DSP是TMSTM系列DSP产品中的定点数字信号处理器
DSP工作原理
DSP工作原理一、简介DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）是一种专门用于数字信号处理的微处理器。
它具有高性能、低功耗和高度可编程的特点，广泛应用于通信、音频、视频、雷达、医疗等领域。
本文将详细介绍DSP的工作原理。
二、DSP的基本组成1. 数据通路（Data Path）：数据通路是DSP的核心部分，用于执行算术运算、逻辑运算和数据传输等操作。
数据通路由运算器、寄存器和数据通路控制器组成。
2. 控制器（Controller）：控制器用于控制DSP的操作，包括指令的获取、解码和执行等功能。
控制器由指令寄存器、程序计数器和控制单元等组成。
3. 存储器（Memory）：存储器用于存储程序代码、数据和中间结果等信息。
存储器包括指令存储器（程序存储器）和数据存储器。
4. 外设接口（I/O Interface）：外设接口用于与外部设备进行数据交换，如与传感器、显示器、键盘等设备的连接。
三、DSP的工作流程1. 指令获取阶段：DSP从指令存储器中获取指令，并将其存储到指令寄存器中。
2. 指令解码阶段：DSP解码指令，确定执行的操作类型和操作数。
3. 数据处理阶段：根据指令中的操作类型和操作数，DSP执行算术运算、逻辑运算或数据传输等操作。
这些操作通常涉及数据的加载、存储、运算和传输。
4. 结果存储阶段：DSP将计算结果存储到数据存储器中，以备后续使用。
5. 控制流程阶段：DSP根据控制指令中的条件判断，决定下一条要执行的指令的地址。
6. 循环处理：DSP可以通过循环指令实现对一段代码的重复执行，实现高效的数据处理。
四、DSP的优势1. 高性能：DSP具有专门优化的指令集和硬件结构，能够快速执行复杂的信号处理算法。
2. 低功耗：DSP采用高度优化的架构和电源管理技术，能够在低功耗下实现高性能的信号处理。
3. 高度可编程：DSP具有灵活的指令集和丰富的外设接口，使其能够适应各种不同的应用需求。
数字化信号处理器工作原理
数字化信号处理器工作原理数字化信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）是一种专用的微处理器，主要用于处理数字信号。
它具有高速、高精度和低功耗等特点，在许多领域都有广泛应用，如通信、音频处理、图像处理等。
本文将会介绍数字化信号处理器的工作原理。
一、概述数字化信号处理器工作原理的核心是数字信号处理算法。
该算法通过对输入信号进行时域和频域的分析、处理和变换，从而得到输出信号。
数字化信号处理器通过硬件设计和软件编程相结合，实现高效的信号处理功能。
二、数字化信号处理器的基本组成数字化信号处理器由以下几个组成部分构成：1. 控制单元：控制单元主要负责指令的解码和执行。
它通过解析存储在DSP芯片中的指令，控制芯片的各个部分按照特定的顺序执行。
2. 算术逻辑单元（ALU）：ALU是数字化信号处理器的核心部件，主要负责进行算术和逻辑运算。
它通过执行指令中的运算操作，对输入信号进行加减乘除等运算。
3. 数据存储器：数据存储器用于存储输入信号、中间结果和输出信号等数据。
它通常包括寄存器、内部RAM和外部存储器等。
4. 输入输出接口：输入输出接口用于与外部设备或系统进行数据交互。
它可以通过模拟转换器将模拟信号转换为数字信号，也可以通过数字转换器将数字信号转换为模拟信号。
5. 控制寄存器：控制寄存器用于存储和控制数字化信号处理器的各种参数和状态。
通过对控制寄存器的设置和读取，可以实现对数字信号处理算法的调整和优化。
三、数字化信号处理器的工作流程数字化信号处理器的工作流程通常包括以下几个步骤：1. 初始化：在开始处理数字信号之前，需要进行一些初始化操作。
这包括设置控制寄存器的初始值、加载算法代码和数据等。
2. 数据加载：将输入信号加载到数据存储器中。
输入信号可以来自外部设备或系统，也可以是之前处理过的中间结果。
3. 数据处理：通过执行特定的算法，对输入信号进行处理。
这包括时域和频域的分析、滤波、变换等操作。
DSP(Digital Signal Processor 数字信号处理器)简介
