Ti公司DSP技术发展历程和现状及其应用实例分析

1、DSP应用课程论文院系名称：信息学院专业班级：电科学生姓名：王磊学号：指导教师：张庆辉Ti公司DSP芯片特点、技术发展历程和现状及其应用公司发展历史：德州仪器（I是世界上最大的半导体公司之一。始终致力于提供创新半导体技术，帮助客户开发世界最先进的电子产品。其模拟、嵌入式处理以及无线技术不断深入至生活的方方面面，从数字通信娱乐到医疗服务、汽车系统以及各种广泛的应用，无所不在。年82月，在特拉华州创立名为的子公司。年月，母公更名为年1，特拉华州子公司的三位职员以及的两个创始人之一收购。年5，倒闭了，但仍然存在。月,更名为（德州仪器）。年31月0，公司首次进入纽约证券交易所,代号。发展之初，公司的目

2、标是利用公司独有的技术能力从根本上颠覆传统市场，创造全新的市场。德州仪器提供了创新的和模拟技术，可满足客户实际的信号处理需求。除半导体之外,公司的业务还包括传感器和控制产品以及教育产品。德州仪器的发展历程中始终贯穿一条清晰的主线，就是运用越来越先进的实时信号处理技术，实现从量变到质变的进步，真真切切地不断改变世界。二、处理系统的发展现状：应用广泛，其主要应用市场为、通信、计算机、消费类领域，合占整个市场需求的0市场正处于高速成长的阶段。在数字化、个人化和网络化的推动下，年世界市场营销额超过亿美元，预计未来的年均增长率高达，按照这一增长速度，至年，世界市场营销额将突破亿美元。在全球产品市场中，公

3、司独占鳌头，占世界市场的份额，其次是朗讯（）、（）、摩托罗拉（）、其他公司（）。I）公司是业界公认的龙头老大。产品遍及全球每个数字蜂窝电话中就有个采用产品全世界的硬盘和的均采用技术。年公司的两项重大投资项目夯实了其地位不可动摇。一是设立1亿美元的风险基金支持那些需要启动资金的应用企业为掀起的应用高潮打下坚实的基础。二是启动50万0美元的全球大学科研基金,用于支持各高校的教育。已在国内十余所大学建立了实验室和技术中心。国外的商业化信号处理设备一直保持着快速的发展势头。欧美等科技大国保持着国际领先的地位。例如美国公司，公司，公司，加拿大公司等，他们很多己经发展到相当大的规模，竞争也愈发激烈。随着我

4、国信息产业的发展，近年来我国的数字信号处理学科发展较快。处理器己经在我国的数字通信、信号处理、雷达、电子对抗、图像处理等方面得到了广泛的应用，为科学技术和国民经济建设创造了很大价值。三、实例分析：1、需求分析数字信号处理器是近年来发展起来的一种新型微电子器件，是一种具有殊结构的微处理器。芯片建立在数字处理的各种理论算法的基础上，专门成各种数字信息的处理，器件的出现使得各种数字信号处理算法得以实，简化了信息处理的程序以及速度，大大地促进了现代电子技术及信息技术的展。使用技术来实现对音频信号的处理，通过对比已有的不同的数字音频系统，选择更加合适技术和功能更加强大的芯片，进而优化设计音频电路。硬件部

5、分将详细给出芯片的选择依据以及参数的对比情况，进而给出相应的电路设计。完成硬件设计之后，利用实现数字滤波器的设计和仿真，在中编写语言源代码实现滤波，最后将程序烧写在芯片中，验证电路和功能的正确性。信号的数字化就是将连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号，一般需要完成采样、量化和编码三个步骤，如图所示。在本实例中选择作为本设计的主芯片。、基本硬件电路设计系统的研究技术路线已经在本章的第一节做了具体介绍，在本设计中硬件部分主要由两部分组成，一部分是前端原始模拟信号的音频调理部分，另一部分是以为核心处理器的数字电路部分，以下对系统的硬件部分做详细介绍。模拟部分由和前端的滤波、采样/保持、去毛刺和差分

6、放大电路等组成，在下一节内容中给出具体方案，数字部分就是围绕最小系统展开，下面就各部分模块给出具体设计方法，系统框图如下图所示。*输dl围电路两大部分组成。其中复位、电源、时钟、仿真电路等构成了最小系统，而转换和存储器扩展等构成外围电路，下面对各部分硬件电路做详细介绍。复1位电路自动复位电路的原理如下：在系统运行时，电路提供一个监视线，用来监视系统是否正常运行，在正常运行的时候，在规定时间里有一个高低电平变化的信号提供给监视线，在这个时间内信号不变化了，那么就说明系统运行故障或死机了，自动复位电路就认为系统不正常了，然后对其进行系统复位。2.电2源电路芯片采用低电压双电源供电方式，在本设计中使

7、用公司的两路输出的芯片作为电源芯片，从外部电源提供的电压中得到一个和一个的电压，也就是采用内核电压和电压分开的供电。的电源分为内核电源和电源，内核电源需要或者电压，本设计中使用电压，其降低内核电压的主要目的是为了降低功耗，供给接口使用2.时作钟电路给芯片提供时钟有两种办法，一种是利用芯片自身内部的晶振电路，一种是将外部时钟源接到芯片上。利用芯片内部提供的晶振电路时，在脚和脚之间连接晶振就可以启动内部振荡器，利用外部时钟源时，将脚悬空，外部时钟源直接接入脚即可。仿真电路系统的调试需要用到仿真器，仿真器与的接口就叫做口，只需要根据芯片的接口类型按照相应的接口标准设计就可以了，十分方便。是一种国际标

