适应DSP系统的可重构信号调理电路设计
高效率可重构数字信号处理器设计
高效率可重构数字信号处理器设计数字信号处理已经成为现代通信、娱乐、医疗、军事和工业等领域中的重要技术。
数字信号处理器（DSP）是实现数字信号处理算法的核心部件。
早期的DSP通常采用特定的硬件电路来实现数字信号处理功能，因此具有高效、可靠等优点。
但是由于硬件电路设计需要海量工作量，且难以更改，因此其灵活性面临严重的挑战。
由此，可重构数字信号处理器（Reconfigurable DSP）成为一种流行的数字信号处理解决方案。
与传统的专用硬件电路不同，可重构DSP将数字处理功能与程序控制集成在一起，实现数字信号处理算法的灵活性和可重构性。
与通用处理器相比，可重构DSP通常具有更好的并行性、低功耗、和更高的性能。
可重构DSP的设计需要在一定程度上参考硬件电路设计，因为两者都需要高效、快速地处理大量数据，同时保持可靠性和精度。
因此，在设计可重构DSP时，需要考虑多个方面的因素，例如硬件资源和交通瓶颈，编译器优化，以及运行时系统等。
首先，硬件资源和交通瓶颈是可重构DSP设计中的重要因素。
可重构DSP通常采用FPGA（Field-programmable gate array）作为基础硬件，FPGA中的LUT（Look-Up Table）是设计可重构DSP的关键基本单元，它们通过相应的开关结构组合起来实现不同的功能。
因此，LUT的数量和逻辑复杂度直接决定了可重构DSP的设计复杂度和性能。
此外，可重构DSP的交通瓶颈也是值得关注。
由于FPGA是通过可编程的闸管结构来实现不同的功能的，实现不同功能之间的数据传输是需要大量交通控制资源的。
因此，在设计可重构DSP 时，需要仔细考虑交通瓶颈的问题，充分利用FPGA中的各种资源，以提高处理数据的效率。
其次，编译器优化在可重构DSP设计中也是一个很重要的因素。
编译器可以将高级语言的代码转换为对应的硬件结构，在保证正确性和效率的基础上，提高了可重构DSP设计的开发效率。
而在可重构DSP的编译器优化中，需要考虑比如地址生成、临时变量、代码调整和流程控制等因素，以获得更好的性能和效率。
什么是数字信号处理器(DSP)如何设计一个简单的DSP电路
什么是数字信号处理器（DSP）如何设计一个简单的DSP电路数字信号处理器（DSP）是一种专门用于处理数字信号的集成电路。
DSP可以对数字信号进行滤波、采样、压缩、降噪等处理，广泛应用于通信、音频、视频、雷达、医学影像等领域。
本文将介绍数字信号处理器的基本原理和设计一个简单的DSP电路的步骤。
一、数字信号处理器（DSP）的基本原理数字信号处理器（DSP）是一种专门设计用于执行数字信号处理任务的微处理器。
与通用微处理器相比，DSP的设计更加专注于数字信号处理和算法运算能力。
其主要特点包括：1. 高性能和低功耗：DSP采用了高性能的算法执行引擎和专用的数据通路结构，以实现高效的信号处理和低功耗运行。
2. 并行性和高密度：DSP通常拥有多个算术逻辑单元（ALU）和多路访问存储器（RAM），能够并行处理多个数据流，提高处理速度和效率。
3. 特定接口和指令集：DSP通常具有专门的接口和指令集，以适应数字信号处理算法的需要，如乘积累加、快速傅里叶变换等。
4. 可编程性和灵活性：DSP具备一定的可编程性，可以通过修改指令序列或参数配置，适应不同的应用需求，并能够方便地进行算法的更新和升级。
5. 软件开发支持：DSP通常有配套的开发环境和软件库，支持算法开发、调试和优化，简化开发流程。
二、设计一个简单的DSP电路的步骤设计一个简单的DSP电路涉及到以下几个主要步骤：1. 需求分析：确定所需信号处理任务的具体要求和性能指标，如采样率、频带宽度、处理算法等。
2. 系统建模：基于需求分析结果，对系统进行建模，包括信号源、传感器、前端采集电路、信号处理电路等组成部分。
3. 算法设计：选择适合的数字信号处理算法，如滤波、变换、解调等，根据系统建模结果进行算法设计和优化。