DSP（Digital Signal Processor 数字信号处理器）简介DSP是什么？DSP是数字信号处理器（Digital Signal Processor）的缩写，是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它与CCD一样是摄像机的核心元件，如果说CCD是摄像机的“心脏”，那么DSP就是摄像机的“大脑”。
DSP的应用很广泛，并不局限与摄像机，不过大多数人并不了解DSP，下面就来揭开DSP的神秘面纱，简单介绍下DSP。
数字信号处理DSP数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
而日本的SONY,SHARP以及韩国的三星,LG等厂商在摄像机上的DSP领域有着较强的实力。
DSP微处理器DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
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器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
什么是DSP？DSP、单片机MCU、嵌入式微处理器的区别
什么是DSP？DSP、单⽚机MCU、嵌⼊式微处理器的区别DSP有两个意思，既可以指数字信号处理这门理论，此时它是Digital Signal Processing的缩写；也可以是Digital Signal Processor的缩写，表⽰数字信号处理器，有时也缩写为DSPs，以⽰与理论的区别。
本书中DSP仅⽤来代表数字信号处理器。
DSP属于嵌⼊式处理器。
在介绍DSP之前，先扼要地介绍⼀下嵌⼊式处理器。
简单的说，嵌⼊式处理器就是嵌⼊到应⽤对象系统中的专⽤处理器，相对于通⽤CPU（如x86系列）⽽⾔，⼀般对价格尺⼨、功耗等⽅⾯限制⽐较多嵌⼊式处理器⼤体可分为以下⼏类：1 嵌⼊式微处理器嵌⼊式微处理器可谓是通⽤计算机中CPU的微缩版。
相对于通⽤CPU，嵌⼊式微处理器具有体积⼩、功耗少、成本低的优点，当然在速度上也慢⼀些嵌⼊式微处理器在软件配置上常常可以运⾏嵌⼊式操作系统，应⽤于⽐较⾼档的领域。
典型的如32位的ARM、64位的MIPS。
2 嵌⼊式微控制器嵌⼊式微控制器的最⼤特点是单⽚化，常称为单⽚机。
顾名思义，单⽚机就是将众多的外围设备（简称外设，如A/D，IO等）集成到⼀块芯⽚中，从⽽⼤幅度降低了成本。
单⽚机⾮常适合控制领域，典型的如⼤名⿍⿍的51系列。
3 专⽤微处理器相对于上述⽐较通⽤的类型，专⽤微处理器是专门针对某⼀特定领域的微处理器。
如昂贵的视频游戏机微处理器等。
DSP本质上也属于专⽤微处理器DSP对系统结构和指令进⾏了优化设计，使其更适合于执⾏数字信号处理算法（如FFT，FIR等）。
DSP运⾏速度⾮常快，在数字信号处理的⽅⽅⾯⾯⼤显⾝⼿。
由于越来越⼴泛的领域需要⾼速数字信号处理，DSP也有越来越通⽤化的倾向，常常可以把DSP单独列成⼀类。
TI的DSP包括哪些系列？⾃1982年推出第⼀款DSP后，德州仪器公司（Texas Instrument简称TI）不断推陈出新、完善开发环境，以其雄厚的实⼒在业界得到50%左右的市场份额。
DSP技术(数字信号处理器)
DSP技术（数字信号处理器）DSP技术概况数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛DSP技术图解的应用。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。
数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。
数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。
反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。
而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。
数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。
例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。
