第一章 数字信号处理和DSP系统
(4) 硬件和软件的调试： 软件的调试：一般借助于DSP开发工具，如软件模拟 器、DSP开发系统或仿真器等。调试DSP算法时一般采 用实时结果与模拟结果相比较的方法，如果实时程序 和模拟程序的输入相同，则两者的输出应该一致。 硬件调试：一般采用硬件仿真器进行调试，如果没 有相应的硬件仿真器，且硬件系统不是十分复杂，也 可以借助于一般的工具进行调试。

耗有特殊的要求。目前，3.3V供电的低功耗高速DSP芯片已大量
使用。 其他因素：封装的形式、质量标准、供货情况、生命周期等。
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(3)设计实时DSP系统：包括硬件设计和软件设计两个 方面。 硬件设计：设计DSP芯片的外围电路及其他电路，如 转换、控制、存储、输出电路等。 软件设计：根据系统要求和所选的DSP芯片编写相应 的DSP程序。在实际应用系统中常常采用高级语言和汇 编语言的混合编程方法。采用这种方法，可缩短软件开 发的周期，提高程序的可读性和可移植性，又能满足系 统实时运算的要求。
Operations per Second)：每秒执行百万条指令和每秒百万条浮点操作。
如 TMS320LC549-80的处理能力为 80MIPS，即每秒可执行八千万
条指令；
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MOPS：每秒执行百万次操作。 BOPS：每秒执行十亿次操作。
DSP芯片的价格
DSP芯片的价格也是选择DSP芯片所需考虑的一个重要因素。
(3) 精度高、稳定性好：DSP系统以数字处理为基础，受环境温
度以及噪声的影响较小，可靠性高。
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(4)可重复性好：模拟系统的性能受元器件参数性能变化比较大，
而数字系统基本不受影响，因此数字系统便于测试、调试和大规
模生产； (5)集成方便：DSP系统中的数字部件有高度的规范性，便于大规 模集成。 缺点：
具有乘法器的商用DSP芯片。
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(4)美国德州仪器公司(Texas Instruments 简称TI)： 第一代DSP芯片(1982年成功推出)TMS320C10及其系列产品 TMS320C11、TMS320C10/C14/C15/C16/C17 . 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
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(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；为DSP的应 用打开了新的局面。 (5) 用专用的DSP芯片实现。特殊的应用，要求信号处 理速度极高，用通用DSP芯片很难实现，如FFT、数字 滤波、卷积、相关等算法的DSP芯片，这种芯片将相 应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现。
1.DSP在通信领域的应用
一个典型移动终端结构框图
2.DSP在图像处理方面的应用
第一章 数字信号处理和DSP系统
一、引言
1、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新兴学科。 20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞 2、数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数
型TMS320C2XX，集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片
TMS320C8X。 第六代DSP芯片(目前速度最快)TMS320C62X/C67X等。
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TI将常用的DSP芯片归纳为三大系列: TMS320C2000系列:包括TMS320C2X/C2XX; TMS320C5000系列:包括TMS320C5X/C54X/C55X TMS320C6000系列:包括TMS320C62X/C67X。 如今，TI公司的一系列DSP产品已经成为当今世界上最有 影响的DSP芯片。公司也成为世界上最大的DSP芯片供应商，
MAC(Multiply-Accumulate Unit )时间：一次乘加运算的时间。大
部分DSP芯片可在一个指令周期内完成一次乘法和加法操作。 FFT执行时间：运行一个N点FFT程序所需的时间。FFT是典型的 DSP算法运算，因此FFT运算时间常作为衡量 DSP芯片运算能力的 一个指标。
MIPS/MFLOPS( Million Instructions Per Second/Million Floating-point
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5、20世纪70年代末80年代初世界上第一片单片可编 程DSP芯片的诞生，将DSP理论研究结果广泛应用到低 成本的实际系统中，推动了新的理论和应用领域的发 展。 可以毫不夸张地说，DSP芯片的诞生及发展对近20年 来通信、计算机、控制等领域的技术发展起到十分重 要的作用。
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2、DSP系统的特点 DSP系统以数字信号处理为基础，具有数字处理的全部优点：
(1)接口简单、方便：数字信号的电气特性简单，不同DSP系统
