DSP原理及应用第三章..
DSP原理与应用课件

Ⅱ、整数乘整数(数用Q0表示) Q0×Q0=Q0 举例:13×5 = 65 操作数用Q0表示为: 13 = 0000 0000 0000 1101B 5 = 0000 0000 0000 0101B 0000 0000 0000 1101 × 0000 0000 0000 0101 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0001 = 00000041H 表示的浮点数即为:65处理,如滤波、FFT、卷积等; ● 通信,如调制解调、纠错编码、传真、可 视电话等; ● 语音处理,如语音编码、语音合成、识别、 语音存储等; ●图形/图像处理,如模式识别、图像压缩与 传输、动画、机器人视觉等; ●仪器仪表,如数据采集、函数/波形产生等; ●军事,如保密通信、全球定位、雷达与声 纳信号处理、导航与制导等; ●医疗,如核磁共振、自动治疗仪等。
Ⅲ、混合表示法
在对精度和数据范围要求都比较高的情况下,两个 数可以采用介于Q15与Q0之间的不同的Q表示法。 举例: 设参与运算的两个数x和y的数值范围分别不超过± 1和± 4,两个数的Q值分别为Q15和Q13,为了保证数据 范围,应该采用Q13。例如: x = 0.4 y = 3.2 ,计算x + y 因为 xd = 3276, yd = 26214,则 xd + yd = 3276 + 26214 = 29490 转换为浮点数为:29490 × 2-13 ≈ 3.59985
●举例2:求3/40= ? step1:3 < 40 ,次数=0,余数=3 ; step2:3×10 = 30,30 <40,次数=0,余数=30; step3:30×10=300,300 > 40;300 - 40=260,执行第1次减 法;260 - 40=220,执行第2次减法; 220 - 40=180,执行第3次 减法;180 - 40=140,执行第4次减法;140 - 40=100,执行第5 次减法;100 - 40=60,执行第6次减法;60 - 40=20,执行第7 次减法;次数=7,余数=20; step4: 20×10=200,200 > 40; 200 - 40=160,执行第1次 减法;160 - 40=120,执行第2次减法;120 - 40=80,执行第3 次减法; 80 - 40=40,执行第4次减法; 40 - 40=0,执行第5次 减法;次数=5,余数=0; step5:结果=0 ×100 +0 ×10-1 + 7×10-2 +5 ×10-3 = 0.075
DSP原理与应用-课件

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1.2.2 与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较
与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较
尽管微处理器集成度很高,但仍需要较多的外围电路, 使得其性价比、体积、功耗都都比DSP大的多。 但单片机的控制接口种类比DSP多,适用于以控制为主 的模数混合设计,同时在成本上单片机的价格也低的 多。
(4)图形/图像处理:如三维图像变换、模式识别、
图像增强、动画、电子地图等。
(5)自动控制:如机器人控制、自动驾驶、发动机控
制、磁盘控制等。
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2.1 TMS320C54x的硬件结构特性
2.1.1 TMS320C54X的硬件结构 2.1.2 TMS320C54X的主要特性
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1.2.1 DSP芯片的特点 1.2.2 与CPU、MCU、FPGA/CPLD的比较 1.2.3 DSP产品简介
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1.1
数字信号处理概述
数字信号处理概述
DSP可以代表数字信号处理技术(Digital Signal Processing),也 可以代表数字信号处理器(Digital Signal Processor
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2.1.2 TMS320C54x的主要特性
1
CPU
2
存储器
3 片内外设
4 指令系统
