DSP技术介绍

---- 工业自动化知识之DSP篇

编者按]： 数字信号处理是一种将现实世界中的真实信号(专业术语称之为连续信号)转换为计算机能够处理的信息的过程。比如人们说话的声音，这就是一个连续信号,除此之外，现实生活中还有很多这样的信号，比如光、压力、温度等等。这些信号通过一个模拟向数字的转换过程(称之为AD)，变成数字信号送给处理器，进行数字计算，处理结束后，再把结果通过数字向模拟的转换过程重新变成连续信号(称之为DA)。用一般的通用微处理器可以完成这些工作，但是面临的问题是满足如此高的计算速度，就很难保证耗电量很低，更难保证价格足够便宜。因此，另一种微处理器应运而生：数字信号处理器，简称DSP。

DSP简介 数字信号处理器(DSP)主要针对代表连续信号的数字进行数学运算，以得到相应的处理结果。这种数学运算是以快速叶变换(FFT)为基础，对数字信号进行实时处理。近二十年来，由于集成电路技术的高速发展，使得用硬件来实现各种数字滤波和快速傅立叶变换成为可能，从而使DSP得到了极其迅速的发展和广泛的应用。在数字化的世界和互联网的时代，DSP变得越来越重要，可以说是无处不在。 DSP最基本的特征是： 1）能够在一个指令周期内实现一次或多次乘法累加（MAC）运算。所以，在DSP中集成了多个乘法累加运算单元，可以进行并行乘法累加运算。 2）能够在一个指令周期内完成对存储器的多次读取。所以，在DSP中集成了多个片内总线和多端口片内存储器。 3）为了加快处理器中的运算，在DSP中集成了多个地址产生单元，以支持循环寻址和位翻转寻址。 4）处理器中的运算大多是重复的运算，为了方便使用，大部分DSP都支持这种重复运算，而不用额外编写重复运算的指令。 5）大部分DSP都提供多个串行或并行I/O接口，以及特别I/O接口来处理特殊的数据，以降低成本和提高输出/输入性能。 [详细] DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器具，其主机应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。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。 当然，与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。 DSP编程 DSP烧写方法 1、TMS320LF24xx, TMS320LF28xx： DSP芯片凭其优异的性能在高速计算领域有着巨大的应用前利用CCS里面自带的flash burn插件，很容易烧写。 景。但其应用所涉及的知识非常庞杂。以TI公司320C54X系列不必专门编程，只要输入.out文件即可。 为蓝本进行提纯，当程序调不通不知该从何处下手时，此文也许2、TMS320C5x 会有所帮助。这些关键点有些是TMS320C5409所触有而有些是与需要自己手工编写BootLoader程序，和烧写flash的程序，有点DSP所共有的。 麻烦。 1 McBSP(Multichannel Buffered Serial 利用CCS装载烧写flash的程序，运行之，写入flash中。 Port)串口利用DMA中的多帧（Multi-Frame）方式通信的中断处3、TMS320C62xx（除了C6211) 理 2 关闭DMA与关闭McBSP的区别 3 McBSP串口配置的关键时序 4 汇编语言程序中的变量 5 ST1寄存器中CPL位的影响 6 指令的歧义 7 汇编与C语言混合编程的关键问题 7.1 C程序变量与汇编程序变量的共用 7.2 程序入口问题 7.3 移位问题 7.4 堆栈问题 7.5 程序跑飞问题 8 命令文件的编写 9 BOOtload问题 [详细查看《DSP编程问题》] DSP相关文章： DSP开发100问 C54X C编译器的特点 数字信号处理(DSP)应用系统中的低功耗设计 DSP应用领域 Forward Concepts公司发表的一份报告显示，2001年全部可编程DSP销售额中通信应用部分占2/3，在2001年的全部DSP营收中，无线应用部分占55%，计算机及外设占12%，有线部分11%，消费类应用7%，汽车应用2.4%，多用途及其它占12.5%。 