DSP技教案重庆科创学院.docVIP

重庆科创学院教师授课 教案 课程名称 DSP技术 课程性质 专业课 授课对象 授课时数 教学日期 重庆科创职业学院 机电工程学院电信教研室 年 月 日 第1章 绪 论 Ⅰ．教学目的: 学习DSP技术的内涵、发展的两个领域及实现方法，学习可编程DSP芯片的结构特点、分类及其应用情况。， Ⅱ．教学要求： ① 了解DSP技术的内涵， DSP芯片的发展及趋势、DSP的应用领域； ② 掌握DSP芯片的分类、结构特点； ③ 熟悉DSP应用系统设计过程。 Ⅲ．教学重点： ① DSP技术的内涵 ② DSP的应用领域 ③ DSP芯片的分类、结构特点 Ⅳ．教学难点： ① DSP芯片的结构 ②DSP应用系统设计过程 Ⅴ．教学方法： 课堂讲授 Ⅵ．教学内容： 1.1 概 述 1.1.1 DSP与DSP技术 Digital Signal Processing——指数字信号处理的理论和方法。 Digital Signal Processor(DSP)——指用于进行数字信号处理的可编程微处理器。 Digital Signal Process?——指DSP技术，即采用通用的或专用的DSP处理器完成数字信号处理的方法与技术。 1.1.2 DSP技术发展的两个领域 1．数字信号处理的理论和方法的发展 数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。 2．DSP处理器性能的提高 DSP技术的发展在上述两方面是互相促进的，理论和算法的研究推动了应用，而应用的需求又促进了理论的发展。 1.1.3 数字信号处理的实现方法 (1) 在通用型计算机上用软件实现。 (2) 在通用型计算机系统中加上专用的加速处理器实现。 (3) 在通用型单片机(如MCS-51、MCS-96系列等)上实现。 (4) 用通用型可编程DSP芯片实现。 (5) 用专用型DSP芯片实现。 本课程主要讨论数字信号处理的软硬件实现方法，即利用数字信号处理器(DSP芯片)，通过配置硬件和编程，实现所要求的数字信号处理任务。 1.1.4 DSP系统的特点 (1) 精度高、抗干扰能力强，稳定性好。 (2) 编程方便、易于实现复杂算法(含自适应算法)。 (3) 可程控。 (4) 接口简单、方便。 (5) 集成方便。 1.2 可编程DSP芯片 1.2.1 DSP芯片的结构特点 1. 改进的哈佛结构 为了提高信号处理的效率，在哈佛结构的基础上，又加以改进，使得程序代码和数据存储空间之间也可以进行数据的传送，称为改进的哈佛结构。 2. 多总线结构 许多DSP芯片内部都采用多总线结构，这样可以保证在一个机器周期内可以多次访问程序空间和数据空间。对DSP来说，内部总线是十分重要的资源，总线越多，可以完成的功能就越复杂。 3. 流水线技术(pipeline) DSP处理器所采用的将程序存储空间和数据存储空间的地址与数据总线分开的哈佛结构，为采用流水线技术提供了很大的方便。 4. 多处理单元 DSP内部一般都包括多个处理单元，它们可以在一个指令周期内同时进行运算。DSP的这种多处理单元结构，特别适用于大量乘加操作的矩阵运算、滤波、FFT、Viterbi译码等。 5. 特殊的DSP指令 为了更好地满足数字信号处理应用的需要，在DSP的指令系统中，设计了一些特殊的DSP指令。如， FIRS和LMS指令，专门用于系数对称的FIR滤波器和LMS算法。 6. 指令周期短 随着集成电路工艺的发展，DSP广泛采用亚微米CMOS制造工艺，其运行速度越来越快。TMS320C54其运行速度可达100MIPS。TMS320C6203的时钟为300MHz，运行速度达到2400MIPS。 7. 运算精度高 早期DSP的字长为8位，后来逐步提高到16位、24位、32位。为防止运算过程中溢出，有的累加器达到40位。 8. 丰富的外设 新一代DSP片内具有主机接口(HPI)，直接存储器访问控制器(DMAC)，外部存储器扩展口，串行通信口，中断处理器，定时器，锁相环时钟产生器以及实现在片仿真符合IEEE 1149.1标准的测绘访问口，更易于完成系统设计。 9. 功耗低 许多DSP芯片都可以工作在省电方式，使系统功耗降低。DSP芯片只有0.1W，可用电池供电。 DSP是一种特殊的微处理器，不仅具有可编程性，而且其实时运行速度远远超过通用微处理器。其特殊的内部结构、强大的信息处理能力及较高的运行速度，是