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2.1.2
CPU
CPU
(1) 先进的多总线结构(1条程序总线、3条数据总线和4
条地址总线)。
(2) 40位算术逻辑运算单元(ALU)。包括1个40位桶形移
dsp控制器原理及应用

dsp控制器原理及应用
DSP控制器原理及应用
DSP控制器是指采用数字信号处理技术设计的控制系统中的
一种关键组件。
它主要应用于需要高性能数字信号处理的领域,如通信、音频、图像处理、汽车控制等。
DSP控制器的原理是基于数字信号处理技术,通过将模拟信
号转换为数字信号,并利用高速的数值运算进行信号处理和控制。
其核心是DSP芯片,它集成了高性能的数字信号处理器,具有强大的计算能力和灵活的编程控制能力。
在应用方面,DSP控制器的主要作用是实现对输入信号的数
字化采样、滤波、变换和调节,从而得到所需的控制输出信号。
它可以对信号进行实时处理,满足复杂的控制算法和多种控制需求。
同时,DSP控制器还可与其他传感器、执行器等硬件
设备进行接口连接,实现完整的控制系统。
在通信领域,DSP控制器可用于实现调制解调、编码解码、
信号检测等功能,提高通信系统的传输质量和可靠性。
在音频领域,它可以实现音频信号音乐合成、音频效果处理等功能,满足高保真音质要求。
在图像处理领域,DSP控制器可以处
理图像的采集、压缩、增强等任务,实现高质量图像输出。
在汽车控制领域,它可以应用于发动机控制、车辆稳定性控制等方面,提高驾驶安全性和舒适性。
总的来说,DSP控制器的原理是基于数字信号处理技术,通
过数字化信号的处理和计算,实现对输入信号的控制输出。
在各个领域中,它都具有广泛的应用前景,可以提高系统的性能和功能。
DSP原理与应用 第三版

运算速度 以上。TMS320C6201执行1024点复数FFT运算时间只有66uS。
高度集成化
集滤波、A/D、D/A、ROM、RAM和DSP内核于一体的
运算精度和动态范围
模拟混合式DSP芯片已有较大的发展和应用。 DSP字长从8位已增到64位,累加器长度也增到40位,
开发工具
提高了运算精度。同时,采用超长字指令字(VLIW)结构和
2. TMS320C55x概况
目前C55x系列芯片主要有:
C5501/2(主频300MHz, McBSP,HPI接口), C5503/6/7/9A (主频200MHz, McBSP, HPI,
优点:成本低廉 缺点:性能差、
速度慢
DSP处理器
优点:速度高、大规模生产成本低; 缺点:开发成本高、通用性差。
针对数字信号处理的要求而设计,是数 字信号处理系统设计中采用的主流芯片。 优点:灵活、高速、便于嵌入式应用
7
1.2 DSP芯片简介
1.2.1 DSP芯片的发展历史、现状和趋势 1.2.2 DSP芯片的特点 1.2.3 DSP芯片的分类 1.2.4 DSP芯片的应用领域 1.2.5 选择DSP芯片考虑的因素
可同时进行取指令和多个数据存取操作,使CPU
在一个机器周期内可多次对程序空间和数据空
采用哈佛结构 间进行访问, 大大地提高了DSP的运行速度。
采用多总线结构
T1
T2
T3
T4
时钟
采用流水线结构
取指令
N
N+1
N+2
N+3
指令译码
N-1
N
N+1
N+2
配有专用的硬件乘法-累加器 取操作数 N-2
dsp原理及技术

dsp原理及技术DSP(Digital Signal Processing)原理及技术一、概述DSP,即数字信号处理,是指利用数字计算机或数字信号处理器(DSP芯片)对模拟信号进行采样、量化、编码、数字滤波、数字调制和解调等一系列算法和技术的处理过程。
本文将介绍DSP的基本原理和技术。
二、DSP的基本原理1. 信号采样与量化在DSP系统中,模拟信号首先要经过采样和量化过程转换为数字信号。
采样是指将连续的模拟信号在时间上离散化,量化则是将采样后的信号在幅度上离散化。
2. 数字信号的编码与解码编码是将模拟信号的采样值转换为二进制代码,使其能够被数字计算机或DSP芯片进行处理。
解码则是将数字信号重新转换为模拟信号。
3. 数字滤波技术数字滤波是DSP中一项重要的技术,用于对信号进行频率分析和去除干扰。
常见的数字滤波器包括FIR(有限脉冲响应)滤波器和IIR (无限脉冲响应)滤波器等。
4. 数字调制与解调技术数字信号在传输过程中,通常需要进行调制和解调。
调制是将数字信号转换为模拟信号,解调则将模拟信号还原为数字信号。
常见的数字调制方式包括ASK(振幅键控)、FSK(频移键控)和PSK(相移键控)等。
三、DSP的应用领域1. 通信领域DSP在通信领域中有着广泛的应用,如无线通信、数字电视、音频处理等。
