数字信号处理器DSP

模拟输 入信号
A/D 变换器
数字输 数字输 入信号 数字信号 出信号 D/A 处理器 变换器
模拟输 出信号
图8.1 数字信号处理系统框图
数字信号处理的实现方法可以有以下几种： 数字信号处理的实现方法可以有以下几种：
（1）在通用计算机上用软件来实现。 ）在通用计算机上用软件来实现。 （2）在通用计算机系统中加上专用的加速处 ） 理机。 理机。 （3）用通用的单片机实现。 ）用通用的单片机实现。 （4）用通用的可编程数字信号处理器 ） （DSP）芯片实现。 ）芯片实现。 （5）用专用数字信号处理器 ） （DSP）芯片实现 ）
（1）片内数据 ）片内数据RAM块 块 （2）程序存储器 ） （3）存储器映象寄存器 ） （4）辅助寄存器 ） （5）存储器到存储器的移动 ）
六种程序存储器和数据存储器的组合： （1）PI／DI：程序存储器为片内 ，数据存储器为片内 。 ） ／ ：程序存储器为片内RAM，数据存储器为片内RAM。 （2）PI／DE：程序存储器为片内 ，数据存储器为片外存储器。 ） ／ ：程序存储器为片内RAM，数据存储器为片外存储器。 （3）PE／DI：程序存储器为片外存储器，数据存储器为片内 。 ） ／ ：程序存储器为片外存储器，数据存储器为片内RAM。 （4）PE／DE：程序存储器、数据存储器皆为片外存储器。 ） ／ ：程序存储器、 （5）PR／DI：程序存储器为片内 ） ／ ：程序存储器为片内ROM，数据存储器为片内 。 ，数据存储器为片内RAM。 （6）PR／DE：程序存储器为片内 ） ／ ：程序存储器为片内ROM，数据存储器为片外存储器。 ，数据存储器为片外存储器。
TMS320 C25
8.3.1 TMS320 C25的性能与特点 的性能与特点 8.3.2 TMS320C25的结构 的结构
1、中央运算单元 、 2、存储器组织 、 3、指令执行控制单元 、 4、外部存储器和 ／O接口 、外部存储器和I／ 接口 5、中断 、
CALU结构特点：
（1）利用乘积寄存器 ，实现了乘法器的乘法 ）利用乘积寄存器PR， 运算和ALU的算术运算同时并行执行，所以连 运算和 的算术运算同时并行执行， 的算术运算同时并行执行 续的乘法――累加运算可以流水线方式执行， 累加运算可以流水线方式执行， 续的乘法 累加运算可以流水线方式执行 使芯片具有在一个时钟周期内完成一个乘法 ――累加运算的能力。 累加运算的能力。 累加运算的能力 具有定标移位器、 （2）由于 ）由于TMS320C25具有定标移位器、乘法移 具有定标移位器 位器、输出移位器、 位器、输出移位器、因此保证了定点运算的精 防止溢出的发生， 度，防止溢出的发生，并保证了数据的正确运 算操作。 算操作。
DSP的结构特点
8.2.1 哈佛结构 8.2.2 乘加流水线为核心的数据通 乘加流水线为核心的数据通路 8.2.3 片内片外两级存储体系 8.2.4 指令系统的多级流水线 8.2.5 特殊的 特殊的DSP指令 指令
哈佛结构是不同于传统的冯一诺曼结构的 并行体系结构， 并行体系结构，其主要特点是程序和数据存储 在不同的存储空间中， 在不同的存储空间中，也就是程序存储器和数 据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储 据存储器是两个相互独立的存储器， 器独立编址，独立访问。 器独立编址，独立访问。与两个存储器相对应 的是系统中设置了程序总线和数据总线， 的是系统中设置了程序总线和数据总线，从而 使数据的吞吐率提高了一倍。 使数据的吞吐率提高了一倍。 冯一诺曼结构是将指令、数据、 冯一诺曼结构是将指令、数据、地址存储 在同一存储器中，统一编址， 在同一存储器中，统一编址，依靠指令计数器 提供的地址区分是指令、数据还是地址。 提供的地址区分是指令、数据还是地址。取指 令和取数据都访问同一存储器，数据吞吐率低。 令和取数据都访问同一存储器，数据吞吐率低。
第八章
数字信号处理器DSP 数字信号处理器
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
概述 DSP的结构特点 的结构特点 TMS320 C25 PC和DSP之间的DMA通信 TMS320C25在自动图象监 视报警系统中的应用
8.1.1 信号与系统 8.1.2 信号处理 8.1.3 数字信号处理器
数字信号处理系统的结构框图如图8.1所示 数字信号处理系统的结构框图如图 所示
IBM-PC 主机
W EF FIFO(1) TMS320 C25
T/C DACK1
FF R
FIFO(2) R 译码器 DRQ1 与 控制逻辑 图8.3 使用DMA的DSP和PC通信原理 FF 译码器 与 控制逻辑 INT
FF W
8.5 TMS320C25在自动图象监视报Biblioteka Baidu系统中的应用
摄像机 监视器 监视器 监视器
8.4 PC和DSP之间的 和 之间的DMA通信 之间的 通信 设计微处理器系统时， 设计微处理器系统时，系统结构是一个 重要因素，常见的系统结构有： 重要因素，常见的系统结构有： （1） 独立DSP系统。 ） 独立 系统。 系统 （2） 共享全局数据存储的并行多处理器系 ） 统。 （3） 多种处理器芯片混合的主从系统。 ） 多种处理器芯片混合的主从系统。
摄像机 摄像机
视频 放大
视频切换 模拟开关 IBM/PC机 预处理
伺服机构
C25处理机
语言报警 图8.4 数字信号处理系统框图
录像机