《dsp原理与应用》ppt课件

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1、DSP原理与应用第一章概述第二章DSP运算基础第三章DSP的CPU结构及存储器配置第四章寻址方式及指令系统第五章系统功能模块及片内外设第六章DSP设计开发平台第七章FFT的Matlab仿真第一章概述1、DSP数字信号处理系统低通滤波：将连续信号x（t）中的一些次要成分滤出。平滑滤波：滤出多余的高频分量，对时间域模拟信号起平滑作用。低通滤波ADCDSP平滑滤波DACx（t）y（t）2、DSP的发展和分类发展：1978年，AMI第一片DSP器件1979年，Intel的Intel2920是第一块脱离了通用型微处

2、理器结构的DSP芯片。1980年，NEC的μPD7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP芯片。1982年，Hitachi推出浮点DSP。1982年，TI推出第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品。1986年，Motorola推出MC56001定点DSP芯片；1990年推出与IEEE浮点格式兼容的浮点DSP芯片。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%Moto

3、rola：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：内部地址总线内部数据总线共享的程序和数据存储器CPU控制ALUⅡ、DSP的哈佛结构：地址发生单元数据地址总线程序地址总线程序存储器数据存储器DSP控制ALU数据总线程序总线②指令流水线Ⅰ、非流水线操作时钟周期123456789取指令NN+1N+2译码NN+1N+2执行NN+1N+2指令周期1指令周期2指令周期3Ⅱ、流水线操作：时钟周期123456789取指令NN+1N+2N+3N+4N+5…译码NN+1N

4、+2N+3N+4N+5…执行NN+1N+2N+3N+4N+5…指令周期1指令周期4开始…指令周期2开始指令周期5开始…指令周期3开始指令周期6开始…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

5、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。4、DSP的应用●数字信号处理，如滤波、FFT、卷积等；●通信，如调制解调、纠错编码、传真、可视电话等；●语音处理，如语音编码、语音合成、识别、语音存储等；●图形/图像处理，如模式识别、图像压缩与传输、动画、机器人视觉等；●仪器仪表，如数据采集、函数/波形产生等；●军事，如保密通信、全球定位、雷达与声纳信号处理、导航与制导等；●医疗，如核磁共振、自动治疗仪等。第二章DSP运算基础1、数的定标①TMS

6、320C/F240的字长为16。②数的定标：是设定小数点在不同位置，来表示不同大小和不同精度的小数。③Q表示法：将16位二进制数由最低有效位（LSB）到最高有效位（MSB）的位置依次排列为0~15，则Qi表示小数点在数据第i位之后。例如：Q0：表示小数点在数据第0位之后，即为一个整数。Q15：表示小数点在数据第15位之后。④Q表示法及其十进制数值范围：Q表示法十进制数值范围Q15-1≤x≤0.9999695Q14-2≤x≤1.9999390Q13-4≤x≤3.9998779Q12-8≤x≤7.999755

7、9Q7-256≤x≤255.9921875Q3-4096≤x≤4095.875Q2-8192≤x≤8191.75Q1-16384≤x≤16383.5Q0-32768≤x≤32767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+2-1

8、3+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=02-16小数2-232-8小数2-15202-1小数2-7S27指数213、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