DSP的高效处理能力和灵活性使得通信系统能够更好地实现信号处理、噪声抑制、编解码等功能。
2. 视频与音频处理在视频和音频处理中,DSP能够实现视频压缩编码(如MPEG)、音频解码(如MP3)等技术,提供更高质量、更高压缩率的音视频传输和存储。
3. 图像处理DSP在图像处理中广泛应用于图像滤波、边缘检测、图像增强、数字图像识别等领域。
DSP能够快速高效地处理大量图像数据,提供准确可靠的图像处理结果。
4. 控制系统DSP在控制系统中的应用也十分重要,可用于数字控制环节、算法实时运算以及信号控制等。
DSP的高性能使得控制系统具备更高的精度和更灵活的控制方式。
DSP原理及图像处理应用第3章 GPIO及视频接口

(复习2) TMS320DM642 DSP芯片概况
前言
TMS320DM642是TI公司于2003年左右推出的一 款32位定点DSP芯片,主要面向数字媒体,属于 C6000系列DSP芯片; DM642 保留了 C64x 原有的内核机构及大部分外 设的基础上增加了 3 个双通道数字视频口,可同 时处理多路数字视频流。
Connects to IP packet networks McASP Multichannel audio serial port Up to 16 stereo lines (32 channels)
23x23sqmm flip-chip BGA package Maximizes channel density
2
C6000突出特点
1、超长指令结构VLIW 2、改进的哈佛结构 有哪些新东西?
3、内部集成大容量 SRAM
4、丰富的外设 5、DSP/BIOS 6、CSL
3
课程学习对象:TMS320DM642
1、DM642是C6000系列中获得广 泛应用一款芯片 2、处理器功能强大,结构富有 代表性,软硬件资源丰富 3、DM642与其他C6000系列DSP具 有类似的结构 可举一反三,快速了解C6000 系列DSP的工作原理 很容易学习其他C6000系列DSP 的使用方法
知识要点:
GPIO寄存器、视频口的配置方法
参 考 教 材
(复 习1)TI公司DSP芯片的命名规则
TI公司的DSP芯片类型多样,在选择DSP芯片时一定要仔 细辨别芯片表面的标识,以免选错器件;
以TMS32OC6412型DSP芯片为例,介绍TI公司DSP芯片 的命名规则,TMS320C6412芯片的符号含义如下:
DSP原理及应用-(修订版)--课后习题答案

第一章:1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种?答:数字信号处理的实现是用硬件软件或软硬结合的方法来实现各种算法。
(1) 在通用的计算机上用软件实现;(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现;(3) 用通用的单片机实现,这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理,如数字控制;(4)用通用的可编程 DSP 芯片实现。
与单片机相比,DSP 芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法;(5) 用专用的 DSP 芯片实现。
在一些特殊的场合,要求的信号处理速度极高,用通用 DSP 芯片很难实现( 6)用基于通用 dsp 核的asic 芯片实现。
2、简单的叙述一下 dsp 芯片的发展概况?答:第一阶段, DSP 的雏形阶段( 1980 年前后)。
代表产品: S2811。
主要用途:军事或航空航天部门。
第二阶段, DSP 的成熟阶段( 1990 年前后)。
代表产品: TI 公司的 TMS320C20主要用途:通信、计算机领域。
第三阶段, DSP 的完善阶段( 2000 年以后)。
代表产品:TI 公司的 TMS320C54 主要用途:各个行业领域。
3、可编程 dsp 芯片有哪些特点?答: 1、采用哈佛结构( 1)冯。
诺依曼结构,( 2)哈佛结构( 3)改进型哈佛结构2、采用多总线结构 3.采用流水线技术4、配有专用的硬件乘法-累加器5、具有特殊的 dsp 指令6、快速的指令周期7、硬件配置强8、支持多处理器结构9、省电管理和低功耗4、什么是哈佛结构和冯。
诺依曼结构?它们有什么区别?答:哈佛结构:该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。
冯。
诺依曼结构:该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。
