1、教材哈尔滨工业大学 “ 十一五 ” 规划教材 TMS320LF240x系列 DSP原理、开发与应用哈尔滨工业大学出版社 2006年 8月张毅刚 赵光权 孙宁 俞洋 编著参考书 (见教材参考文献 )(1) TMS320LF240xDSP硬件开发教程 ,江思敏 ,机械工业出版社。(2) TMS320LF240xDSP应用程序设计教程 ,清源科技 ,机械工业出版社。(3) TMS320LF240xDSP结构、原理及应用 ,刘和平 ,北京航空航天大学出版社 .(4) TMS320LF/LC24系列 DSP的 CPU与外设 ,徐科军等编译 ,清华大学出版社。学时 : 28 (实验)考核第 1章 数字信号
2、处理器 (DSP)综述1.1 什么是 DSP DSP-Digital Signal Processor(数字信号处理器 ) 特别适合于 实现各种数字信号处理运算 的 微处理器 。过去受集成电路技术和数字化器件发展水平限制,只限于理论概念的讲授和仿真。早期 在计算机上仿真,算法实现。现在 在 DSP上实时处理DSP也可是 Digital Signal Processnig(数字信号处理)的缩写, 国内常用 DSP代表数字信号处理器 。由于 DSP具有:( 1)丰富的硬件资源( 2)改进的并行结构、( 3)高速的数据处理能力和功能强大的指令系统,已成为 世界半导体产业 中紧随 微处理器 与 微控制
3、器 (单片机)之后的 又一个热点在 通信、航空、航天、机器人、工业自动化、自动控制、网络及家电 广泛的应用。1.2 DSP技术的发展及现状 1965年, 快速傅立叶算法( FFT), 使傅立叶分析的速度提高了数百倍,为数字信号处理的应用 奠定基础 。 但由于当时的 计算机技术和数字电路技术发展水平的限制, FFT应用受到限制 。20世纪 70年代,由于 集成电路技术 的发展,使用硬件实现 FFT和数字滤波的算法成为可能。1978年 , AMI公司 宣布第一个 DSP问世,但人们一般认为, 20世纪 70年代后期推出的 Intel 2920才是第一片具有独立结构的 DSP。 1981年,美国德州
4、仪器( TI)公司研制出了著名的TMS320系列 的 首片 低成本、高性能的 DSPTMS320C10。使 DSP技术向前跨出了意义重大的一步。90年代后,由于超大规模集成电路、微处理器技术的发展, 数字信号处理 无论在理论上还是在工程应用中 ,都是发展最快的学科之一 ,且日趋完善和成熟。特别是 90年代中期,由于 Internet网络 的迅猛发展和 高清晰度数字电视 的研究以及各种 网络通信、多媒体技术的普及和应用 , 极大地刺激了数字信号处理理论、 DSP技术 在工程上的实现和推广应用。DSP的性能指标不断提高,价格不断下降,获得广泛应用,已成为新兴科技: 通信、多媒体系统、消费电子、医用
5、电子 等飞速发展的主要推动力。DSP的发展经历了 三个主要阶段 ,目前已发展到 第四 代、第五代产品 。 DSP主要厂商: 美国 TI、 ADI、 Motorola、 Zilog等公司。 TI公司 位居榜首,占全球 DSP市场约 60左右 。尽管当前的 DSP技术已达到较高的水平,但在一些 实时性要求很高 的场合,单片 DSP的处理能力还是不能满足要求。因此, 多总线 、 多流水线 和 多处理器 并行 就成为提高系统性能的重要途径之一。许多公司在提高单片性能的同时,在结构上为多处理器的 并行应用 提供方便。例如, TI公司 的某型号 DSP,设置了 6个 8bit的通信口 ,既可作 级联 ,也
6、可作 并行连接 。每个口都有DMA能力。AD公司 的 SHARC系列 DSP为满足多片互联的需要,专门设置有 LINK链路口,可 无缝连接 多达 6片 DSP,组成一定的 拓扑结构的网络 ,这些都是专门为 多处理器应用 而设计的。提高性能的另一种方法就是 把 DSP内核集成在一个芯片内。 如 TI公司 1995年推出的 TMS320C80(又称多媒体视频处理器)内有 5个强有力、完全可编程的DSP处理器随着 DSP的处理速度越来越快,功耗也随越大,特别是在 电池供电的 便携式 及 嵌入式 小型或微型设备中的大量使用,都迫切要求 DSP在提高工作性能的同时,降低工作电压,减少功耗。为此,各 DSP厂家积极研制并陆续推出多种 低电压、低功耗 芯片。例如, TI公司 的 TMS320VC5416,内核工作电压只有1.5V,有的 DSP设置了多种节能等待状态。总之, 低电压 和 低功耗 已成为 DSP的 重要技术指标之一 。