2002年上半年无线市场的DSP出货量上升了15%，这使得无线领域占DSP市场的份额增长到了创纪录的60%；对汽车市场的DSP出货量比2001年大幅上升了66%，汽车市场在DSP市场中所占的比重已从去年的2.5%上升到今年的3.5%。在计算机和外设市场，到2002年上半年为止，DSP对该市场的出货量下降了约18%。多用途市场比2001年同期下降了近26%，现在约占DSP市场的11.4%。 DSP应用文章： C55x系列DSP在基带信号处理中的应用与实现 DMA在实时图像处理中的应用 DSP56F80x及其在电机控制中的应用 3G时代的DSP技术应用 DSP数字信号处理器在科里奥质量流量计上的应用 DSP在广播技术中的应用 DSP在通信中的应用 DSP在线阵CCD测量系统中的应用 需要自己手工编写BootLoader程序，和烧写flash的程序，非常麻烦。 关于怎样编写C62xx的BootLoader程序，凡是我能找到的国内的论文，都是错误的，纯粹为了骗学位。 利用CCS装载烧写flash的程序，运行之，写入flash中。 4、TMS320C64xx(包括C6211） 需要自己手工编写BootLoader程序，和烧写flash的程序，比较麻烦。不过还好，能找到国内的高手请教。 利用CCS装载烧写flash的程序，运行之，写入flash中 DSP选型问题 DSP系统的设计过程 DSP芯片开发和产品应用 DSP市场及发展趋势 DSP是目前电子工业领域增长最迅速的产品之一，据世界半导体贸易统计组织(WSTS)发布的统计和预测报告显示，1996~2005年，全球DSP市场将一直保持稳步增长，其中，2000年的增长率为37%，2001年为8%，并且从2001年到2005年，增长率将逐年递增，2005年的增长率将达34%。因此，全球DSP市场的前景非常广阔，DSP产业将成为21世纪最具发展潜力的朝阳产业。 未来10年，全球DSP产品将向着高性能、低功耗、加强融合和拓展多种应用的趋势发展，DSP芯片将越来越多地渗透到各种电子产品当中，成为各种电子产品尤其是通信类电子产品的技术核心，将会越来越受到业界的青睐。据TI预测，到2010年，DSP芯片的集成度将会增加11倍，在单个芯片内将能集成5亿只晶体管。目前DSP的生产工艺已开始从0.35mm转向0.25mm、0.18mm，预计到2005年，DSP芯片的工艺将达到0.075mm的更高水平，届时，将能够在一块仅有拇指大小的单个芯片上集成8个DSP内核。ADI公司副总裁Ben Naskar指出:\"面对新世纪的网络产品、消费类电子产品以有无线通信等领域不断涌现的新应用，DSP产品在不断地提高性能和增加功能的同时，正在不断地降低功耗和减小体积，以便适应市场的需求。\" 很明然，在可预见的一段时间内，无线应用仍将是可编程DSP市场的驱动引擎。不过，嵌入式DSP市场是一个更大的市场，我们将在后续的市场报告中予以讨论。DSP技术(无论何种形式)是你能够访问窄带、宽带或是无线互联网的唯一手段，它还是新兴的分组(IP)电话市场的关键。没有DSP就没有对互联网的访问，没有多媒体，也没有无线通信。因此，尽管遭遇了短期的市场挫折，DSP仍将是整个半导体工业的技术驱动力。 而国内发展DSP的厂商并不多，而主要的应用产品是DVD与无线电话等，因此国内DSP的产值并不高；而在产品应用上，目前重要的DSP应用产品，如行动电话、调制解调器、HDD等个人计算机与通讯领域应用产品，都是采用国际大厂的DSP solution，因此国内厂商尚无插足的余地。 在未来的发展上，国内的业者如欲进入DSP领域，在目前这个垄断市场情况相当明显的情势之下，应避免与国际大厂在其擅长的领域正面交锋，若能另辟市场，选择利基产品切入，例如消费性电子产品市场，则尚有机会在DSP市场一搏，目前国内已有相当不错成绩的DVD产品即为一证明。 世界经济萧条和中国经济的持续发展使更多世界一流的跨国公司调整在中国的策略，中国市场已经成为世界一流的跨国公司DSP发展的关键因素。更大的原因是中国DSP市场占全球市场的比重越来越大，DSP厂商只有在中国市场上取得成功，才有望扩大其市场份额。[更多]