可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。
这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。
1980年，日本NEC公司推出的μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP芯片。
在这之后，最成功的DSP芯片当数美国德州仪器公司（T exasInstruments，简称TI）的一系列产品。
TI公司在1982年成功推出其第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS320C40/C44，第五代DSP芯片TMS320C5X/C54X，第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX，集多片DSP 芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP 芯片TMS320C62X/C67X等。
dsp是什么
D S P 是什么数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。
数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。
在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。
DSP 开发板开发板，就是针对某个芯片，以这个芯片为核心，将这个芯片的功能都扩展出来，将每一部分都通过程序把功能都演示出来。
同时，提供源程序和原理图，这样客户就能够以最小的代价，最快的速度去学习这款芯片的使用，达到事半功倍的效果。
DSP，就是数字信号处理器。
通常用于数据算法处理，跟其他处理器相比，其强大的数据处理能力和运行速度，流水线结构是其最大的特点。
DSP开发板，就是围绕DSP的功能进行研发，推出用于DSP芯片开发的线路板，并提供原理图和源代码给客户。
DSP尤以TI公司的DSP市场占有率最大，拥有的客户群很广泛。
在DSP开发板方面，北京大道纵横科技有限公司（开发板之家）推出了Easy系列DSP开发板，包括Easy2812开发板，Easy5509开发板，特别适合学生学习使用。
还推出QQ系列开发板，包括QQ2812开发板，QQ5509开发板等，适合公司研发人员使用。
消费者迫切需求的辅助驾驶系统技术需要具有先进精密功能且外形尺寸又非常小的高可靠性元件。
由于这些系统尺寸很小，而且彼此非常靠近，因此还要求器件具有超低功耗和良好的耐久性。
空间受限的系统在设计方面存在的热可靠性问题可通过采用较少的元件及超低的功耗来解决。
Actel公司以Flash为基础的ProASIC3 FPGA具有固件错误免疫力、低功耗和小外形尺寸等优势，因而消除了FPGA（现场可编程门阵列）用于安全关键汽车应用领域的障碍。
DSP简介
开发环境主界面
编程语言
• 在 ＴＩ 公司的 ＤＳＰ 软件开发平台 ＣＣＳ 中，提供了 优化的 Ｃ 编译器，可以对 Ｃ 语言程序进行优化编译， 提高程序效率，目前在某些应用中 Ｃ 语言优化编译的结 果可以使程序效率达到手工编写的汇编语言效率的 ９０ ％以上。
• 单纯利用 Ｃ 语言或汇编语言进行 ＤＳＰ 程序开 发都存在各自的缺点，应综合利用两种开发语言。 利用汇编语言编写一些运算量较大或对运算时间 要求严格的程序代码；利用 Ｃ 语言实现总体流 程控制和一般性的程序代码。可以充分发挥两种 开发语言的优势，从而保证比较短的开发周期， 是更为合适的软件开发方案。
DSP简介
ＤＳＰ 是英文 Digital Signal Processor（数字 信号处理器）的缩写。ＤＳＰ 是指以数字信号来处 理大量信息的器件，是一种特别适合于实现各种数字 信号处理运算的微处理器，它也是嵌入式微处理器大 家庭中的一员。 ＤＳＰ 也可以是英文 Digital Signal Processing（数字信号处理）的缩写。 市场中的主要厂商有美国的 ＴＩ、Ｍｏｔｏｒｏｌ ａ、ＡＤＩ 等公司。其中 ＴＩ 公司位居榜首，在全 球ＤＳＰ 市场的占有率约为 ６０％左右.