DSP原理与应用---第3章 EMIF

DRAM是Dynamic RAM的缩写,中文含义为动态随机存取存储器, 需要不断的刷新,才能保存数据。而且是行列地址复用的,许多都有 页模式。SDRAM:Synchronous DRAM,即数据的读写需要时钟 来同步。 一个是静态的,一个是动态的,静态的是用的双稳态触发器来保存信 息,而动态的是用电子,要不时的刷新来保持。
DRAM容量大,SRAM容量小
SDRAM的结构
FLASH ROM
Flash-ROM(闪存)已经成为了目前最成功、流行的一种固态内存,与 EEPROM 相比具有读写速度快,而与 SRAM 相比具有非易失、以及价廉等优 势。而基于 NOR 和 NAND 结构的闪存是现在市场上两种主要的非易失闪存技 术。 Intel 于 1988 年首先开发出 NOR flash 技术,彻底改变了原先由 EPROM 和 EEPROM 一统天下的局面。紧接着,1989 年东芝公司发表了 NAND flash 技术(后将该技术无偿转让给韩国 Samsung 公司),强调降低每比特的成 本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。 NOR 的特点是芯片内执行(XIP,eXecute In Place),这样应用程序可以直 接在闪存内运行,不必再把代码读到系统 RAM 中。NOR 的传输效率很高,在 1~4MB 的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影 响了它的性能。 NAND 结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的 速度也很快,这也是为何所有的 U 盘都使用 NAND 闪存做为存储介质的原因。 应用 NAND 的困难在于需要特殊的系统接口。
NAND flash和NOR flash的对比
接口差别 NOR 闪存带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可 以很容易地存取其内部的每一个字节。 NAND闪存使用复杂的I/O口来串行地存取资料,各个产品 或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地 址和资料信息。NAND读和写操作采用512字节的块,这 一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于NAND的 闪存就可以取代硬盘或其它块设备。
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图3-2 SP作为基地址的直接寻址方式
直接寻址的指令书写格式为在变量前加一个@,
或者用一个dmad来设定偏移地址。
下面举例说明:
RSBX CPL LD #3,DP LD @x,A ;CPL=0,使用DP ;设置当前页面为3 ;将x值加载到累加器A
1. 数据存储器(dmad)寻址
数据存储器寻址使用符号(符号地址)或一个表
示 16位地址的立即数来指明寻址的数据存储单元 的16位绝对地址。
使用数据存储器寻址的指令有:
MVDM dmad, MMR
MVDK Smem, dmad
MVKD dmad, Smem
MVMD MMR, dmad
例如: MVKD SMAPLE,*AR5;
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表3-1 寻址指令中用到的缩写符号及其含义
缩写符号 Smem Xmem 16位单数据存储器操作数 在双操作数指令及某些单操作数指令中所用的16位双数据存储器操作 数,从DB总线上读出 含义
Ymem
dmad pmad PA src dst lk
在双操作数指令中所用的16位双数据存储器操作数,从CB总线上读 出;在读同时并行写的指令中表示写操作数
第三章 TMS320C54x的指令系统
3.1 3.2 3.3
寻址方式
TMS320C54x指令的表示方法 TMS320C54x的指令系统
小结
3.1 寻址方式
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7
立即寻址 绝对寻址 累加器寻址 直接寻址 间接寻址 存储器映象寄存器寻址 堆栈寻址
例如:把立即数80H装入累加器A,其正确的 指令为:
LD
#80H,A
如果漏掉了“#”号,指令LD 80H,A就变成 了把地址80H单元中的数装到累加器A中去。
