DSP简介PPT文档格式.ppt

1、用数学方法对上述的数字信号进行处理，对信号进行变化或提取相应的信息实时处理（Real-Time）：数字信号处理与信号的输入和输出保持同步非实时处理（Non Real-Time）：先对信号进行采样并存储，然后再对其进行处理数字信号处理器（Digital Signal Processor）：用于实时完成上述数字信号处理的微处理器,几个信号的概念,FPGA（Field-Programmable Gate Arrays）优点：可重新配置能力，多次实验，快速进入市场；速度快（专门硬件逻辑）。缺点：FPGA价格昂贵，功耗大。,ASIC（Application-specific IC）优点：功能优化的很好，

2、吞吐量高，功耗低，节能。固定不可编程，功能不可任意改动，因此开发 成本高。,Why choices DSP,选用DSP还是通用CPU?,当有如下要求时，选用DSP：降低成本缩小系统体积低功耗需对很多“高”频率的信号进行实时处理但是如您有如下要求，请考虑用一个通用的处理器（如奔腾CPU）：庞大的存储系统先进复杂的操作系统,数字信号处理领域组成图,分析数字信号处理算法，以下几类运算大约占各种处理算法的75：卷积运算：相关运算：变换运算：级数运算：,因此：DSP芯片的核心是算法的实现,数字信号处理常用算法分析,数字信号处理的算法特点和DSP的基本对策,1.哈佛结构：程序空间和数据空间分离；允许同时取

3、指令和取操作数；允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据；2.多总线结构：DSP内部采用多总线结构，可以保证在一个机器周期内多次访问程序和数据空间。例如54x内部有P、C、D、E 等4对8条总线，大大提高了DSP的运行速度。3.流水线结构：DSP执行一条指令，需要通过取指、译码、取操作数和执行等6个阶段。在DSP中，采用流水线结构，在程序运行中这6个阶段是重叠的。如图所示,DSP的基本特点,多总线结构,ROM/Flash,SARAM,B0DARAM,B1,B2DARAM,Memory-MappedRegisters,外部地址总线,外部数据总线,Control Bus,PAB,DRAB,DWAB

4、,PRDB,DRDB,DWEB,ExternalSignals,CPU,On-ChipPeripherals/Registers,流水线结构,4.多处理单元：DSP内部一般都包括有多个处理单元，ALU、ARAU、ACC、MUL等，它们可以在一个周期内同时进行运算。DSP的这种多处理单元结构，特别适用于FIR和IIR滤波器，此外，许多DSP的多处理单元结构还可以将一些特殊的算法，比如FFT的位码倒置寻址和取模运算等，在芯片内部用硬件实现以提高运行速度。5.特殊的DSP指令：MACD、FIRS等,DSP的基本特点,DSP的基本特点,6.指令周期短：以TMS320C54x为例，其运算速度可达到100

5、150MIPS。以TMS320C62x为例，当时钟为150MHz,运算速度可达到1200MIPS。以TMS320DM642为例，当时钟为600MHz,运算速度可达到4800MIPS。7.运算精度高字长为16位、32位、40位8.外围接口配置强片内具有串行口、主机接口、DMA控制器、软件控制的等待状态产生器、锁相环时钟产生器、JTAG口、IDLE模式。,1978年：TI推出TMC0280“Speak&Spell”DSP合成器1979年：Intel推出2920“模拟信号处理器”1980年：NEC推出Upd77201980年：AT&T贝尔实验室DSP-1（信息采集）1982年：TI推出TMS3201

6、0芯片（第一片商业DSP）,DSP芯片的发展历程,数字信号处理技术的发展概况,全球有四大DSP供应商：,exas Instruments（TMS320系列）Analog Device（ADSP2100系列和SHARC系列）MOTOROLA（DSP56xxx系列和DSP96xxx系列）LUCENT（DSP16xxx系列）,最早问世的6种DSP,DSP的3P趋势图,DSP器件的发展必须兼顾三个因素（3P）：性能（performance）、功耗（power consumption）、价格（price）,第二部分：主流DSP产品概述,一、Analog Device公司二、exas Instrument

7、s公司,一、Analog Device公司,1、ADSP-21xx Processor2、SHARC Processor 3、,3、TigerSHARC Processor,4、Blackfin Processor,1、ADSP-21xx Processor,250多DSP，16位定点，代码兼容；其中ADSP-218x系列的管脚都兼容，即使换DSP但板子都不必重画。,2、SHARC Processor,高性能高集成，32位定点或32、40位IEEE标准的浮点型处理器，适合用于高性能嵌入式信号处理系统中。400-MHz/2400-MFLOPS,第3代SHARC 产品,开发工具,开发工具（续）,3

