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《DSP芯片原理與應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、DSP芯片原理與應(yīng)用錢慧2012-2013學(xué)年第二學(xué)期Part1前言1關(guān)于本課程課時較短：32學(xué)時課堂講解基本原理和使用方法課后自學(xué)相關(guān)內(nèi)容的細(xì)節(jié)問題課堂主要內(nèi)容：TMS320DM642硬件原理：結(jié)構(gòu)與外設(shè)軟件編程：軟件開發(fā)與代碼優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計：最小系統(tǒng)設(shè)計2課堂要求與學(xué)習(xí)目標(biāo)課堂要求了解高速DSP的發(fā)展趨勢理解高速DSP的結(jié)構(gòu)、外設(shè)和編程掌握高速DSP系統(tǒng)設(shè)計方法學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠根據(jù)需要進(jìn)行DSP選型能夠設(shè)計高速數(shù)字信號處理系統(tǒng)能夠編寫高效率的DSP程序3預(yù)備知識：本科電子類課程C語言基本的編程能力
2、和軟件概念微機(jī)原理（x86）計算機(jī)結(jié)構(gòu)的基本概念（指令、寄存器、總線、中斷等）數(shù)字信號處理知道自己要做的濾波器、FFT等模擬和數(shù)字電路對DSP的I/O系統(tǒng)建立概念對板級系統(tǒng)建立概念時鐘、復(fù)位、RAM等計算機(jī)操作5課程用到的參考數(shù)目DM642芯片學(xué)習(xí)的書籍《TMS320DM642DSP原理與應(yīng)用實踐》，電子工業(yè)出版社《TMS320DM642應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)》，人民郵電出版社C6000原理介紹的書籍《TMS320C6000系統(tǒng)DSP原理與應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社《TMS320C6000DSP應(yīng)用開發(fā)
3、教程》，電子工業(yè)出版社Part2概述DSP的特點DSP的芯片分類AddyourtextinhereAddyourtextinhere概述DSP的發(fā)展歷程主要內(nèi)容DSP的產(chǎn)生DSP產(chǎn)生的根源是基于軟件的信號處理實現(xiàn)。我們需要這樣的處理器：可以嵌入式運(yùn)行：無界面、小體積、低功耗外圍電路簡單，以便迅速開發(fā)各種專用系統(tǒng)高速運(yùn)算能力針對典型信號處理算法運(yùn)行時間可以預(yù)測與運(yùn)算能力匹配的高速IO（計算機(jī)重在計算、處理機(jī)重在“流動”）不需要高級軟件功能為了適應(yīng)上述需要，DSP采用了一些特俗的結(jié)構(gòu)，使DSP從通用
4、處理器中分離出來，成為一類獨立的微處理器1987年，TI推出第一代DSP芯片TMS320C105MIPS(MillionInstructionsPerSecond)4KRAM3微米工藝55000個晶體管匯編語言電子信息時代的歷史變遷20世紀(jì)60年代21世紀(jì)21世紀(jì)初10億美元10,000億美元1,000億美元100億美元整體半導(dǎo)體市場大型機(jī)晶體管小型計算機(jī)TTL/邏輯個人電腦微處理器通信與娛樂DSP+模擬20世紀(jì)70年代20世紀(jì)80年代20世紀(jì)90年代推出單芯片數(shù)字信號處理器推出Speak＆Sp
5、ell器件發(fā)明首款手持計算器首款商用晶體管與首款商用晶體管收音機(jī)演示了數(shù)字投影顯示系統(tǒng)，DLP技術(shù)于1998年獲得了艾美獎于2004年宣布推出首款單芯片手機(jī)20世紀(jì)50年代20世紀(jì)60年代20世紀(jì)70年代20世紀(jì)80年代20世紀(jì)90年代21世紀(jì)21世紀(jì)初JackKilby發(fā)明集成電路并獲2000年諾貝爾物理獎推出了達(dá)芬奇技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用從:音樂播放到:收音機(jī)相機(jī)攝像機(jī)>15萬臺/年DVCIP-7PanasonicSV-AV30NV-GX7K>50萬臺/年SonyDSCPseriesKodakDX4
6、330CanonDSCA200>100萬臺/年P(guān)hilipseXpaniumArchosJukeboxMultimedia20Lyra?JukeboxRD2820>100萬臺/年P(guān)erstelDR201數(shù)字化應(yīng)用從:到:>70萬臺/年>80萬臺/年NewAV-Receiverusing 320DA610>10萬臺/年>40萬臺/年錄像機(jī)電視電影/音樂廳汽車實時信號處理DSP芯片的特點對DSP內(nèi)核的傳統(tǒng)認(rèn)識：MAC（乘加）指令，一周期內(nèi)完成多總線結(jié)構(gòu)（哈佛結(jié)構(gòu)）快速尋址（專用尋址寄存器）零耗循環(huán)（
7、硬件循環(huán)控制器）片內(nèi)集成存儲器和I/O運(yùn)行時間可預(yù)測算術(shù)單元硬件乘法器通用微處理器內(nèi)通過微程序?qū)崿F(xiàn)的乘法操作往往需要100多個時鐘周期，非常費時。因此在DSP內(nèi)部設(shè)有專門的硬件乘法器。多功能單元為進(jìn)一步提高速度，可以在CPU內(nèi)設(shè)置多個并行操作的功能單元（ALU、乘法器和地址產(chǎn)生器）。如C6000的CPU內(nèi)部有8個功能單元，包括2個乘法器和6個ALU。針對MAC乘加運(yùn)算，多數(shù)DSP的乘法和加法都支持在1個時鐘周期內(nèi)同時完成一次乘法和加法操作多總線結(jié)構(gòu)馮諾依曼哈佛結(jié)構(gòu)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)程序計數(shù)器（P
8、C）CPU存儲器程序（指令）數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)哈佛結(jié)構(gòu)程序計數(shù)器（PC）CPU數(shù)據(jù)存儲器存儲器地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)專用尋址單元DSP面向的是數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，伴隨著頻繁的數(shù)據(jù)訪問，數(shù)據(jù)地址的計算時間也線性增長。DSP用專門的地址產(chǎn)生器，用于支持地址運(yùn)算，地址計算不需要額外占用CPU時間。DSP的地址產(chǎn)生器一般都支持間接尋址，而且有些DSP還能支持位反尋址不斷引入的技術(shù)越來越長的流水線CatchVLIW（超長指令結(jié)構(gòu)）SIMD（單指令多重數(shù)據(jù)）MIMD（多指令數(shù)據(jù)流）流水處理一條指令分成幾個子操作可并行處理多