开发环境
TI公司的集成开发环境 CCS提供了系统环境配置、 源文件编辑、源程序调试、运行过程跟踪和运行 结果分析等用户系统调试工具，可以帮助用户在 同一软件环境下完成源程序编辑、编译链接、调 试和数据分析等工作。 要求 PC 机与仿真器和应用系统连接，用户程序 在仿真器的监控程序控制下实时运行于应用板上。 这种工作模式可以实现在线编程及应用程序调试。
ＴＭＳ３２０Ｃ２０００ Ｃ 语言的数据类型
• 下表列出了 TMS320C2000编译器中各种标量数据类型、位数、表 示方式和取值范围
一什么是DSP数字信号处理器(精)
一什么是DSP数字信号处理器DSP数字信号处理器是一个实时处理信号的微处理器。
家用电脑的微处理器根据储存在存储器里的数据进行工作，这对于结算支票或玩电子游戏是合适的，但它不能处理某些现实世界里的东西，如音频信号、视频信号、医疗传感器的信号或来自于科里奥利传感器的信号。
这里我们需要一个非常快的微处理器对这些信号做各种我们想要做的分析。
家用电脑需要显示器、磁盘驱动器、打印机、软件和一些连接电缆，像家用电脑里的微处理器一样，DSP数字信号处理器也需要支持的软件和硬件。
在DSP的世界里，我们需要做的第一件事就是要把现实世界里的信号转换成为DSP世界里的信号，所用的装置被称为“模拟—数字转换器”。
我们也需要一些软件去操作“数字化”信号，让我们举一个例子来看看我们用软件可做些什么。
在远距离通话中，我们有时会听到自己声音的回声，这令人气恼。
人的耳朵习惯于过滤掉短回声，但是长回声使通信非常困难。
电话公司复制了你的声音然后在合适的时间加到它的反向以消除回声，不是回声没有发生，它只是被非常复杂的DSP数字信号处理软件过滤掉了。
在科里奥利流量计里，我们使测量管在一个已知的频率下振动，因此任何在此振动频率范围之外的频率都是“噪声”，需要除掉它们以准确地确定质量流量。
例如，一个50Hz或60Hz的信号很可能来源于与附近动力线的耦合。
如何在实际上“过滤”这些多余的信号则需要一些更多的在那时刻所得到的背景信息，图1表明了噪声如何出现在原转换器信号上，以及被过滤后的最终信号。
既然我们已经处理了信号，就需要把它从数字世界再转换回到现实世界，完成这项任务的装置是“数字—模拟转换器”。
我们需要一些存储器来储存DSP数字信号处理程序，也需要一些控制装置去实现DSP数字信号处理器。
二DSP数字信号处理技术为科里奥利质量流量计带来的好处和家用电脑处理数据带来的好处一样，DSP数字信号处理技术也给处理现实世界的信号带来了同样的好处：DSP数字信号处理器比传统的模拟处理器要小得多，这正是我们如何能把所有技术都封装到核心处理器中并使传感器智能化的原因；比起传统的模拟处理器，DSP数字信号处理器使用了更小的能量和更少的元件，并提高了可靠性；DSP 数字信号处理器的精确度至少比类似的模拟处理器高一个数量级，这意味着即使较差的传感器信号也能得出较好的最终测量值；通过软件更新，核心处理器可适用于其他的传感器类型。
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第1章绪论
TMS320C54x TM DSP是TMS320TM系列DSP产品中的定点数字信号处理器。
C54x DSP 满足了实时嵌入式应用的一些要求，例如通信方面的应用。
C54x的中央处理单元（CPU）具有改进的哈佛结构，它的特点是最小化的功耗和高度的并行性。
除此之外，C54x中多样化的寻址方式和指令集也大大提高了整个系统的性能。
1.1 TMS320系列DSP简介
TMS320TM系列DSP包括定点DSP、浮点DSP和多处理器DSP（也称DSPs），其结构是专门为实时的信号处理设计的。
TMS320系列DSP有以下一些特性使得该系列的产品有着广阔的应用领域：
❑非常灵活的指令集。
❑固有的操作灵活性。
❑高速运行的性能。
❑创新的并行结构。
❑成本效率高。
❑对C语言的友好的结构。
1.1.1 TMS320系列DSP的历史、发展和优势
1982年，德州仪器公司（TI）推出了TMS320系列中第一代定点DSP产品——TMS320C10。
在这一年年末，《电子产品》杂志赠予TMS320C10“年度产品”的称号。
TMS320C10成为后续的TMS320系列DSP的模型。
今天，TMS320 DSP系列包括三大DSP平台：TMS320C2000TM、TMS320C5000TM和TMS320C6000TM。
在C5000TM DSP平台中又包含三代产品：TMS320C5x TM、TMS320C54x TM 和TMS320C55x TM系列。
