DSp学习-DSP技术及应用.pptx
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DSp学习-DSP技术及应用.pptx
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DSP技术及应用,什么是DSP?
DigitalSignalProcessing:
数字信号处理技术理论算法(信号卷积、FFT、FIR滤波、音视频编解码算法等)DigitalSignalProcessor:
数字信号处理器DSP芯片处理器课程可快速地实现各种数字信号处理算法不仅可编程,其实时运行速度远远超过通用的微处理器,DSP-数字信号处理器,类似于微处理器,一个计算系统的核心额外的用来加速复杂运算的外设:
硬件乘法器(MPY)算术运算单元(ALU)多总线访问机制实现2n次乘法/加法运算的硬件移位寄存器,典型的DSP算法,实时DSP系统,什么是实时性?
系统在有限的时间内对外部输入信号完成指定的处理,即信号处理的速度必须大于等于输入信号的更新速度且从信号输入到处理后输出地延迟必须足够小。
数字信号处理的实现方法:
在通用的计算机(PC机)上编程实现在通用计算机系统中加上专用的加速处理模块用通用单片机实现专用的DSP芯片实现通用的可编程DSP芯片实现,实时DSP系统,DSP芯片的分类,按数据格式分类:
定点DSP浮点DSP按芯片的用途分类:
通用型DSP芯片专用型DSP芯片,DSP芯片的特点,哈佛结构,冯诺依曼结构,哈佛结构,改进型哈佛结构,流水线操作,四级流水线操作,特殊的DSP指令采用硬件乘法器(DSP区别于通用处理器的重要标志)支持多种寻址方式(地址产生器与算术逻辑单元并行工作,提高了处理速度)高速的处理能力丰富的硬件配置(片上存储器、片内外设单元电路等,可构成一个嵌入式自封闭控制的处理系统),C2000DSP,以达到0.05mW/MIPs的最低功耗性能比而具有最长的电池寿命。
最佳的代码密度兼容C54xDSP软件,工作频率将达到1.1GHz最好的DSP编译器,便于使用兼容C62xDSP软件,可扩展性能达到400MIPs最佳的C/C+控制代码效率兼容C24xDSP软件,C5000DSP,C6000DSP,MotorControlDSP,PersonalDSP,BroadbandInfrastruc-tureDSP,TI公司主推的三大DSP系列,C2000系列DSP,子系列,C2xx子系列:
16位定点DSP、20MIPS代表器件:
TMS320F206PZC24x子系列:
16位定点DSP、20MIPS代表器件:
TMS320F240LF240xA子系列:
16位定点DSP、40MIPS代表器件:
TMS320LF2407AF28x子系列:
32位定点DSP、150MIPS代表器件:
TMS320F2812、TMS320F2810,OpticalNetworkingControloflaserdiode,TVscreenDeflectionofelectronbeamforsmallangleandsharpcornerTVscreen,Automotive-EPSBatteryoperatedprecisionforsteering,PrinterPrintheadcontrolPaperpathmotorcontrol,DigitalPowerSupplyProvidescontrol,sensing,PFC,andotherfunctions,“Segway”ManynewcoolApplicationtocome,TirePressureLowcostpressuresensingbasedontirerotationspeedmeasurement,C2000系列DSP,应用领域,下一步可能的应用.,互联网相关:
智能电冰箱等,高速,高密度磁盘驱动数字视频Internet服务器,高效的电动汽车,高精度的加工工艺,C5000系列DSP,子系列,C54x子系列:
16位定点DSP、100160MIPS,应用于低端产品代表器件:
TMS320VC5402、VC5409、VC5410、VC5416C55x子系列:
16位定点DSP、400MIPS,应用于高端产品代表器件:
TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54xARM7子系列:
主要应用于嵌入式系统中,如静态数码相机代表器件:
TMS320VC5470、VC5471、DSC21C55xARM9子系列:
主要应用于2G和3G手机中即OMAP平台:
OpenMultimediaApplicationsPlatform开放式多媒体应用平台代表器件:
OMAP5910,C5000系列DSP的应用,5000,C6000系列DSP,子系列,C62x子系列:
32位定点DSP、12002400MIPS代表器件:
TMS320C6211C67x子系列:
32位浮点DSP、12001800MIPS,9001350MFLOPS代表器件:
TMS320C6711、C6712、C6713C64x子系列:
32位定点DSP,40005760MIPS代表器件:
TMS320C6414、C6415、C6416,C6000系列DSP的应用,6000,TI公司DSP芯片的命名规则,DSP芯片的应用,
(1)信号处理如数字滤波、自适应滤波、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)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/视等。
DSP的应用正在日益发展,PDA,巡航导弹,移动通信系统,80%的手机采用了TI的DSPCore,还可以举出很多例子,医院用的B超、CT、核磁共振,卫星遥感遥测,天气预报、地震预报、地震探矿,风洞试验,数字化士兵、数字化战争,.,DSP的应用领域取决于设计者的想象空间,作业一,一填空题1累加器A分为三个部分,分别为;。
