运算精处理器的运算精度。定点度。定点DSP处理器的字长通常为处理器的字长通常为16位。但有少数定点位。但有少数定点DSP处理器的字长为处理器的字长为20位、位、24位或位或32位，例如位，例如Motorola公司的定公司的定点点DS

37、P处理器处理器MC56001字长为字长为24位。浮点位。浮点DSP处理器的字长处理器的字长一般为一般为32位。累加器一般都为位。累加器一般都为32位或位或40位。选择位。选择DSP处理器处理器时可由系统所需要的精度确定是采用定点运算还是浮点运时可由系统所需要的精度确定是采用定点运算还是浮点运算。算。26第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素3.DSP处理器的硬件资源处理器的硬件资源T 不同的不同的DSP处理器所提供的硬件资源是不相同的，如片内处理器所提供的硬件资源是不相同的，如片内RAM、ROM

38、的数量，外部可扩展的程序和数据空间，总线接的数量，外部可扩展的程序和数据空间，总线接口，口，I/O接口等。即使是同一系列的接口等。即使是同一系列的DSP处理器（如处理器（如TI的的TMS320C54x系列），系列中不同系列），系列中不同DSP处理器也具有不同的处理器也具有不同的内部硬件资源，以适应不同的需要。选择内部硬件资源，以适应不同的需要。选择DSP处理器时应根处理器时应根据系统的实际需要，考虑处理器的硬件资源，如可根据系统据系统的实际需要，考虑处理器的硬件资源，如可根据系统数据量的大小确定所使用的片内数据量的大小确定所使用的片内RAM及需要扩展的及需要扩展的RAM的大的大小；根据系统是作

39、计算用还是作控制用来确定小；根据系统是作计算用还是作控制用来确定I/O端口的需端口的需求。求。27第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素4.DSP处理器的开发工具处理器的开发工具T 在选择在选择DSP处理器的同时必须注意开发工具对处理器的支持处理器的同时必须注意开发工具对处理器的支持情况，包括软件和硬件的开发工具等。现在的情况，包括软件和硬件的开发工具等。现在的DSP处理器都处理器都提供了较完善的软硬件开发工具，软件开发工具主要包括提供了较完善的软硬件开发工具，软件开发工具主要包括C编译器、汇编

40、器、链接器、代码库、软件模拟器和在线仿真编译器、汇编器、链接器、代码库、软件模拟器和在线仿真软件等，在确定软件等，在确定DSP算法后，编写的程序代码通过软件模拟算法后，编写的程序代码通过软件模拟器进行仿真运行来确定必要的性能指标。硬件开发工具包括器进行仿真运行来确定必要的性能指标。硬件开发工具包括在线硬件仿真器和系统开发板。在线硬件仿真器通常是在线硬件仿真器和系统开发板。在线硬件仿真器通常是JTAG周边扫描接口板，可以对设计的硬件进行在线调试。周边扫描接口板，可以对设计的硬件进行在线调试。28第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择D

41、SP处理器考虑的因素处理器考虑的因素5.DSP处理器的功耗处理器的功耗T 一般来说，手持式设备、便携式设备和户外应用设备等对功一般来说，手持式设备、便携式设备和户外应用设备等对功耗有特殊要求，因此功耗也是选择耗有特殊要求，因此功耗也是选择DSP处理器时应该主要考处理器时应该主要考虑的一个问题。在要求低功耗的应用场合下，选择虑的一个问题。在要求低功耗的应用场合下，选择DSP处理处理器时应考虑供电电压的大小和对电源的管理功能。器时应考虑供电电压的大小和对电源的管理功能。6.DSP处理器的价格及售后技术服务处理器的价格及售后技术服务T DSP处理器的价格也是选择处理器的价格也是选择DSP处理器所需考

42、虑的一个重要处理器所需考虑的一个重要因素。另外，还要充分考虑厂家提供的售后服务等因素，良因素。另外，还要充分考虑厂家提供的售后服务等因素，良好的售后技术支持也是开发过程中的重要资源。好的售后技术支持也是开发过程中的重要资源。29第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素7.DSP处理器的支持多处理器功能处理器的支持多处理器功能T 近来各类软件在无线电产品及雷达的应用中，都需要能处理近来各类软件在无线电产品及雷达的应用中，都需要能处理高数据率、大运算量的应用系统。单一的处理器系统已难以高数据率、大运算