8、准测试协议（兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持协议，如S器件等。标准的接口是四线：、和分别是模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。3、外围硬件电路设计：3.音1频信号编码解码模块电路设计在本设计中为了设计方便，并且考虑到音频信号的特点，选用集和功能于一体的转换芯片。因为本设计使用的是公司的芯片，为了接口方便并且更好的配合芯片使用,本文选用公司的和转换芯片。的外围接口主要由数字音频接口、麦克风输入接口、输入接口、耳机输出接口、配置接口组成。利用作为控制器，结合的优点,可以设计出高性能音频信号处理系统，系统框图如下图所示。传送的配置信号可以改变的工作方式。在本设计中把接高电平，

9、配置成方式。在此方式下，为数据输入，为帧同步信号，为时钟同步信号。和的接口电路如下图所示。VMI1J小围电路比较简单，只需要设的LUNEJSLULTROUTLHftJLiBUPOUTMKHLAS加ICEEJVDDKiDBVDDHPVUDAVDDH咒也J冷3二J-j!LIJSUNIIHSJ.lKL1MJ.S.y?4ODtTeSOIN如L3CikLumLRLOC7计一些必要的滤波电路即可，由数据手册可以查到每个引脚的特性以及外围滤波电路的典型参数，这样对本文设计的外围电路提供了方便。使用而不使用，除了芯片的性能优越以外，还有一个原因就是需要设计专门的差分电路，而不需要，这就简化了设计也节省空间。存

10、2储器扩展电路的设计可以提供的存储空间，这全部的存储器均可作为数据空间或程序空间访问。当从程序空间读取程序代码时，使用字节寻址；当程序访问数据空间时，则使用字节寻址，这时需要在最低位添0，就使得在这两种情况下地址总线传送的都是地址。的全部存储器空间中，片内有的和的，此外，、为的可扩展外部存储空间。提供接口，即数据总越A21：0CE3:0BE3:0*ARDYAQEaWE卜砲SSOE-*HOLDHOLDASDRASSDCASSDWE-SDA10CLKMEM外部存储器接口，可以方便的与外部存储器无缝连接，它控制和外部存储器之前的所有数据传输。外部存储器接口框图如下图所示。皿I刖为盘陵存储；&r搀：i

11、】总线恳持樓门I同歩旳态心储器严一同步存器时忡在本设计中，主要利用实现数字滤波等功能（将在第四章做详细介绍），故可暂不使用，如果需要完成更多的功能或者存储音频文件的话，也可以在现有基础上对存储空间继续扩展。常用的本文选用作为存储器扩展芯片，与的连接也十分方便，因为外接异步存储器提供了无缝接口，所以只需将对应引脚相连即可。比更具优势，可直接使用电压，而的电压一般都是，这就需要电平转换。现在发展速度很快，是高密度、电可重复擦写、非易失性、低功耗、小尺寸、高性能的便携式存储器，在对系统编程是对烧写，无需专门设备，修改和升级方便，而且的寿命长，一般烧写的次数可以在十万次以上，几乎可以不考虑使用寿命的问

12、题。4、系统软件设计可编程的芯片的开发需要一整套的开发工具，分为代码生成工具和代码调试工具。代码生成工具是将汇编语言或者语言编写的程序进行编译，然后链接成可执行的程序，代码调试工具是对程序及系统进行调试。一个完整的软件开发流程如图所示。公司的是一个基于的完整的开发平台，为提供了软件部分提供了一个完整的解决方案。硬件电路的设计部分从构建最小系统展开，经实际测试验证，电路的搭建是正确的，各模块工作正常，能够完成预期的功能。通过仿真器进行的硬件仿真也可以顺利进行，说明与外围其他芯片的连接正确。在软件仿真中，利用建立模型，通过使用和的联合仿真，进行算法和系统的仿真，简化软件的开发设计，也实现了滤波器的

13、设计，并且能够快速高效实时的完成对应的算法。本设计可用于数字音频信号处理、语音信号分析、音频解码等场合，对数字音频信号进行实时处理与分析。通过改进和加入新的算法，在不改动硬件的前提下，可以实现音频解码、信号的频谱分析等功能。只需编写或改变相应的软件代码，就可以方便的改变和增加系统的功能，在调试过程中也十分方便，利用和的一些特有的系统工具，可以直观的进行仿真调试，调试完成后，把文件下载到芯片中运行即可。6结论通过技术来实现音频处理有着其特有的优势，因而成为业界研究的一个热点问题，这其中包括了很多方面，本文着重对电路优化设计和数字音频信号的处理问题做出了较为详细的阐述。在本设计中，首先，确定了系统

14、方案；其次，进行硬件电路的设计；再次，进行软件设计；最后，进行系统的调试工作。确定系统方案，主要是针对音频信号的特点，结合目前主要的音频处理方式，选取合适的技术路线，确定采用哪种技术来完成设计要求，对比之后，本文选择技术，并且制定出对应的技术路线和系统研究方案。方案确定后，就是硬件电路的设计。围绕这个核心，对整个电路进行设计与优化，在参考了一些之前的资料的基础上，对硬件电路进行改进与优化，主要体现在芯片的选择较以往而言更加先进、设计功能特点更加突出、采用模块化的设计思路等几个方面。硬件平台的设计,是围绕最小系统展开的，包括基本的复位、时钟电路等。然后，针对实际需要设计与音频的接口电路和存储器扩展电路等。外围电路的设计上，因为采用了音频编解码芯片，所以没有进行差分电路的设计。此外，设计中也考虑到了和的问题，不仅是在设计中的元件摆放和布线上注意到基本以及规则，而且在设计电路时，也考虑到了使用滤波电路和去耦合等方法来消除干扰，保证系统正常工作。软件设