4. DSP芯片选择：根据系统要求和算法设计结果，选择合适的DSP 芯片，考虑性能、功耗、接口等因素，以及DSP芯片的开发和调试支持。
5. 电路设计：设计DSP电路的硬件部分，包括时钟、存储器、接口电路等，使用原理图和PCB布局工具进行设计。
基于DSP的数字信号处理系统设计和实现
基于DSP的数字信号处理系统设计和实现基于DSP的数字信号处理系统设计和实现随着科技的发展和数字信号处理（DSP）技术的日益成熟，数字信号处理系统在众多领域都得到了广泛应用，例如通信、音频和视频处理、医疗影像等。
本文将探讨基于DSP的数字信号处理系统的设计和实现。
数字信号处理系统通常由硬件和软件两个主要部分组成。
硬件部分主要包括数字信号处理芯片（DSP芯片）、模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），以及与外部设备的连接接口。
而软件部分则是指通过编程语言（例如C语言或MATLAB）来编写算法和逻辑实现。
在设计数字信号处理系统时，首先需要明确系统的需求和目标。
比如，在通信领域中，可能需要实现信号的调制、解调、滤波和解码等功能。
而在音频处理领域，则可能需要实现声音的录制、降噪、混响和音频效果的增强等。
根据需求，我们可以选择适合的DSP芯片和外部设备。
选择合适的DSP芯片是系统设计的关键。
DSP芯片具有高性能的运算能力和强大的算法处理能力，能够高效地进行数字信号处理。
常见的DSP芯片有TI 公司的TMS320系列、ADI公司的Blackfin系列和FPGA芯片等。
不同的芯片有不同的特性和功能，因此在设计时需要根据需求选择适合的芯片。
另外，模数转换器和数模转换器也是设计中需要考虑的重要因素。
模数转换器可以将模拟信号转换为数字信号，而数模转换器可以将数字信号转换为模拟信号。
选择合适的转换器能够确保信号的质量和精度。
在硬件部分设计完成后，接下来是软件的设计和编码。
根据需求，我们可以选择合适的编程语言和开发环境。
例如，使用C语言和Code Composer Studio开发环境可以实现DSP芯片的编程，而使用MATLAB则可以方便地进行信号处理算法的开发和测试。
在软件开发中，需要利用编程语言来实现信号处理算法和逻辑。
例如，用C语言编写FIR滤波器，用MATLAB编写频谱分析算法。
同时还需要注意代码的优化和效率，以确保系统的性能和实时性。
基于DSP的音频信号处理系统设计
基于DSP的音频信号处理系统设计DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）是一种对数字信号进行处理和分析的技术。
在音频信号处理方面，通过DSP可以实现音频的降噪、均衡、混响等处理，同时可以根据实际需求对音频信号进行调整和优化。
音频信号处理系统通常包括三个主要模块：输入模块、处理模块和输出模块。
输入模块主要负责从外部设备获取音频信号。
常用的音频输入设备包括麦克风、音频接口等。
输入模块需要将模拟信号转换为数字信号，以便后续的数字信号处理。
处理模块是整个系统的核心部分，主要实现对音频信号的处理和分析。
处理模块通常由一块DSP芯片和相应的算法组成。
DSP芯片是实现音频信号处理的核心器件，可以通过其强大的计算能力对音频信号进行实时处理。
而算法则是根据具体处理需求设计的，包括均衡、降噪、混响等算法。
通过合理选择算法，并根据实际需求对其进行调整和优化，可以实现对音频信号的各种处理效果。
输出模块主要负责将处理后的音频信号输出到外部设备，如音箱、音频接口等。
输出模块需要将数字信号转换为模拟信号，以便外部设备能够正确播放音频。
通常，输出模块会采用数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）来完成数字信号到模拟信号的转换。
在音频信号处理系统的整体设计中，还需要考虑以下几个方面：系统的实时性要求。
音频信号处理通常需要以实时的方式进行，以保证用户能够即时听到处理后的音频效果。
系统的硬件和软件设计需要保证在处理音频信号时的实时性。
系统的稳定性和可靠性。