8、、TigerSHARC Processor,TigerSHARC满足几乎工业上所有信号处理和图像处理的要求无线，医学图像，工业图像，军品。片内RAM大，I/O带宽大吞吐量大。,TigerSHARC 产品,TigerSHARC 开发工具,4、Blackfin Processor,Blackfin 16/32位嵌入式处理器满足计算和低能耗要求，语音、视频和通信。在实时信号处理和非实时控制处理之间灵活分配DSP资源。,High Performance Processor Core High Bandwidth DMA Capability Video Instructions Efficient C

9、ontrol Processing Hierarchical Memory Superior Code Density Dynamic Power Management,Blackfin Processor 概况,Blackfin产品,200Mhz ADSP-BF535 到双核 600 Mhz ADSP-BF561,二、exas Instruments公司,TI公司主推的三大DSP平台,TI 数字信号处理（DSP）,低成本控制系统应用电机控制存储数控系统,高效、低功耗无线电话网络音频播放器数字相机 Modems电信VoIP,多通道和多功能应用电信基础设备无线基础设备xDSL成像处理多媒体服务器

10、视频处理,高性能,更高性能DSP的发展,TI C64x Core:最高性能的开发平台,工作频率达到 1.1GHz 成为工业应用最快的DSP 最高效编译器兼用 C62xTM,TI C55x Core:最高速低功耗的DSP,内核功耗0.05 mW/MIPS,该功耗大概是目前工业主导低功耗DSP产品的1/6 软件兼用最为流行的C54x DSP,TI C28xTM Core:最先进的控制功能的DSP,超过400 MIPS 的DSP 控制器 软件兼容目前主导的控制DSP C24xTM,C2000系列DSP应用领域,TV screenDeflection of electron beam for smal

11、l angle and sharp corner TV screen,Automotive-EPSBattery operated precision for steering,Digital Power SupplyProvides control,sensing,PFC,and other functions,Optical NetworkingControl of laser diode,PrinterPrint head controlPaper path motor control,“Segway”Many new coolApplication to come,Tire Press

12、ureLow cost pressure sensing based on tire rotation speed measurement,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：TMS320F240LF240 x子系列：16位定点DSP、40MIPS代表器件：TMS320LF2407F28x子系列：32位定点DSP、150MIPS代表器件：TMS320F2801、TMS320F2812,C2000 Roadmap,F2810128-LQFP,F2811128-LQFP,F2812176-LQFP179-u*

13、BGA,High-end F28xderivatives,F2801100 pin,F2806100 pin,F2808100 pin,C2810128-LQFP,C2811128-LQFP,C2812176-LQFP179-u*BGA,R2811128-LQFP,R2812176-LQFP179-u*BGA,Multi-Function,Appliance&Consumer Control,High-Precision Uni-processor Control for Applications from Industrial Drives to Automotive,Future of C

14、ontrol:Improved Industrial Drive,Under development:Higher quality of MIPS New peripheral integration,Cost optimizedC28x derivatives,LC2403A,Price&Control Performance,TMS320F2812TM,Memory Bus,C2000系列DSP,当前主流型号TMS320F2812内核结构,TMS320F2812结构和配置DSP处理器,TMS320F2812与TMS320LF2407比较内核由16位变为32位，速度由40MHZ增加到了150

15、MHZ片内SRAM由2.5K增加到18K，FLASH由32K增加到128KADC精度由10位增加到12位，速度由2M增加到12.5M增加了一个SCI，一个McBSPTI提供较多的相关的行业应用的LIB库文件，尤其是电机方面的，可以加快客户的开发速度。通用IO。TMS320LF2407与TMS320LF2812的管脚里面基本上除了ADC、电源、JTAG，其他接口都可以设置成GPIO，如PWM，CAP，QEP，CAN，SCI，SPI等，客户可以灵活配置。,C5000系列DSP的应用,C5000系列DSP,子系列,C54x子系列：16位定点DSP、100160MIPS代表器件：TMS320VC5402、VC5409、VC5410、VC5416C55x子系列：16位定点DSP、400MIPS代表器件：TMS320VC5510、VC5509、VC5502C54xARM7子系列：代表器件：TMS320VC5470、VC5471、DSC21C55xARM9子系列：即OMAP平台