43、量的应用系统。单一的处理器系统已难以承担这类复杂任务，因此采用多个处理器并行工作。这种情承担这类复杂任务，因此采用多个处理器并行工作。这种情况下，各处理器之间连接和通信功能是必须要作为主要因素况下，各处理器之间连接和通信功能是必须要作为主要因素予以考虑的。予以考虑的。30第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素8.DSP应用系统的运算量应用系统的运算量T DSP应用系统的运算量是确定选用处理能力为多大的应用系统的运算量是确定选用处理能力为多大的DSP处理处理器的基础。如何确定器的基础。如何确定DS

44、P系统的运算量以选择系统的运算量以选择DSP处理器，主处理器，主要考虑以下两种情况。要考虑以下两种情况。T 按样点处理按样点处理:按样点处理就是按样点处理就是DSP算法对每一个输入样点循环算法对每一个输入样点循环一次。数字滤波就是这种情况。在数字滤波器中，通常需要对一次。数字滤波就是这种情况。在数字滤波器中，通常需要对每一个输入样点计算一次。每一个输入样点计算一次。 T 按帧处理按帧处理:有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一次，而是每隔一定的时间间隔（通常称为帧）循环一次。所次，而是每隔一定的时间间隔（通常称为帧）循环一次。所以，选择以，选择DS

45、P处理器时应该比较一帧内处理器时应该比较一帧内DSP处理器的处理能力处理器的处理能力和和DSP算法的运算量。算法的运算量。31第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.3 DSP处理器的选择处理器的选择2.3.2 选择选择DSP处理器考虑的因素处理器考虑的因素9.其他因素其他因素T 除了上述因素外，选择除了上述因素外，选择DSP处理器还应考虑到封装的形式、处理器还应考虑到封装的形式、质量标准、供货情况、生命周期等。质量标准、供货情况、生命周期等。 T 实际的实际的DSP系统设计中，选择系统设计中，选择DSP处理器时不可一味的追求处理器时不可一味的追求某些高指标，要根据应用需要和性能价格比合

46、理选用某些高指标，要根据应用需要和性能价格比合理选用DSP处处理器。理器。 32第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.4 DSP系统的开发工具系统的开发工具2.4.1 软件开发工具软件开发工具T CCS是一个可视化的集成开发工具，包括了编辑、编译、汇是一个可视化的集成开发工具，包括了编辑、编译、汇编、链接、软件模拟、在线仿真和调试及实时跟踪等几乎所编、链接、软件模拟、在线仿真和调试及实时跟踪等几乎所有需要的软件工具。有需要的软件工具。T CCS中集成的几种主要的软件工具中集成的几种主要的软件工具 :T 1.C语言编译器（语言编译器（C Compiler）T 2.汇编器（汇编器（Asse

47、mbler）和链接器（）和链接器（Linker） T 3.软件模拟器（软件模拟器（Simulator）33第第2章章 DSP系统设计概述系统设计概述2.4 DSP系统的开发工具系统的开发工具2.4.2 硬件开发工具硬件开发工具T 1.硬件仿真器硬件仿真器T 硬件仿真器可以仿真程序在实际硬件环境下的功能，支持实硬件仿真器可以仿真程序在实际硬件环境下的功能，支持实时基于时基于JTAG扫描的仿真并为完整系列的扫描的仿真并为完整系列的TI DSP提供产品支提供产品支持。通过持。通过JTAG接口，硬件仿真器将接口，硬件仿真器将DSP硬件目标系统和装硬件目标系统和装有仿真软件有仿真软件/仿真卡的仿真卡的PC接口板连接起来，用接口板连接起来，用PC平台对实际平台对实际硬件目标系统进行调试。硬件目标系统进行调试。T 2.入门套件（入门套件（DSK）T DSK入门套件是入门套件是TI公司的低成本代码开发工具，其特点是功公司的低成本代码开发工具，其特点是功能全、价格低、代码编译速