音频信号处理系统需要能够在长时间运行的情况下保持稳定的工作状态，并且保证处理后的音频效果的稳定性和可靠性。
系统的易用性也是一个重要考虑因素。
用户在使用音频信号处理系统时，希望能够轻松地进行操作和调整处理效果。
系统的界面设计和操作方式需要尽可能简化和易于理解。
基于DSP的音频信号处理系统设计需要考虑到输入模块、处理模块和输出模块的设计，以及实时性、稳定性、可靠性和易用性等方面的要求。
基于DSP的音频信号处理与放大系统设计(毕业设计)
基于DSP的音频信号处理与放大系统设计一、前言数字信号处理（DSP）技术在音频处理中得到了广泛的应用。
本文旨在设计一个基于DSP的音频信号处理与放大系统，实现对音频信号的处理、调节和放大。
该系统采用了TMS320C6713 DSP芯片作为核心处理器，能够实现高效率、高精度的数字信号处理。
本文将从系统设计的需求出发，分析系统架构、设计参数、算法实现和系统性能等方面进行详细阐述。
二、系统需求分析输入/输出该系统的输入为音频信号，一般来自音频采集器、CD、MP3等设备。
输出为音频放大信号，一般连接至功放、扬声器等设备。
为保证音频信号质量，系统应具有输入阻抗高、噪声低、失真小的特点。
放大输出信号应具有高保真度、低失真度、大输出功率等特点。
系统性能该系统应满足以下要求：（1）输入阻抗：> 10kΩ（2）噪声：< 0.1mV（3）失真：< 0.1%（4）输出功率：> 50W（5）频率响应：20Hz-20kHz（6）信噪比：> 90dB（7）总谐波失真：< 0.5%系统算法系统应支持以下算法：（1）音频采集（2）滤波处理（3）音量调节（4）均衡器（5）混响效果三、系统设计系统架构该系统采用了TMS320C6713 DSP芯片作为核心处理器，外围连接音频采集器、音频处理器、音频放大器等模块。
系统框图如下所示：+--------+ +--------+ +--------+|音频采集器|------->| DSP芯片|------->| 音频放大器|+--------+ +--------+ +--------+|+--------+| 音频处理器|+--------+系统参数（1）输入阻抗：系统采用运放作为输入级，输入阻抗可达到10MΩ以上。
（2）噪声：系统采用低噪声运放，噪声可控制在0.1mV以下。
（3）失真：系统采用高精度ADC/DAC芯片和高质量音频放大器，失真可控制在0.1%以下。
如何设计电路的信号调理电路
如何设计电路的信号调理电路在电子领域中，信号调理电路是一项重要的设计任务。
信号调理电路的设计过程旨在将输入信号转换为适合特定应用的输出信号。
本文将介绍如何设计电路的信号调理电路，包括电路设计流程、常用信号调理电路的类型以及设计注意事项。
一、电路设计流程信号调理电路设计的流程通常包括以下几个步骤：1. 确定信号类型和特性：首先需要明确输入信号的类型和特性，例如模拟信号还是数字信号，信号的频率范围、幅度范围等。
2. 信号采样与滤波：根据信号的特性，选择合适的采样率和滤波器来抽取所需频率范围内的信号，并去除掉可能存在的噪声。
3. 放大与衰减：对于过小的信号，可以采用放大电路将信号增强，而对于过大的信号，则需要采用衰减电路进行降低。
4. 增益与补偿：根据输出信号与输入信号的幅度关系，进行增益与补偿的设计，以使得输出信号能够达到所需的幅度。
5. 偏置与参考电平：根据具体应用需求，设计偏置电路或者参考电平电路，用于保持电路的工作在合适的工作区间内。
6. 线性化与校准：针对非线性的信号调理电路，需要进行线性化设计与校准，以确保输出信号的准确度和稳定性。
二、常用信号调理电路的类型1. 模拟滤波器：包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等，用于抑制或增强不同频率范围内的信号成分。
2. 放大器：根据输入信号的幅度要求，设计合适的放大器电路来放大信号的幅度。
3. 数据转换器：将模拟信号转换为数字信号或者将数字信号转换为模拟信号的电路，例如模数转换器和数模转换器。
