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DSP及相关概念1)DSP(DigitalSignalProcessing)----数字信号处理的理论和方法。2)DSP(DigitalSignalProcessor)----用于数字信号处理的可编程微处理器。DSP技术(DigitalSignalProcess)----是利用专门或通用数字信号处理芯片,通过数字计算的方法对信号进处理的方法与技术。DSP的实现方法…PC机软件实现。(C语言、MATLAB语言等)主要用于DSP算法的模拟与仿真,验证算法的正确性和性能。优点是灵活方便,缺点是速度较慢。…PC机+专用处理机。专用性强,应用受到很大的限制,不便于系统的独立运行。…通用单片机(51、96系列等)适用于简单的DSP算法,完成一些不太复杂的数字信号处理任务,如数字控制等。…专用DSP芯片。(特殊功能:如:FFT、数字滤波、卷积、相关等算法)这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现,应用在音频、视频、电机控制等领域,无须进行编程。处理速度极高,但专用性强,应用受到限制。..通用可编程DSP芯片。具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法,特点是灵活、速度快,可实时处理。DSP系统的特点(与模拟信号处理系统相比)☉接口简单、方便。电气特性简单,数据流采用标准协议。☉精度高、抗干扰能力强,稳定性好。仅受量化误差,有限字长影响,信噪比高,器件性能影响小。☉编程方便、易于实现复杂算法(含自适应算法)。DSP芯片提供高速计算平台,可实现复杂的信号处理。☉可程控。当系统的功能和性能发生改变时,不需要重新设计、装配、调试。如:数字滤波:低通、高通、带通…。软件无线电:不同工作模式电台通信。虚拟仪器:滤波器、频谱仪等。☉集成方便。因为DSP芯片内除DSP芯片还有一定的外围电路。可编程通用DSP芯片结构特点简介特殊的内部结构、强大的信息处理能力及较高的运行速度。(1)改进的哈佛结构(图)(2)多总线结构保证在一个机器周期内多次访问程序空间和数据空间。(3)流水线技术DSP处理器流水线技术是将各指令的各个步骤重叠起来执行,而不是一条指令执行完成之后,才开始执行下一条指令。(4)多处理单元DSP内部一般包括多个处理单元,如算术逻辑运算单元(ALU)、辅助寄存器运算单元(ARAU)、累加器(ACC)及硬件乘法器(MUL)等。它们可以在一个指令周期内同时进行运算。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)指令周期短、功能强(6)运算精度高(7)丰富的外设片内具有主机接口(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,锁相环时钟产生器测绘访问口(8)功耗低DSP芯片的分类(1)按用途分类通用型DSP芯片专用型DSP芯片(2)按数据格式分定点DSP浮点DSPTMS320C54x内部结构(3大块)(1)CPU:包括算术逻辑运算单元(ALU)、乘法器、累加器、移位寄存器、各种专门用途的寄存器、地址生成器及内部总线。(2)存储器系统:包括片内程序ROM、片内单访问的数据RAM和双访问的数据RAM、外接存储器接口。(3)片内外设与专用硬件电路:包括片内定时器、各种类型的串口、主机接口、片内锁相环(PLL)、时钟发生器及各种控制电路。总线结构TMS320C54X总线结构是围绕8组16比特总线建立的。☉一组程序总线PB:传送从程序存储器来的指令代码和立即数;☉三组数据总线(CB、DB):传送从数据存储器读出的操作数;(EB):传送写入到数据存储器中的数据;☉四组地址总线(PAB、CAB、DAB、EAB):传送执行指令所需的地址;中央处理单元(CPU)算术逻辑运算单元(ALU)、乘法器、累加器、移位寄存器!!!、T各种专门用途的寄存器、地址生成器及内部总线!!!比较、选择、存储单元!!!指数编码器CPU状态和控制寄存器C54xDSP有三个状态和控制寄存器:(1)状态寄存器0(ST0);(2)状态寄存器1(ST1);(3)处理器工作模式状态寄存器(PMST)。ST0和ST1中包含各种工作条件和工作方式的状态,PMST中包含存储器的设置状态及其他控制信息。运算部件(6个)(1)算术逻辑单元(ALU)功能:①C54X使用40bit的ALU和2个40bit累加器(A、B)完成二进制补码的算术运算:②ALU可完成布尔运算;③同时完成两个16bit运算(具有两个16位的ALU)(2)累加器(40位)功能:存放参加运算的数据或存放运算的结果(ALU或MAC)组成:三个部分(保护位作用:数据位余量,防止溢出,迭代运算)