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一、DSP系统构成及设计方法 一、DSP系统构成及设计方法 DSP总体设计框图 * DSP系统设计 宋华军 中国石油大学（华东）信控学院 输入信号 处理 A/D D/A DSP 输出信号 处理 输入 输出 存储器 通讯及 人机接口 功能及指标 软件结构 用户接口 硬件结构 外输入接口 从中间开始 软硬件 交界面 从使用者看 从设计者看 系统需求说明书 定义技术指标 选择DSP芯片及外围芯片 软件设计说明书 硬件设计说明书 软件编程与测试 硬件电路与调试 系 统 集 成 系统测试，样机、中试与产品 1. 总体方案设计 2. 软件设计阶段 3. 硬件设计阶段 4. 系统集成 一、DSP系统构成及设计方法 DSP系统设计前： 明确设计任务 给出设计任务书 功能描述准确 功能描述清楚 描述的方式 人工语言 流程图 算法描述 将设计任务书转化为量化的技术指标 1.总体方案设计 DSP应用 定义系统性能指标 选择DSP芯片 软件编程 硬件设计 软件调试 硬件调试 系统集成 系统调试 技术指标的确定 系统采样 频率 信号 频率 最复杂的算法 所需最大时间 对实时程 度的要求 片内、外 RAM的容量 数量及程序 的长短 16、32位 定点、浮点运算 系统所要求的精度 输入输出 端口要求 计算、控制 选定DSP芯片型号 成本 供货能力 技术支持 开发系统 体积 功耗 工作环境温度 DSP A/D D/A RAM 性能指标 其它因素的考虑 2. 软件设计阶段 源程序 汇编器汇编 目标文件 链接器连接 调试器调试 代码转换 C语言 汇编语言 混合语言 代码写入 EEPROM 可执行文件 软件仿真 反 复 3. 硬件设计阶段 确定最优硬件实现方案 画出硬件系统框图 性能指标 工期 成本等 硬件实现方案 器件的选型 DSP芯片、A/D D/A、内存、 电源、逻辑控制通信、人机接口总线等 硬件系统框图实例 DSP芯片 根据是用于控制还是计算 目的，选择： 不同的厂商 不同系列 不同工作频率 不同工作电压 不同工作温度 采用定点或浮点型芯片 器件的选型原则 A/D变换 D/A变换 根据采样频率、精度： 确定A/D型号 是否要求片上自带采样 保持器 多路器 基准电源等 根据信号频率、精度： 是否要求基准电源 多路器 输出运放等 器件的选型原则 存储器 RAM、EPROM(或EEPROM、 Flash Memory），主要考虑： 工作频率 内存容量位长(8位/16位/32位) 接口方式（串行/并行）、 工作电压（5V/3.3V或其他） 器件的选型原则 逻辑控制 先确定所用器件，如CPLD、 EPLD或FPGA； 再根据自己的特长和公司芯片 的特点决定采用哪家公司的哪 一系列产品； 最后根据DSP芯片的频率决定 芯片的工作频率，并以此来确 定使用的芯片。 器件的选型原则 通信接口 根据与其他系统通 信的速率决定采用 的通信方式： 串口 并口 总线 器件的选型原则 总线选择 根据使用场合、数据 传输速率的高低（总 线宽度、频率高低、 同步方式等）选择： PCI、ISA、现场总线 PCI Express接口 包括X1（250MB/秒）、X4、X8以及X16 PCI Express X16支持双向数据传输，单向数据传输带宽高达4GB/s 双向数据传输带宽有8GB/s之多，相比之下，目前广泛采 用的AGP 8X数据传输只提供2.1GB/s的数据传输带宽 器件的选型原则 人机接口 电源选取 可以通过单片机构成 通信，也可在DSP 的基础上直接构成： 键盘 显示器等 主要考虑电压的高低 和电压的大小： 电压高低要匹配 电流容量要足够 器件的选型原则 必须清楚了解器件的使用和系统的开发， 对于关键环节要做仿真。 原理图设计 PCB板设计 要求DSP系统设计人员既要熟悉系统工作原理，又要清楚布线工艺和系统结构设计 软、硬件调试 借助仿真工具或开发工具进行软、硬件 仿真调试时，往往要反复多次调试。