第一章DSP運用應用技術基本概述

1、第一章DSP運用應用技術基本概述2 第一節(jié)第一節(jié) DSPDSP芯片技術的發(fā)展芯片技術的發(fā)展 第二節(jié)第二節(jié) DSPDSP芯片的選擇與應用領域芯片的選擇與應用領域 3第一節(jié)第一節(jié) DSPDSP芯片技術的發(fā)展芯片技術的發(fā)展19781978年，年，AMIAMI公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的S2811S2811；19791979年美國年美國IntelIntel公司的商用可編程器件公司的商用可編程器件29202920；這兩種是這兩種是DSPDSP芯片的一個主要里程碑。芯片的一個主要里程碑。特點：沒有現(xiàn)代特點：沒有現(xiàn)代DSPDSP芯片所必須有的單周期芯片所必須有的單周期乘法器。乘法器。19801980年，日本年，日本

2、NECNEC公司推出公司推出PD7720PD7720。特點：是第一片具有乘法器的商用特點：是第一片具有乘法器的商用DSPDSP芯片。芯片。419821982年，美國德州儀器公司（年，美國德州儀器公司（Texas Texas InstrumentsInstrumentsTITI）推出第一代）推出第一代DSP DSP TMS320010TMS320010及其系列產(chǎn)品，目前已發(fā)展到及其系列產(chǎn)品，目前已發(fā)展到第六代。第六代。TITI公司的系列公司的系列DSPDSP產(chǎn)品已經(jīng)成為了當今產(chǎn)品已經(jīng)成為了當今世界最有影響的世界最有影響的DSPDSP芯片，其芯片，其DSPDSP市場占有市場占有量占全世界份額的近量

3、占全世界份額的近50%50%，成為世界上最，成為世界上最大的大的DSPDSP芯片供應商。芯片供應商。519821982年，日本東芝公司推出浮點年，日本東芝公司推出浮點DSPDSP芯片。芯片。 19841984年，年，AT&TAT&T公司推出公司推出DSP32DSP32，是較早的，是較早的具備較高性能的浮點具備較高性能的浮點DSPDSP芯片。芯片。19861986年，年，MotorolaMotorola公司推出了定點公司推出了定點DSP DSP MC56001MC56001。19901990年，推出了與年，推出了與IEEEIEEE浮點格式兼浮點格式兼容的浮點容的浮點DSPDSP芯

4、片芯片MC96002MC96002。美國模擬器件公司（美國模擬器件公司（Analog DevicesAnalog DevicesADAD）相繼推出了定點相繼推出了定點DSPDSP芯片芯片ADSP21xxADSP21xx系列，浮點系列，浮點DSPDSP芯片芯片ADSP210 xxADSP210 xx系列。系列。62020多年來，多年來，DSPDSP芯片得到了迅猛芯片得到了迅猛發(fā)展，主要體現(xiàn)在如下方面：發(fā)展，主要體現(xiàn)在如下方面：1. 1. 在生產(chǎn)工藝上在生產(chǎn)工藝上 采用采用1 1m m以下的以下的CMOSCMOS制制造工藝技術和砷化鎵集成電路制造技術，造工藝技術和砷化鎵集成電路制造技術，使集成度更

5、高，功耗更低，從而使高頻、使集成度更高，功耗更低，從而使高頻、高速的高速的DSPDSP處理器得到更大的發(fā)展。處理器得到更大的發(fā)展。2.2.基本結(jié)構上基本結(jié)構上 以以RISCRISC結(jié)構、單片并行計結(jié)構、單片并行計算機結(jié)構為主導，脈沖陣列和數(shù)據(jù)流陣列算機結(jié)構為主導，脈沖陣列和數(shù)據(jù)流陣列也將成為并行處理器的主要體系結(jié)構。設也將成為并行處理器的主要體系結(jié)構。設計、測試簡單，易模塊化，易于實現(xiàn)流水計、測試簡單，易模塊化，易于實現(xiàn)流水線操作和多處理器結(jié)構。線操作和多處理器結(jié)構。 73. 3. 模擬模擬/ /數(shù)字混合上數(shù)字混合上 集濾波、集濾波、A/DA/D、D/AD/A及及DSPDSP處理于一體，將成為

6、處理于一體，將成為DSPDSP發(fā)展的主要方向，發(fā)展的主要方向，是是DSPDSP廠商的主要增長點。廠商的主要增長點。4. DSP4. DSP技術與技術與ASICASIC技術融合上技術融合上 在在DSPDSP芯片中芯片中嵌入嵌入ASICASIC模塊，進一步擴大模塊，進一步擴大DSPDSP邏輯控制功能。邏輯控制功能。5. 5. 代碼兼容性上代碼兼容性上 將推出更新的、更強大的將推出更新的、更強大的優(yōu)化優(yōu)化C C編譯器來適應不同型號的編譯器來適應不同型號的DSPDSP代碼生成，代碼生成，各種各種DSPDSP的開發(fā)、加速、并行處理插件板也將的開發(fā)、加速、并行處理插件板也將大量涌現(xiàn)。大量涌現(xiàn)。8第二節(jié)第二

7、節(jié) DSPDSP芯片的選擇芯片的選擇設計設計DSPDSP應用系統(tǒng)，選擇應用系統(tǒng)，選擇DSPDSP芯片是非常芯片是非常重要的一個環(huán)節(jié)。重要的一個環(huán)節(jié)。只有選定了只有選定了DSPDSP芯片才能進一步設計其外芯片才能進一步設計其外圍電路及系統(tǒng)的其它電路。圍電路及系統(tǒng)的其它電路。選擇原則：根據(jù)實際應用系統(tǒng)需要、應選擇原則：根據(jù)實際應用系統(tǒng)需要、應用場合、目的，選擇滿足所需功能、成本低、用場合、目的，選擇滿足所需功能、成本低、耗電小、使用方便、有技術支持、升級方便耗電小、使用方便、有技術支持、升級方便的芯片。的芯片。9TMS320C5000最低功耗平臺最佳控制平臺TMS320C2000最優(yōu)處理平臺TMS

