高速数字信号处理器

一种专用于数字信号处理的可编程芯片高速数字信号处理器01简介硬件设计特点应用与发展目录030204基本信息高速数字信号处理技术是以DSP为核心，具有高速，实时的特点的一种信息处理技术。其本质是信息的变换和提取。DSP（DigitalSignalProcessor），即数字信号处理器，是一种专用于数字信号处理的可编程芯片。简介简介高速数字信号处理技术是以DSP为核心，具有高速，实时的特点的一种信息处理技术。其本质是信息的变换和提取。DSP（DigitalSignalProcessor），即数字信号处理器，是一种专用于数字信号处理的可编程芯片。信号处理的本质是信息的变换和提取，是将信息从各种噪声、干扰的环境中提取出来，并变换为一种便于为人或机器所使用的形式。从某种意义上说，信号处理类似于“沙里淘金”的过程：它并不能增加信息量（即不能增加金子的含量），但是可以把信息（即金子）从各种噪声、干扰的环境中（即散落在沙子中）提取出来，变换成可以利用的形式（如金条等）。如果不进行这样的变换，信息虽然存在，但却是无法利用的，这正如散落在沙中的金子无法直接利用一样。特点特点高速实时信号处理是信号处理中的一个特殊分支。它的主要特点是高速处理和实时处理，被广泛应用在工业和军事的关键领域，如对雷达信号的处理、对通信基站信号的处理等。高速实时信号处理技术除了核心的高速DSP技术外，还包括很多外围技术，如ADC、DAC等外围器件技术、系统总线技术等。DSP（DigitalSignalProcessor），即数字信号处理器，是一种专用于数字信号处理的可编程芯片。它的主要特点是：①高度的实时性，运行时间可以预测；②Harvard体系结构，指令和数据总线分开（有别于冯·诺依曼结构）；③RISC指令集，指令时间可以预测；④特殊的体系结构，适合于运算密集的应用场合；⑤内部硬件乘法器，乘法运算时间短、速度快；⑥高度的集成性，带有多种存储器接口和IO互联接口；⑦普遍带有DMA通道控制器，保证数据传输和计算处理并行工作；硬件设计硬件设计TMS320C2XX系统以一个典型的TMS320C2XX系统为例，介绍C2XX系统的硬件设计。图1是该系统的功能框图：图1系统的功能框图TMS320C2XX用户系统中配置了一个高速TMS320C2XX芯片，64K字的程序存储器，64K字的数据存储器，256K位EPROM；采用了一路14位A/D和14位D/A；系统还扩展了16根标准输入信号，用户可接按键输入信号，并可申请INT3中断；扩展了16根标准输出信号，用户可用这些信号控制液晶显示。同时系统提供了3组可扩展的输入、输出口。硬件结构有如下特点：①具有脱片的、独立的数据存储器和程序存储器。由于采用了改进的片外哈佛结构，使处理器能实现达16K字节16位字长的数据存储器的寻址，并对32K字节24位字长具有双重目的的程序存储器实现指令和数据的存取。②具有内部指令高速缓冲存储器。在脱离高速缓冲存储器执行指令时，16指令芯片级超高速缓冲存储器允许处理器并行取两个操作数。由于这个指令系统支持较高程度的并行处理，许多循环算法可以按16或低于16的指令有效地进行编码。③具有三个独立的运算单元和一个强有力的程序定序器。应用与发展应用与发展从我国引进数字信号处理器(DSP)以来，信号处理各领域的开发和应用都取得了很大成果。DSP的应用己向计算机、通讯及数字视、音频技术的各个方面深入发展。虽然DSP的芯片系列很多，其指令系统互有差异，但它们的主要特点却是相似的，如运算速度快、芯片功能强、所需外围器件少。然而，它们也都存在开发及编程比单片机较为复杂的问题。因此，虽然它功能强大，但要大规模普及和进入传统单片机所占据的工业和消费领域还须有一个普及推广阶段。自1985年第一片数字信号处理器TMS320C10问世以米，DSP发展人致经历了二个阶段，也形成了DSP产品的三个档次：第一阶段是以TMS320C10/C2x为代表的16bit定点DSP。后来又有了新的型号，如：ADSP21xx—TMS320C25/C5x/Cxx/C54x等型号；第一阶段推山32bit浮点DSP，代表型号：ADSP—TMS320C3x。最近几年则推出了并行DSP和超高性能DSP。如ADSP2106x—ADSP一TMS320C4X—TMS320C67X。不同的DSP的应用场合也不同。早期的DSP都是定点的，它的成本比较低可以低可以胜任大部分数字信号处理，但是住某些场合，如雷达一卢纳信号处理中，数据的动态范围很人，按定点处理会发生数据溢山或者下溢出，严重时候处理无法进行。浮点DSP的出现解决了这个问题，它拓展了数据的动态范闱，32bit浮点数