dsp技術(shù)及其應(yīng)用前景

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1、DSP技術(shù)及其應(yīng)用前景07124799殷優(yōu)07124808黃匡奇07125007馬旸2011/2/27引言DSP是DigitalSignalProcessing的縮寫，意為數(shù)字信號(hào)處理，簡(jiǎn)稱DSP。DSP是一門涉及許多學(xué)科而乂廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并到迅速的發(fā)展。在過去的二十多年，數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用己從軍事、航空航天領(lǐng)域擴(kuò)展到信號(hào)處理、通信、雷達(dá)、消費(fèi)等領(lǐng)域。主要應(yīng)用有：信號(hào)處理、通信、語音、圖形/圖像、軍事、儀器儀表、自動(dòng)控

2、制、醫(yī)療家用電器等。DSP之所以獲得廣泛應(yīng)用，是因?yàn)槠渚哂酗@著特點(diǎn)。本學(xué)期的DSP課程是基于TI(即TexasInstruments)公司的TMS320C6000系列DSPs芯片而展開的。主要研宄了TMS320C6201及TMS320C6701兩塊DSPs芯片的外圍硬件電路及芯片內(nèi)部的軟件應(yīng)用等等。通過對(duì)這些DSPs芯片的研究，讓我們對(duì)DSP技術(shù)有了一個(gè)全新的、多元的了解。一、DSP的發(fā)展軌跡DSP產(chǎn)業(yè)在約40年的歷程屮經(jīng)歷/三個(gè)階段:第一階段，DSP意味著數(shù)字信號(hào)處理,并作為一個(gè)新的理論體系廣為流行。隨著這個(gè)時(shí)

3、代的成熟，DSP進(jìn)入了發(fā)展的第二階段，在這個(gè)階段，DSP代表數(shù)字信號(hào)處理器，這些DSP器件使我們生活的許多方面都發(fā)生了巨大的變化。接下來又催生了第三階段，這是一個(gè)賦能(enablement)的時(shí)期，我們將看到DSP理論和DSP架構(gòu)都被嵌入到SoC類產(chǎn)品中?！钡谝浑A段，DSP意味著數(shù)字信號(hào)處理。80年代開始了第二個(gè)階段，DSP從概念走句了產(chǎn)品，TMS32010所實(shí)現(xiàn)的出色性能和特性備受業(yè)界關(guān)注。方進(jìn)先生在一篇文章中提到，新興的DSP業(yè)務(wù)同時(shí)也承擔(dān)著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，究競(jìng)向哪里拓展是生死攸關(guān)的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)師努力使DSP處理

4、器每MIPS成木降到了適合于商用的低于10美元范圍時(shí)，DSP在軍事、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中不斷獲得成功。到1991年，TI推出價(jià)格可與16位微處理器不相上下的DSP芯片，首次實(shí)現(xiàn)批量單價(jià)低于5美元，但所能提供的性能卻是其5至10倍。到90年代，多家公司躋身DSP領(lǐng)域與TI進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。TI首家提供可定制DSP——cDSP,cDSP基于內(nèi)核DSP的設(shè)計(jì)可使DSP具有更高的系統(tǒng)集成度，大加速了產(chǎn)品的上市吋間。同吋，TI瞄準(zhǔn)DSP電子市場(chǎng)上成長(zhǎng)速度最快的領(lǐng)域。到90年代中期，這種可編程的DSP器件己廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、海量存

5、儲(chǔ)、語音處理、汽車電子、消費(fèi)類音頻和視頻產(chǎn)品等等，其中最為輝煌的成就是在數(shù)字蜂窩電話中的成功。這時(shí)，DSP業(yè)務(wù)也一躍成為TI最大的業(yè)務(wù)，這個(gè)階段DSP每MIPS的價(jià)格已降到10美分到1美元的范圍。21世紀(jì)DSP發(fā)展進(jìn)入第三個(gè)階段，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，TI及時(shí)調(diào)整DSP發(fā)展戰(zhàn)略全局規(guī)劃，并以全面的產(chǎn)品規(guī)劃和完善的解決方案，加之全新的開發(fā)理念，深化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。成就這一進(jìn)展的前提就是DSP每MIPS價(jià)格目標(biāo)己設(shè)定為）L個(gè)美分或更低。二、DSP的主要優(yōu)勢(shì)DSP芯片自上個(gè)世紀(jì)70年代問世以來，性能日趨完善，價(jià)格一路走低，性價(jià)

6、比越來越高，應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮和識(shí)別等處理，得到符合需要的信號(hào)形式。在過去的幾十年里，單片機(jī)的廣泛應(yīng)用實(shí)現(xiàn)/簡(jiǎn)單的智能控制功能。隨著信息化的進(jìn)程和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信號(hào)處理理論與方法等的迅速發(fā)展，需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，對(duì)實(shí)時(shí)性和精度的要求越來越高，低檔單片機(jī)己不再能滿足要求。近年來，各種集成化的單片DSP的性能得到很大改善，軟件和開發(fā)工具也越來越多，越來越好；價(jià)格卻大幅度下滑，從而使得DSP器件及技術(shù)更容易使用，價(jià)格也

7、能夠?yàn)閺V大用戶接受；越來越多的單片機(jī)用戶開始選用DSP器件來提高產(chǎn)品性能，DSP器件取代高檔單片機(jī)的時(shí)機(jī)己經(jīng)成熟。接下來，我們將從性能、價(jià)格等方面對(duì)單片機(jī)和DSP器件進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上，以本學(xué)期所學(xué)過的TI的TMS320C2XX系列DSPs器件為例，探討DSP器件取代單片機(jī)的可行性。DSP器件與單片機(jī)的比較：1、單片機(jī)的特點(diǎn)：所謂單片機(jī)就是在一塊芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、時(shí)鐘、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、多種功能的串行和并行I/O口。如Intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外，

8、有的還集成有A/D、D/A,如Intel公司的8098系列。概括起來說，單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：具有位處理能力，強(qiáng)調(diào)控制和事務(wù)處理功能。價(jià)格低廉。如低檔單片機(jī)價(jià)格只有人民幣幾元錢。開發(fā)環(huán)境完備，開發(fā)工只齊全，應(yīng)用資料眾多。后備人冰充足。國內(nèi)大多數(shù)高校都開設(shè)了單片機(jī)課程和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。2、DSP器件的特點(diǎn)：與單片機(jī)相比，DSP器件具有較高的集成度。DSP具有更快的CPU,更大容量