2TMS320VC5402型DSP的内部采用条位的多总线结构。
3TMS320VC5402型DSP采用总线结构对程序存储器和数据存储器进行控制。
4TMS329VC5402型DSP有个辅助工作寄存器。
5DSP处理器TMS320VC5402中DARAM的容量是6TI公司的DSP处理器TMS320VC5402PGE100有_个定时器。
7在链接器命令文件中,PAGE通常指_存储空间。
8C54x的中断系统的中断源分为__中断和__中断。
9TI公司DSP处理器的软件开发环境是_。
10DSP处理器TMS320VC5402外部有_根地址线。
二判断题1MEMORY伪指令用来指定链接器将输入段组合成输出段方式,以及输出段在存储器中的位置。
()2TMS320C54XDSP汇编语言源程序中,标号是可选项,若使用标号,则标号必须从第一列开始()3DSP处理器的中断请求可以由软件产生。
()4DSP处理器TMS320VC5402的供电电压为5V。
()5DSP的工作频率只能是外部晶体振荡器的频率()6哈佛结构的特点是数据总线和程序总线分开()7DSP和MCU属于软件可编程微处理器,用软件实现数据处理;而不带CPU软核的FPGA属于硬件可编程器件,用硬件实现数据处理。
()8TMS320C54XDSP是浮点型处理器。
()9TMS320C54XDSP的汇编语言中有除法指令。
()10TMS320VC5402型DSP内部有8K字的ROM,用于存放自举引导程序、u律和A律扩展表、sin函数表以及中断向量表。
(),三程序阅读题1.阅读下面的程序,回答问题。
.bssx,8LD#0001H,16,BSTM#7,BRCSTM#x,AR4RPTBnext-1ADD*AR4,16,B,ASTHA,*AR4+next:
LD#0,B问题:
(1)寄存器“BRC”的功能是什么?
(2)汇编语句“ADD*AR4,16,B,A”执行了多少次?
(3)执行语句“LD#0001H,16,B”后,累加器B的内容是多少?
1
(1)寄存器“BRC”的功能是暂存块循环的次数
(2)8次(3)B=0x0100H;,2.阅读下面的程序:
.mmregsDAT0.SET60HDAT1.SET61HDAT2.SET62HDAT3.SET63Hadd3.macroP1,P2,P3,ADDRPLDP1,AADDP2,AADDP3,ASTLA,ADDRP.endmST#0034h,DAT0ST#0243h,DAT1ST#1230h,DAT2ADD3DAT0,DAT1,DAT2,DAT3问题:
(1)语句“.mmregs”的含义。
(2)语句“ADD3DAT0,DAT1,DAT2,DAT3”是一条什么类型的语句?
作用是什么?
(3)执行此段程序后,存储单元(DAT3)的运行结果多少?
2
(1)定义存储器映像寄存器的符号名称。
(2)宏调用。
执行三个数相加。
(3)14a7H,3阅读下面的程序片断,写出运行结果.mmregsDAT0.SET60HLD#004h,DPST#0345h,DAT0STM#0002h,TMPYDAT0,ANOP问题:
(1)寄存器T的作用是什么?
(2)执行“MPYDAT0,A”后,累加器A的内容是什么?
3答:
寄存器T的作用是暂存被乘数,累加器A的内容为0x68A或68Ah,四简答题1.数字信号处理技术及算法在工程实践中常见的实现方法有哪些?
1.答:
数字信号处理技术及算法在工程实践中常见的实现方法有:
在通用计算机(PC机)上用软件(如Fortran、C语言)实现在通用计算机系统中加入专用的加速处理机实现用单片机实现用通用的可编程DSP芯片实现用专用的DSP芯片实现,可用在要求信号处理速度极快的特殊场合,如专用于FFT、数字滤波、卷积、相关算法的DSP芯片用基于通用DSP核的ASIC芯片实现。
2.简述冯诺依曼结构、哈佛结构和改进的哈佛结构之间的区别。
2.答:
冯诺伊曼(VonNeuman)结构采用单存储空间,即程序指令和数据共用一个存储空间,使用单一的地址和数据总线,取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。
当进行高速运算时,不但不能同时进行取指令和取操作数,而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象,其工作速度较慢。
哈佛(Harvard)结构采用双存储空间,程序存储器和数据存储器分开,有各自独立的程序总线和数据总线,可独立编址和独立访问,可对程序和数据进行独立传输,使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成,大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度,非常适合于实时的数字信号处理。
改进型的哈佛结构是采用双存储空间和数条总线,即一条程序总线和多条数据总线。
允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据,使这些数据可以由算术运算指令直接调用,增强芯片的灵活性;提供了存储指令的高速缓冲器(cache)和相应的指令,当重复执行这些指令时,只需读入一次就可连续使用,不需要再次从程序存储器中读出,从而减少了指令执行作需要的时间。
3.简述链接命令文件(cmd文件)的功能。
3.答:
链接命令文件(cmd文件)指定存储器的结构和段的定位,有MEMORY和SECTIONS两条指令。
MEMORY伪指令用来定义目标系统的存储器配置空间,包括对存储器各部分命名,以及规定它们的起始地址和长度。
SECTIONS伪指令用来指定链接器将输入段组合成输出段方式,以及输出段在存储器中的位置,也可用于指定子段。
4.简述DSP处理器中断系统分为几种中断,如何清除中断标志?
4.答:
硬件中断:
由片外管脚和
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- DSp 学习 技术 应用