8、320C6000 TI公司常用的公司常用的DSP芯片可以歸納為芯片可以歸納為三大系列：三大系列：10（1 1）TMS320C2000TMS320C2000系列，稱為系列，稱為DSPDSP控制器，集成控制器，集成了了flashflash存儲器、高速存儲器、高速A/DA/D轉(zhuǎn)換器以及可靠的轉(zhuǎn)換器以及可靠的CANCAN模模塊及數(shù)字馬達控制的外圍模塊，適用于三相電動機、塊及數(shù)字馬達控制的外圍模塊，適用于三相電動機、變頻器等高速實時工控產(chǎn)品等需要數(shù)字化的控制領變頻器等高速實時工控產(chǎn)品等需要數(shù)字化的控制領域。域。（2 2）TMS320C5000TMS320C5000系列，這是系列，這是1616位定點位定點

9、DSPDSP。主。主要用于通信領域，如要用于通信領域，如IP IP 機和機和IP IP 網(wǎng)關、數(shù)字式網(wǎng)關、數(shù)字式助聽器、便攜式聲音助聽器、便攜式聲音/ /數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/ /視頻產(chǎn)品、調(diào)制解調(diào)器、視頻產(chǎn)品、調(diào)制解調(diào)器、手機和移動手機和移動 基站、語音服務器、數(shù)字無線電、基站、語音服務器、數(shù)字無線電、小型辦公室和家庭辦公室的語音和數(shù)據(jù)系統(tǒng)。小型辦公室和家庭辦公室的語音和數(shù)據(jù)系統(tǒng)。11（3 3）TMS320C6000TMS320C6000系列系列DSP DSP 采用新的超采用新的超長指令字結(jié)構設計芯片。其中長指令字結(jié)構設計芯片。其中20002000年以后推年以后推出的出的C64xC64x，在時鐘頻率為，

10、在時鐘頻率為1.1GHz1.1GHz時，可達到時，可達到8800MIPS8800MIPS以上，即每秒執(zhí)行以上，即每秒執(zhí)行9090億條指令。其億條指令。其主要應用領域為：主要應用領域為：1 1）數(shù)字通信）數(shù)字通信 完成完成FFTFFT、信道和噪聲估、信道和噪聲估計、信道糾錯、干擾估計和檢測等。計、信道糾錯、干擾估計和檢測等。2 2）圖像處理）圖像處理 完成圖像壓縮、圖像傳輸、完成圖像壓縮、圖像傳輸、模式及光學特性識別、加密模式及光學特性識別、加密/ /解密、圖像增解密、圖像增強等。強等。12二、二、DSPDSP芯片的主要應用領域芯片的主要應用領域 目前目前DSPDSP的應用主要包括如下方面：的應

11、用主要包括如下方面： （1 1）信號處理）信號處理 如數(shù)字濾波、自適應如數(shù)字濾波、自適應濾波、快速傅里葉變換、希爾伯特變換、濾波、快速傅里葉變換、希爾伯特變換、小波變換、相關運算、譜分析、卷積、小波變換、相關運算、譜分析、卷積、模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等。模式匹配、加窗、波形產(chǎn)生等。13（2 2）通信）通信 如調(diào)制解調(diào)器、自適應均如調(diào)制解調(diào)器、自適應均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回波抵消衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回波抵消、多路復用、多路復用、 、擴頻通信、糾錯編、擴頻通信、糾錯編碼、可視碼、可視 、個人通信系統(tǒng)、移動通、個人通信系統(tǒng)、移動通信、個人數(shù)字助手（信、個人數(shù)字助手（PDAPDA）、）、X.

12、25X.25分組分組交換開關等。交換開關等。（3 3）語音）語音 如語音編碼、語音合成、如語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、說話人辨認、語音識別、語音增強、說話人辨認、說話人確認、語音郵件、語音存儲、說話人確認、語音郵件、語音存儲、揚聲器檢驗、文本轉(zhuǎn)語音等。揚聲器檢驗、文本轉(zhuǎn)語音等。14（4 4）軍事）軍事 如保密通信、雷達處理、如保密通信、雷達處理、聲納處理、圖像處理、射頻調(diào)制解調(diào)聲納處理、圖像處理、射頻調(diào)制解調(diào)、導航、導彈制導等。、導航、導彈制導等。（5 5）圖形與圖像）圖形與圖像 如二維和三維圖形如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強、處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強、動畫與數(shù)字地圖、機器人視覺、模式動畫與數(shù)字地圖、機器人視覺、模式識別、工作站等。識別、工作站等。（6 6）儀器儀表）儀器儀表 如頻譜分析、函數(shù)發(fā)如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理、數(shù)字濾波、生、鎖相環(huán)、地震處理、數(shù)字濾波、模式匹配、暫態(tài)分析等。模式匹配、暫態(tài)分析等。15（7）自動控制）自動控制 如引擎控制、聲控、機如引擎控制、聲控、機器人控制、磁盤控制器、激光打印機控制器人控制、磁盤控制器、激光打印機控制、電動機控制等。、電動機控制等。（8）醫(yī)療）醫(yī)療 助聽器、超聲設備、診斷工具助聽器、超聲設備、診斷工具、病人監(jiān)護、胎兒監(jiān)控、修復手術等。