C5000 DSP平台中的器件都采用了相同的CPU结构，但结合了不同的片内存储器和外设结构。
这些不同的结构满足了世界范围内电子市场的很多领域的需要。
当把存储器、外设和CPU结合起来集成到单个芯片上时，整个系统的费用就大大地降低了，电路板的体积也减小了。
图1-1所示为TMS320系列器件的演化过程。
控制最优化平台高效益平台
高性能平台
图1-1 TMS320系列DSP的演化过程
1.1.2 TMS320系列DSP的典型应用
表1-1列出了TMS320系列DSP的一些典型的应用。
TMS320 系列DSP与标准的微处理器/微计算机器件相比，可以为传统信号处理问题提供更合适的处理方式，例如处理语音合成和滤波问题。
TMS320系列DSP也支持多个操作需要同时进行处理的复杂应用场合。
表1-1 TMS320 系列DSP的典型应用
续表
1.2 TMS320C54x DSP简介
C54x TM DSP的操作灵活性高，速度快。
它具有高级的改进哈佛结构（1条程序存储器总线、3条数据存储器总线和4条地址总线）、带有专用逻辑功能的CPU、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集。
后续的DSP器件把C54x的CPU和专用的片内存储器及外设结合起来。
这些产品已经并且将来也会继续得到发展，为电子市场上的专门领域服务。
C54x器件具有以下优势：
❑围绕1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线而建立的增强型哈佛结构，提供更好的性能和多样性。
❑具有高度并行和专用硬件逻辑的CPU设计，提供更高性能。
❑高度专用的指令集，提供更快的代数运算，提供优化的高级语言操作。
❑模块化的结构设计，为后续产品的快速发展提供方便。
❑高级IC处理技术为其提供更好的性能和低功耗。
❑新的静态设计技术实现低功耗和小辐射。
1.3 TMS320C54x DSP的主要特征
本节列出了C54x DSP的主要特性。
❑CPU
➢高级多总线结构，具有1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线。
➢40位的算术逻辑单元（ALU），包括一个40位桶形移位器和两个独立的40位累加器。
➢17位⨯17位并行乘法器和一个40位专用加法器结合完成非流水线的单周期乘/累加（MAC）操作。
➢比较、选择、存储单元（CSSU）是一个专用的硬件单元，用于Viterbi解码时的加法/比较/选择操作。
➢在单周期内计算40位累加器中的值的指数的指数编码器。
➢两个地址产生器，包括8个辅助寄存器和两个辅助寄存器算术单元。
➢一些DSP器件具有多CPU核结构。
❑存储器
➢192K字⨯16位可寻址的存储器空间（64K字程序空间，64K字数据空间和64K 字I/O口）。
C548、C549、C5402、C5410和C5420带有扩展程序存储器。
➢片内结构如表1-2所示（单位：K字）
表1-2 TMS32054x DSP的片内结构
①双存取RAM。
②单存取RAM。
❑指令集
➢单指令重复和块重复操作。
➢存储器块搬移指令提供更好的程序和数据管理。
➢具有32位长操作数指令。
➢同时读取2 3个操作数的指令。
➢并行存取的算术指令。
➢条件存储指令。
➢快速中断返回。
❑片内外设
➢软件编程的等待状态发生器。
➢可编程的块切换逻辑。
➢片内锁相环（PLL）时钟产生器带有内部振荡器或外部时钟源。
如果是外部时钟源，表1-3所示器件选项中任一项都有若干可选的乘数值。
每一种器件
只能从所列的某一种选项中提供时钟模式的选择。
表1-3 器件选项
①C541B、C545A、C546A、C548、C549、C5402、C5410和C5420都有一个软件可编程的PLL和两个附加的饱和模式。
软件可编程的PLL在8.5.2小节说明，饱和模式在4.1.2小节处理器模式状态寄存器（PMST）中说明。
➢外部关总线控制使外部数据总线、地址总线和控制信号无效。
➢数据总线有保持的特性。
➢可编程定时器。
➢端口，如表1-4所示。
表1-4 端口
❑速度
单周期定点指令执行时间为25/20/15/12.5/10ns（40MIPS/50MIPS/66MIPS/80MIPS/ 100MIPS），如表1-5所示。
表1-5 速度
❑功耗
➢功耗控制由IDLE1、IDLE2和IDLE3指令可进入节电模式。
➢控制可使CLKOUT信号无效。
❑仿真
IEEE标准1149.1边界扫描逻辑对接到片内基于扫描的仿真逻辑。