互联时，在硬件接口上容易实现； (2)编程方便：可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活 方便地对软件进行修改和升级；容易实现复杂的算法和复杂的 信号处理功能；
第一章 数字信号处理和DSP系统
(2) 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； (3) 片内具有快速RAM； (4) 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； (5) 快速的中断处理和硬件I/O支持； (6) 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； (7) 可以并行执行多个操作； (8) 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重 叠执行。
采用价格昂贵的DSP芯片，即使性能再高，其应用范围受到限制，
尤其是民用产品。因此根据实际系统的应用情况，需确定一个价
格适中的DSP芯片。
第一章 数字信号处理和DSP系统
DSP芯片的硬件资源 不同的DSP芯片提供的硬件资源是不相同的，如片内RAM、
ROM的数量，外部可扩展的程序和数据空间，总线接口，I/O
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4、DSP系统的设计流程(DSP系统设计的一般过程)
DSP应用(确定设计目标) 定义系统性能指标 选择DSP芯片 硬件设计 硬件调试 软件编程 软件调试
系统集成
系统测试和调试
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（1）算法模拟：根据应用系统的目标确定系统的性 能指标。根据系统要求进行算法仿真和高级语言模拟 实现。确定最佳处理方法。如用MATLAB等数学开发 工具对DSP算法进行优化设计和仿真测试， （2）选择DSP芯片：根据算法要求，如运算速度、运 算精度、存储器大小、系统成本、体积、功耗等选择 合适的DSP芯片。
第一章 数字信号处理和DSP系统
(5) 系统集成和系统测试阶段：调试完成后，实时系 统固化在DSP系统中，将软件脱离开发系统而直接在 应用系统上运行。 DSP系统的开发，特别是软件开发是一个需要反 复进行的过程，虽然通过算法模拟基本上可以知道实 时系统的性能，但实际上模拟环境不可能做到与实时 系统环境完全一致，将模拟算法移植到实时系统时必 须考虑算法是否能够实时运行的问题。如果算法运算 量太大不能在硬件上实时运行，则必须重新修改或简 化算法。
速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。 字形式对信号进行采集、变换、滤波、估计、增强、压
缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。
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DSP是以众多学科为理论基础，如微积分、概率统 计、随机过程、数值分析、网络理论、信号与系统、人 工智能、模式识别、神经网络等。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。
3、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。
推动 DSP理论的发展 促进 DSP的实现 桥梁 DSP应用的发展
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4、数字信号处理的实现方法 (1) 通用的计算机上用软件(如 C语言)实现速度较慢。 可用于DSP算法的模拟； (2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现； 专用性强，应用受限； (3) 用通用的单片机(如: MCS-51、96系列等)实现。只 适用实现简单的DSP算法，用于一些不太复杂的数 字信号处理，如数字控制等；
课程的主要讲述内容
本课程的主要内容： 1、数字信号处理和DSP系统 2、 DSP芯片结构和CPU外围电路 3、存储结构和寻址方式 4、程序流程控制 5、TMS320C55X DSP的汇编指令 6、 DSP集成开发环境 7、 TMS320C55X DSP应用实例 8、 OMAP5912双核处理器
DSP的典型应用实例
(1) 简单的信号处理任务，采用DSP使成本增加;
(2) DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题； (3) DSP系统的功耗较大。
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3、可编程DSP芯片 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，其主要应用 是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字 信号处理的要求，DSP芯片具有如下主要特点： (1) 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；
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DSP 芯片的开发工具 快捷、方便的开发工具和完善的软件支持是开发大型、复杂 DSP系统的必备条件。TI公司的CCS集成开发环境、实时软件技 术等， C语言支持(开发的时间大大缩短)。 DSP芯片的功耗 在某些DSP应用场合，功耗也是一个需要特别注意的问题。 如便携式的DSP设备、手持设备、野外应用的DSP设备等都对功