DSP原理与应用第一章概述分类按DSP芯片处理的数据格式：定点、浮点按DSP芯片的用途：通用型：TI公司的系列DSP专用型：数字滤波、FFT等主要生产厂家TI：43.5%Agere(Lucent)：16.1%Motorola：12.0%ADI：8.2%3、DSP的性能及特点①哈佛结构Ⅰ、普通微处理器的冯·诺伊曼结构：Ⅱ、DSP的哈佛结构：②指令流水线Ⅰ、非流水线操作Ⅱ、流水线操作：③硬件乘法器在数字信号处理的算法中（如FFT），需要做大量的乘法和加法。显然，乘法速度越快，数据处理能力就越强。而在一般的微处理器中，根本就没有乘法指令，即使有乘法指令的处理器，其乘法指令的执行时间也较长。DSP器件一般都有一个硬件乘法器，而且一次乘累加最少可在一个时钟周期内完成。④特殊DSP指令DSP芯片采用了特殊的寻址方式和指令。例如TMS320系列的位反转寻址方式及其他一些特殊的指令。采用这些适合于数字信号处理的寻址方式和指令，能进一步减小数字信号处理的时间。第二章DSP运算基础④Q表示法及其十进制数值范围：例如:对Q15而言,其能表示的最小负值为:1000000000000000(补)1111111111111111(反)1,0000000000000000(原)=-1其能表示的最大正值为:0111111111111111=2-1+2-2+2-3+2-4+2-5+2-6+2-7+2-8+2-9+2-10+2-11+2-12+2-13+2-14+2-15=1-2-15=0.999969482421875对Q0同样如此.2、IEEE754浮点数表示法例如：10100100120.6=24(20+2-1+2-2+2-3+2-4+2-5+2-6+2-7+……+2-23)其指数=4+127=131小数=0100100……1S=03、定点数与浮点数的转换关系①转换公式:浮点数（x）转换为定点数（xd）：xd=int[x×2Q]定点数（xd）转换为浮点数（x）：x=float[xd×2-Q]举例：浮点数x=0.4，定标Q=15，则对应的定点数为:xd=int[x×2Q]=int[0.4×215]=13107反之,一个Q15表示的定点数13107对应的浮点数为:x=float[xd×2-Q]=float[13107×2-15]=0.3999939②Q数值的确定:设系统中变量表示的数据最大绝对值为|max|，而且|max|小于或等于32767，由下式:2n-1≤|max|≤2n可得：Q=15-n举例：某变量取值范围为-7到15，则变量的|max|=15，n=4，则Q=15-4=11。4、定点数的算术运算①加减法：注意：Ⅰ、必须保证两个操作数的定标值一样。Ⅱ、若两个数据的Q值不同，在保证数据准确性的前提下调整Q值使数据精度最高，即尽量将Q值小的数调整为与另一个数的Q值一样大。Ⅲ、注意对溢出的判断和处理。举例：x=0.4，y=0.2，计算x+y根据分析，采用Q15表示两个数据可以得到最高精度的运算，x、y的Q15定点表示分别为：xd=13107，yd=6553。xd+yd=13107+6553=19660结果转化为浮点数为：19960×2-15=0.5999756≈0.6②定点数的乘法分三种情况：Ⅰ、小数乘小数（数用Q15表示）Q15×Q15=Q30，32位的乘积结果有两个符号位，利用移位操作得到乘积结果的Q31表示。举例：0.5×0.5=0.25操作数用Q15表示为：0.5×215=16384=0100000000000000B0.100000000000000×0.100000000000000=00.010000000000000000000000000000将结果左移一位得到乘积结果的Q31表示为：0.0100000000000000000000000000000=20000000H表示的浮点数即为：0.25Ⅱ、整数乘整数（数用Q0表示）Q0×Q0=Q0举例：13×5=65操作数用Q0表示为：13=0000000000001101B5=0000000000000101B0000000000001101×0000000000000101=00000000000000000000000001000001=00000041H表示的浮点数即为：65Ⅲ、混合表示法在对精度和数据范围要求都比较高的情况下，两个数可以采用介于Q15与Q0之间的不同的Q表示法。举例：设参与运算的两个数x和y的数值范围分