第一章 DSP技术概述课件

DSP技术电气自动化研究所（503）1第一章DSP技术概述第一章DSP技术概述

第一节DSP芯片技术的发展

第二节DSP芯片的选择与应用领域2第一章DSP技术概述第一节DSP芯片技术的发展1978年，AMI公司生产的S2811；1979年美国Intel公司的商用可编程器件2920；这两种是DSP芯片的一个主要里程碑。特点：没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出μPD7720。特点：是第一片具有乘法器的商用DSP芯片。3第一章DSP技术概述1982年，美国德州仪器公司（TexasInstruments——TI）推出第一代DSPTMS320010及其系列产品，目前已发展到第六代。TI公司的系列DSP产品已经成为了当今世界最有影响的DSP芯片，其DSP市场占有量占全世界份额的近50%，成为世界上最大的DSP芯片供应商。4第一章DSP技术概述1982年，日本东芝公司推出浮点DSP芯片。1984年，AT&T公司推出DSP32，是较早的具备较高性能的浮点DSP芯片。1986年，Motorola公司推出了定点DSPMC56001。1990年，推出了与IEEE浮点格式兼容的浮点DSP芯片MC96002。美国模拟器件公司（AnalogDevices—AD）相继推出了定点DSP芯片ADSP21xx系列，浮点DSP芯片ADSP210xx系列。5第一章DSP技术概述20多年来，DSP芯片得到了迅猛发展，主要体现在如下方面：1.在生产工艺上

采用1µm以下的CMOS制造工艺技术和砷化镓集成电路制造技术，使集成度更高，功耗更低，从而使高频、高速的DSP处理器得到更大的发展。2.基本结构上以RISC结构、单片并行计算机结构为主导，脉冲阵列和数据流阵列也将成为并行处理器的主要体系结构。设计、测试简单，易模块化，易于实现流水线操作和多处理器结构。6第一章DSP技术概述3.模拟/数字混合上集滤波、A/D、D/A及DSP处理于一体，将成为DSP发展的主要方向，是DSP厂商的主要增长点。4.DSP技术与ASIC技术融合上在DSP芯片中嵌入ASIC模块，进一步扩大DSP逻辑控制功能。5.代码兼容性上将推出更新的、更强大的优化C编译器来适应不同型号的DSP代码生成，各种DSP的开发、加速、并行处理插件板也将大量涌现。7第一章DSP技术概述第二节DSP芯片的选择设计DSP应用系统，选择DSP芯片是非常重要的一个环节。只有选定了DSP芯片才能进一步设计其外围电路及系统的其它电路。选择原则：根据实际应用系统需要、应用场合、目的，选择满足所需功能、成本低、耗电小、使用方便、有技术支持、升级方便的芯片。8第一章DSP技术概述TMS320C5000™最低功耗平台最佳控制平台TMS320C2000™最优处理平台TMS320C6000™TI公司常用的DSP芯片可以归纳为三大系列：9第一章DSP技术概述（1）TMS320C2000系列，称为DSP控制器，集成了flash存储器、高速A/D转换器以及可靠的CAN模块及数字马达控制的外围模块，适用于三相电动机、变频器等高速实时工控产品等需要数字化的控制领域。（2）TMS320C5000系列，这是16位定点DSP。主要用于通信领域，如IP电话机和IP电话网关、数字式助听器、便携式声音/数据/视频产品、调制解调器、手机和移动电话基站、语音服务器、数字无线电、小型办公室和家庭办公室的语音和数据系统。10第一章DSP技术概述（3）TMS320C6000系列DSP

采用新的超长指令字结构设计芯片。其中2000年以后推出的C64x，在时钟频率为1.1GHz时，可达到8800MIPS以上，即每秒执行90亿条指令。其主要应用领域为：1）数字通信完成FFT、信道和噪声估计、信道纠错、干扰估计和检测等。2）图像处理完成图像压缩、图像传输、模式及光学特性识别、加密/解密、图像增强等。11第一章DSP技术概述二、DSP芯片的主要应用领域目前DSP的应用主要包括如下方面：

（1）信号处理

如数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、希尔伯特变换、小波变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等。12第一章DSP技术概述（2）通信

如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话、个人通信系统、移动通信、个人数字助手（PDA）、X.25分组交换开关等。（3）语音

如语音编码、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、扬声器检验、文本转语音等。13第一章DSP技术概述消费电子正在全面数字化，现在音频广播，电视广播也在向数字化迈进，HDTV接收机、SDTV电视机、机顶盒及数字广播收音机等已经或都将进入市场。MP3播放机方兴未艾。在国外，电子产品约占整车费用的30%，在中国目前只占到整车费用的15%-20%。汽车电子包括汽车上的娱乐装置，远程信息处理和自动控制装置，这些设备都离不开DSP。

14第一章DSP技术概述（4）军事

如保密通信、雷达处理、声纳处理、图像处理、射频调制解调、导航、导弹制导等。（5）图形与图像

如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画与数字地图、机器人视觉、模式识别、工作站等。（6）仪器仪表

如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理、数字滤波、模式匹配、暂态分析等。15第一章DSP技术概述（7）自动控制

如引擎控制、声控、机器人控制、磁盘控制器、激光打印机控制、电动机控制等。（8）医疗

助听器、超声设备、诊断工具、病人监护、胎儿监控、修复手术等。