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3.1.2 绝对寻址
1 2 3 4
数据存储器(dmad)寻址 程序存储器(pmad)寻址 端口地址(PA)寻址 长立即数*(lk)寻址
使用这种寻址方式,用户可在不改变DP或SP的情 况下,对一页内的128个存储单元随机寻址。数据 存储器地址(dma)的低7位放在指令字中。
直接寻址的代码格式为:
表3-1 直接寻址的各位说明 位 15~8 7 6~ 0 名称 操作码 I 功能 指令的操作码 I=0表示指令使用的寻址方式为直接寻址
数据存储器地址 指令的数据存储器地址偏移
长立即数*(lk)寻址用于所有支持单数据存储器 操作数(Smem)的指令。 长立即数*(lk)寻址使用一个符号(符号地址) 或一个表示 16位地址的立即数来指定数据存储空 间的一个地址。 例如,把数据空间中地址为 BUFFER 单元中的数 据传送到累加器A,指令可写为: LD *(BUFFER),A
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3.1.3 累加器寻址
累加器寻址是用累加器中的数值作为一个地址读
写程序存储器。共有两条指令可以采用累加器寻 址:
READA Smem
WRITA Smem
例
READA DAT6 ; DAT6 .equ 0206H
Before Instruction A 00 0000 0023 004 A DP After Instruction 00 0000 0023 004
DP或SP都可以与dmad偏移相结合来产生实际地
址。位于状态寄存器ST1中的编译方式位(CPL)决定选 择采用哪种方式来产生实际地址。
CPL=0时,dmad域与9 bit的DP域相结合形成16
bit的数据存储器地址;
CPL=1时,dmad域加上(正偏移)SP的值形成16 bit
的数据存储器地址。
图3-1 DP作为基地址的直接寻址方式
16位立即数——数据存储器地址(0~65535) 16位立即数——程序存储器地址(0~65535) 16位立即数——I/O口地址(0~65535) 源累加器(A或B) 目的累加器(A或B) 16位长立即数
3.1.1 立即寻址
用于初始化,指令中包括了立即操作数。
一条指令中可对两种立即数编码,一种是短立即 数(3、 5、 8或 9位),另一种是 16位的长立即数。 立即数寻址指令中在数字或符号常数前面加一个 “#”号,来表示立即数。
例
PORTW OUTDAT,5H;OUTDAT .equ 087H
Before Instruction DP 001 DP
After Instruction 001
I/O Memory
0005H 0000 0005H 7FFA
Data Memory
0087H 7FFA 0087H 7FFA
4 长立即数*(lk)寻址
2 程序存储器(pmad)寻址
程序存储器(pmad)寻址使用符号(符号地址) 或一个表示 16位地址的立即数来给出程序空间的 地址。 使用程序存储器寻址的指令有:
FIRS Xmem, Ymem, pmad MACD Smem, pmad, src MACP Smem, pmad, src MVPD pmad, Smem MVDP Smem, pmad
A DP
00 0000 0257 032
Program Memory
0257H 0306 0257H 4339
Data Memory
1905H 4339 1905H 4339
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3.1.4 直接寻址
数据存储器地址(dma)的低7位作为地址偏移量, 结合由数据页指针 DP或堆栈指针 SP给出高 9位基 地址,共同形成16位的数据存储器地址。
例如,MVPD TABLE,*AR7;
例
PORTR 05,INDAT;INDAT .equ 60H
Before Instruction DP 000 DP
After Instruction 000
I/O Memory
0005H 7FFA 0005H 7FFA
Data Memory
0060H 0000 0060H 7FFA
DP
Program Memory
0023Ha Memory
0206H 0075 0206H 0306
例4.44
WRITA DAT5 ; DAT5 .equ 1905H
Before Instruction After Instruction A DP 00 0000 0257 032