最新DSP系统硬件设计ppt课件.ppt

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1、DSP系统硬件设计在第3章中，我们介绍了DSP软件开发的一般流程。而对于整体的DSP系统设计来说应该同时包括硬件设计和软件设计，图9-1所示是DSP系统设计的一般流程。1DSP系统的设计过程图9-1DSP系统设计的一般流程即在算法运算量大的地方，用手工编写的方法编写汇编语言，而运算量不大的地方则采用高级语言。采用这种方法，既可缩短软件开发的周期，提高程序的可读性和可移植性，又能满足系统实时运算的要求。　　第四步是进行硬件和软件的调试。软件的调试一般借助于DSP开发工具，如软件模拟器、DSP开发系统或

2、仿真器等。调试DSP算法时一般采用比较实时结果与模拟结果的方法，如果实时程序和模拟程序的输入相同，则两者的输出应该一致。应用系统的其他软件可以根据实际情况进行调试。硬件调试一般采用硬件仿真器进行调试，如果没有相应的硬件仿真器，且硬件系统不是十分复杂，也可以借助于一般的工具进行调试。第五步是将软件脱离开发系统而直接在应用系统上运行。当然，DSP系统的开发，特别是软件开发是一个需要反复进行的过程，虽然通过算法模拟基本上可以知道实时系统的性能，但实际上模拟环境不可能做到与实时系统环境完全一致，而且将模拟算法

3、移植到实时系统时必须考虑算法是否能够实时运行的问题。如果算法运算量太大不能在硬件上实时运行，则必须重新修改或简化算法。在DSP系统中信号的流程如图9-2所示。图中的输入信号可以有各种各样的形式，例如，它可以是麦克风输出的语音信号或是电话线来的已调数据信号，也可以是编码后在数字链路上传输或存储在计算机里的摄像机图像信号等。2DSP系统中信号的流程图9-2典型的DSP系统中信号的流程输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，为保证信息不丢失，抽样频率至

4、少必须是输入带限信号最高频率的2倍。　　DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作(MAC)。数字处理是DSP的关键，这与其他系统(如电话交换系统)有很大的不同。在交换系统中，处理器的作用是进行路由选择，它并不对输入数据进行修改，因此虽然两者都是实时系统，但两者的实时约束条件却有很大的不同。最后，经过处理后的数字样值再经D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。必须指出的是，上面

5、给出的DSP系统模型只是一个典型模型，并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。例如，语音识别系统在输出端并不是连续的波形，而是识别结果，如数字、文字等；有些输入信号本身就是数字信号，因此就不必进行模数变换了。3.1典型DSP系统的硬件组成一个典型的DSP系统硬件组成如图9-3所示。3DSP系统硬件设计图9-3典型的DSP系统硬件组成由图中可以看出典型的DSP系统由下列几个组成部分：　　(1)电源：为DSP及其他器件供电。与电源相关的有电源监视和系统监视。电源监视是指监测电源电压值，看是否符

6、合要求，当不符合要求时，产生复位信号；系统监视是监测系统是否正常工作，不正常时产生复位信号，一般有手动复位和看门狗电路复位等。这些均能提高整个系统的可靠性。　　(2)时钟：为需要时钟的器件提供满足要求的时钟信号。(3)存储器：用于存放程序、数据。存储器有两种接口类型，一种为异步存储器接口，如常见的SRAM、Flash、NvRAM等，MCU系统中均为这种存储器接口；另一种是同步存储器接口，同步存储器接口又可细分为同步静态存储器(如SBSRAM、ZBTSRAM)和同步动态存储器(如SDRAM，同步FIF

7、O等)，这样分类的原因是不同类型的存储器控制信号不同。同步存储器接口主要应用于C55X、C6000系列DSP中，实现高速、大容量存储。(4)模拟I/O：有通用A/D、D/A、音频Codec、视频编码器和解码器等。DSP与它们之间的接口，可以是并行方式，也可以是串行方式，根据实际情况而定。　　(5)数字I/O：有开关量的输入/输出、串口通信接口，如UART、CAN总线、USB等。DSP与它们之间的接口，也可以是并行方式或串行方式，视实际情况而定。　　(6)多处理器接口：当系统不仅有DSP还有其他处理

8、器时，二者之间需要通信，一般采用双口RAM进行，但现在新型的DSP器件中，一般都集成了HPI接口，即主处理器接口。通过HPI接口，主处理器可以访问DSP的所有存储空间，比采用双口RAM的方式速度更高、更方便，而且更便宜。某些DSP为了方便和PC机接口，还集成了PCI接口。(7)总线扩展：将DSP外部总线扩展至板外，实现模块化开发。但它会带来总线驱动、电平匹配和信号复用等问题。　　其中模拟I/O以及数字I/O在前面的章节中已经讲述，下面就其他部分来介绍D