DSP及其应用

1第 1章DSP及 其 应 用 概 述第 1章DSP及 其 应 用 概 述1.1 什么是DSP1.2 DSP分类及应用1.3 DSP系统的开发过程习题第 1章DSP及 其 应 用 概 述1.1 什么是DSP DSP从字面上来说即为“数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)”，也就是说将现实世界的模拟信号转换成数字信号，再用数学的方法来处理此数字信号，得到相应的结果。经典的数字信号处理有时域的信号滤波(如IIR、FIR)和频域的频谱分析(如FFT)。IIR、FIR和FFT归根结底为ΣAi×Xi，即乘加运算。“数字信号处理”的关键在于研发一种处理器，对这种处理器从结构上进行优化，使其更适合于乘加运算，从而高速实现IIR、FIR和FFT等数字信号处理。第 1章DSP及 其 应 用 概 述美国TI公司从20世纪80年代初推出了第一款数字信号处理器TMS32010后，由此引发了一场"数字信号处理"革命。我们现在所说的DSP实际是指“数字信号处理器”，它是一种特别适合于进行数字信号处理的微处理器。它强调运算处理的实时性，因此除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制功能外，主要针对实时数字信号处理，在处理器结构、指令系统和数据流程上做了大的改动。其特点如下：(1) DSP芯片采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构及改进的哈佛结构，因此比传统处理器的冯·诺依曼结构具有更高的指令执行速度。第 1章DSP及 其 应 用 概 述(2) DSP芯片大多采用流水技术，即每条指令都由片内多个功能单元分别完成取指、译码、取数和执行等多个步骤，从而在不提高时钟频率的条件下减少了每条指令的执行时间。(3) 片内有多条总线可以同时进行取指令和多个数据存取操作，并且有辅助寄存器用于寻址，它们可以在寻址访问前或访问后自动修改内容，以指向下一个要访问的地址。(4) DSP芯片大多带有DMA通道控制器和串行通信口等，配合片内总线结构，数据块传送速度会大大提高。第 1章DSP及 其 应 用 概 述(5) 配有中断处理器和定时控制器，可以方便地构成一个小规模系统。(6) 具有软、硬件等待功能，能与各种存取速度的存储器接口。(7) 针对滤波、相关和矩阵运算等需要大量乘法累加运算的特点，DSP芯片大多配有独立的乘法器和加法器，使得在同一时钟周期内可以完成乘、累加两个运算。(8) 低功耗，DSP一般为0.5～4 W，而采用低功耗技术的DSP芯片只有0.1 W，可用电池供电。第 1章DSP及 其 应 用 概 述正是DSP芯片的这些特点，使其运算速度要比通用微处理器(MPU)高。...