数字信号处理DSP技术

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1、一、数字信号处理DSP技术TMS320C54X概述目录一.DSP技术概述1.DSP的含义2.DSP芯片的特点3.DSP芯片的应用二.TMS320系列DSP芯片介绍1.TMS320系列的基本结构2.TMS320系列的分类3.TMS320C54X的基本特点4.TMS320C54X的BOOT设计5.TMS320C54X的指令集6.编程中需注意的问题三.总结DSP技术概述DSP的含义DSP（DigitalSignalProcessing）也就是我们常说的数字信号处理，它是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进

2、行采集，变换，滤波，估值，增强，压缩，识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。DSP芯片就是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。DSP芯片的特点根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：1.在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；2.程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；3.片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；4.具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；5.快速的中断处理和硬件I/O支持；6.具有在单

3、周期内操作的多个硬件地址产生器；7.可以并行执行多个操作；8.支持流水线操作，使取指，译码和执行等操作可以重叠执行。DSP芯片的应用在近20年里，DSP芯片在信号处理，通信，雷达等许多领域得到广泛的应用。目前，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。它的应用主要有：1.信号处理---如数字滤波，快速傅立叶变换，相关运算，谱分析，卷积，模式匹配，加窗，波形产生等；2.通信---如调制解调器，自适应均衡，数据加密，数据压缩，回波抵消，多路复用，传真，扩频通信，纠错编码，可视电话等；3.

4、语音---如语音编码，语音合成，语音识别，语音增强，说话人辨认，说话人确认，语音邮件，语音存储等；4.图形/图像---如二维和三维图形处理，图像压缩与传输，图像增强，动画，机器人视觉等；5.军事---如保密通信，雷达处理，声纳处理，导航，导弹制导等；6.仪器仪表---如频谱分析，函数发生，锁相环，地震处理等；7.自动控制---如引擎控制，声控，自动驾驶，机器人控制，磁盘控制等；8.医疗---如助听，超声设备，诊断工具，病人监护等；9.家用电器---如高保真音响，音乐合成，音调控制，玩具与游戏，数字电话/电视

5、等。TMS320系列DSP芯片介绍目前世界上生产DSP芯片的公司主要有TI（德州仪器）公司，AD（美国模拟器件）公司，Technologics（朗讯技术）公司和Motorola（摩托罗拉）公司四大公司，而TI公司则是世界上最大的DSP芯片供应商。TMS320系列产品就是该公司的DSP产品。TMS320系列的基本结构1.哈佛结构。它不同于传统的冯.诺曼结构的并行体系结构，其主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，每个存储器独立编址，独立访问。系统中设计了程序总线和数据总线两条总线，从而使数据的吞吐率提高

6、了一倍。TMS320系列DSP芯片更在基本的哈佛结构上作了改进，一是允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令直接使用，增强了芯片的灵活性；二是指令存储在高速缓冲器中，当执行此指令时，不需要再从存储器中读取指令，节约了一个指令周期的时间；2.流水线操作。TMS320系列处理器的流水线深度从2-6级不等，也就是说，处理器可以并行处理2-6条指令，每条指令处于流水线上的不同阶段。例如在一个三级流水线操作中，取指，译码和执行操作可以独立地处理，这可使指令执行能够完全重叠。这样就增强了处理器的处理能力。3.专用的

7、硬件乘法器。在一般形式的FIR滤波器中，乘法是DSP的重要组成部分。在TMS320系列中，由于具有专用的硬件乘法器，乘法可以在一个指令周期内完成。这样可以大量降低FIR的计算时间。4.特殊的DSP指令。在TMS320系列中有一些特殊的DSP指令，它们在一个指令周期内用一条指令就可以实现普通需要几条指令才可以实现功能，如MAC指令，它可以在一个指令周期中完成一次乘法和一次加法运算。这样即节省了时间，又提高了编程的灵活性。5.快速的指令周期。目前TMS320系列处理器的指令周期已经达到了20ns以下，有的甚至达

8、到了几个ns，这使得DSP芯片能够实时实现许多DSP应用。TMS320系列的分类TMS320系列处理器主要分为三种：1.定点DSP芯片。它的数据是以定点格式工作的。如TMS320C1X，TMS320C2X/C2XX，TMS320C5X，TMS320C54X，TMS320C62X等几代产品。2.浮点DSP芯片。它的数据是以浮点格式工作的。如TMS320C3X，TMS320C4X，TMS320C67X等。3.多处理器