DSP技术 第1章 绪论.pptVIP

* * A/D转换器：抽样、量化、编码，抽样定理，带限滤波 D/A转换器：D/A转换，低通滤波 * * * * 灵活性高：当模拟系统的功能改变，或元件参数需要调整时，则必须重新进行系统设计，然后重新装配和调试。对于以DSP处理器为核心的数字处理系统而言，硬件平台可以不改变，只通过改变软件设计来调整和执行各种各样的数字信号处理任务。 可靠性强，表现在以下两个方面： 1、稳定性好：模拟电路中的电容、电阻、电感和运算放大器等器件都会随着环境的改变而改变，导致模拟系统的性能也发生改变。数字系统的稳定性好，受时间和环境的影响小。 2、抗干扰能力强：信号在传输和处理过程中，容易受到噪声等干扰。数字系统抗干扰性能大大优于模拟信号。以0和1所表征的数字信号也会受到噪声的干扰，但只要能正确地识别0和1，并将其再生，则可完全消除噪声的影响。如果是模拟系统，输入受到相同的干扰，输出会发生很大的变化。 * * DSP能快速、高效、实时完成处理任务。 * * 定点DSP芯片和浮点DSP芯片：所谓定点浮点指DSP里面运算的数据的小数点位置是固定的还是浮动的。实际用的更多的还是定点DSP,处理一般的数据运算足够用了 * * 冯.诺依曼(Von Neumann)指出：程序只是一种（特殊）的数据，它可以像数据一样被处理，因此可以和数据一起被存储在同一个存储器中——这就是著名的冯.诺依曼原理。注意:数据总线和地址总线共用。 哈佛结构是一种并行体系结构，它的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。与两个存储器相对应的是系统的4条总线：程序的数据总线与地址总线，数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线允许在一个机器周期内同时获得指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），从而提高了执行速度，使数据的吞吐率提高了1倍。又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中，因此取指和执行能完全重叠。CPU首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。 ?? ??? 冯氏结构与哈佛结构的区别应该在存储器的空间分别上，哈佛结构的数据区和代码区是分开的，它们即使地址相同，但空间也是不同的，主要表现在数据不能够当作代码来运行。哈佛结构与冯·诺依曼结构的最大区别在于冯·诺依曼结构的计算机采用代码与数据的统一编址，而哈佛结构是独立编址的，代码空间与数据空间完全分开。 ?冯·诺伊曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同 哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令存储和数据存储分开，可以使指令和数据有不同的数据宽度 在通用计算机系统中，应用软件的多样性使得计算机要不断地变化所执行的代码的内容，并且频繁地对数据与代码占有的存储器进行重新分配，这种情况下，冯·诺依曼结构占有绝对优势，因为统一编址可以最大限度地利用资源，而哈佛结构的计算机若应用于这种情形下则会对存储器资源产生理论上最大可达50%的浪费，这显然是不合理的。 那是为什么说哈佛结构有优势呢？嵌入式计算机在工作时与通用计算机有着一些区别：嵌入式计算机在工作期间的绝大部分时间是无人值守的，而通用计算机工作期间一般是有人操作的；嵌入式计算机的故障可能会导致灾难性的后果，而通用计算机一般就是死死机，重新启动即可。这两点决定了对嵌入式计算机的一个基本要求：可靠性。 相对于冯·诺依曼结构，哈佛结构更加适合于那些程序固化、任务相对简单的控制系统。 哈佛结构采用数据存储器与程序代码存储器分开，各自有自己的数据总线与地址总线。但这是需要CPU提供大量的数据线，因而很少使用哈佛结构作为CPU外部构架来使用。但是对于 CPU内部，通过使用不同的数据和指令cache，可以有效的提高指令执行的效率，因而目前大部分计算机体系都是CPU内部的哈弗结构+CPU外部的冯·诺伊曼的结构 * * * * * * * * * * 不同的处理器会有不同的流水线划分。在TI C6000 DSP中，所有指令的执行都可分为Fetch（取指）、Decode（译码）、Execute（执行）3个大的步骤，每个大的步骤又可以细分为一些小的步骤。 * * * * * * 算术逻辑单元(arithmetic and logic unit) 是能实现多组算术运算和逻辑运算的组合逻辑电路，简称ALU。 是中央处理器(CPU)的执行