数字信号处理第十四章.pptVIP

第14章 数字信号处理的硬件实现;一、概述;(教学, 科研, 开发的前期) DSP软件包 MATLAB Signal Processing Tool Box; 所谓“实时（Real-Time）实现”，是指一个实际的系统在人们听觉，视觉或按任务要求所允许的时间范围内能及时地完成对输入信号的处理并将其输出。 例如，我们每天使用的手机，将要普及的数字电视等，都是实时的数字信号处理系统。 要想在极短的时间内完成对信号的处理，一方面需要快速的算法、高效的编程，另一方面，则需要高性能的硬件支持。数字信号处理器（DSP）即是为实时实现数字信号处理任务而特殊设计的高性能的一类CPU。; 严格地说，“实时实现”是指，一个系统在每一个抽样间隔内都能完成全部所需要的计算任务，即：;例如，阶次 的FIR滤波器，其输入输 出关系是;CPU的类型：;通用处理器（GPP）：;单片机（MCU):; 二、数字信号处理器的特点;在DSP中，广泛采取多总线制，以便同时读取几个数据，提高了运算的速度，如C54芯片：;C54 的多总线结构：;2. “流水线（pipeline）式” 的指令执行;3. 具有硬件乘法器是DSP最突出的特点，从而 大大提高了运算速度。 数字信号处理中最常用的运算：; 1011 x 1110;例如：C54中的硬件乘法器;高性能的DSP提供了“并行（parallel）”工作 的能力。所谓并行，是指多个DSP，或DSP 内部的多个单元同时在完成一个共同的任务；;6. 为方便数据的读、写及与片外设备的 通信，DSP上一般都集成有DMA、串 行通信口、定时器及中断处理器等， 具有和不同速度存储器相连接的硬件 和软件的等待功能； ;7. 高的时钟速度，极快的运算能力：;TMS320C64系列的DSP 最大时钟速度可达600MHz，因此，时钟 周期仅为1.67ns,其运算能力可达4800MIPS； 该系列特别适用于图像处理、三维成像、多媒体及其它高速运算的场合。;部分DSP芯片上有片上的A/D及脉宽调制 通道（PWM），这一类DSP除了有强的 运算能力外，还有着很好的控制能力 ；;TMS320C25 DSP的内部结构;DSP分定点处理器和浮点处理器两大类;定点DSP：;浮点DSP：;三、DSP的发展;TYPICAL DEVICE CAPABILITIES;Texas Instruments（TI：德州仪器公司）:;Lucent: ;DSP市场份额(1999年);TI 早期DSP产品：;TI产品系列; 符号解释： TMS320*XY-Z， “*”：C，E，P，F, LC，BC，LBC,V,U等； X：X＝1：第一代，＝5第五代，＝8是第六代； Y：代内的序号，Z：时钟频率(MHz)； XY：合起来表示处于那一个系列； “*”～“C”，CMOS；“*”～“E”，EPROM； “*”～ “P”，PROM； “*”～‘F’，FLASH； “*”～“LC”、“VC”、“UC”，低、甚低、超低功耗； “*”～“BC”，(Boot Load)； “*”～“LBC”，低功耗、 加载;;TMS320C2000系列;TMS320C5000 系列：;TMS320C6000 系列：;专用DSP芯片：在制造时，其内部结构已符合相应算法的流程，只需按要求输入数据即可，无需再编程。这些产品有： INMOS公司的卷积/相关器A100； PLESSY公司的卷积/相关器PDSP16256； HARRIS公司的卷积/相关器HSP43168； AUSTEK公司的FFT专用芯片A41102； PLESSY公司的专用FFT芯片PDSP16515； AD公司的小波压缩芯片ADV601.;四、DSP的开发;开发步骤：;DSP系统的设计与调试;TI产品开发支持;（一）TI DSP软件开发工具; TI eXpressDSP框架：是一个开放式的、集成的软件开发环境，它不但包含了上述的常用软件工具，并且在功能上大大扩展，而且为使用者提供了良好的人机交互界面。它包含如下4个部分： ① 集成开发环境 CCS（code composer studio） ② 实时基础软件 DSP/BIOS； ③ 算法标准 XDAIS（eXpressDSP algorithm standard）； ④ 第3方公司提供的模块，包括插件和算法模块等。 eXpressDSP技术提供的简单易用而功能强大的工具可以大大缩短DSP产品的开发时间，从而使开发者将精力