4. 传感器接口电路：将传感器输出的信号进行放大、滤波和处理，使其能够被微控制器、信号处理器等其他设备获取和处理。
5. 偏置电路：用于为某些特定应用提供合适的偏置电平，以确保电路能够正常工作。
6. 校准电路：对于需要高精度输出的信号调理电路，设计校准电路来消除误差和非线性，提高信号的准确度和稳定性。
三、设计注意事项在设计信号调理电路时，需要注意以下几点：1. 确定需求和参数：在设计之前，明确所需的信号调理电路的功能和参数要求，例如输入信号范围、输出信号范围、噪声要求等。
基于DSP的音频信号处理系统设计
基于DSP的音频信号处理系统设计音频信号处理系统是利用数字信号处理（DSP）技术对音频信号进行处理和调节的系统。
随着数字技术的不断发展，数字信号处理在音频领域中越来越受到重视。
音频信号处理系统可以广泛应用于音响系统、通讯系统、音频编辑系统等领域，它能够对音频信号进行滤波、混响、均衡、压缩、编码解码等处理，提高音质和改善声音效果。
设计一套基于DSP的音频信号处理系统首先需要明确系统的功能需求和技术要求，然后进行硬件和软件设计、系统集成和调试等步骤。
在这个过程中需要考虑的因素有：音频信号的采集和处理、数字信号处理器的选择、算法设计和优化、系统的实时性和稳定性等。
音频信号处理系统的设计需要考虑的功能模块有：采集模块、数字信号处理模块、通信模块、控制模块等。
采集模块主要负责将模拟音频信号转换为数字信号，并将其送入数字信号处理器进行处理。
数字信号处理模块则对音频信号进行各种处理，如滤波、均衡、混响、压缩等。
通信模块可以实现系统与外部设备的通信，如数据传输、控制指令等。
控制模块则可以根据用户的需求对系统进行控制和调节。
在DSP的选择上，需要考虑系统的实时性、处理能力、功耗、成本等因素。
一般而言，音频处理系统需要具备足够的处理能力和实时性，因此选择处理能力较强的DSP是比较合适的选择。
DSP的功耗和成本也是需要考虑的因素。
在算法设计和优化方面，需要根据系统的功能需求进行相应的算法设计和优化。
滤波算法、均衡算法、混响算法、压缩算法等都需要根据系统的需求进行设计和优化，以满足系统的性能指标。
在系统的硬件设计和软件设计上，需要根据功能需求进行相应的设计。
硬件设计包括电路设计、PCB设计、外部接口设计等，软件设计则包括算法实现、驱动程序开发、用户界面设计等。
系统集成和调试则是将各个模块进行集成，并进行系统调试和性能验证。
基于DSP CPLD可重构数控系统的设计
基于DSP+CPLD可重构数控系统的设计1、前言随着计算机技术的高速发展，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，其核心思想之一是柔性化制造，制造系统能够随着加工条件的变化动态调整。
目前，各类MCU 快速发展，它们不仅运算速度快、价格便宜、种类繁多，而目不同M CU 针对不同的应用在其片上集成了专用控制电路，满足了不同的应用需求还提高了电路的安全性和稳定性。
综合上述的分析与论证，本文设计了一种基于DSP＋CPLD 现场可编程门阵列器件的可重构数控系统。
2、硬件设计本运动控制卡是以PC 机作为主机的运动控制卡，选用DSP作为核心微处理器，卡上集成编码器信号采集和处理电路，D/A输出电路，扩展存储器电路和PC-DSP通讯电路。
PC机把粗处理的数据通过DSP-PC 通讯接口传递给运动控制系统，DSP通过对光电编码器反馈信号处理电路的结果分析，计算出与给定位置的误差值，再通过软件位置调节器获得位置控制量，计算出运动速度控制量，产生的输出信号经D/A 转换将模拟电压量送给伺服放大器，通过对伺服电机的控制实现对位置的闭环控制。
系统的结构框图如图 1 所示。
选用美国TI公司的16位定点DSP TMS320LF2407A作为本运动控制器的核心处理器，地址译码、时序逻辑、编码器信号处理电路用CPLD来完成，用PCI 接口芯片实现双口RAM与PC 机的通讯，双口RAM用来存储和缓冲DSP与PC 机间的通讯数据，SRAM 用来存储运动控制器运行时的程序和数据。
(1).DSP外部中断接口处理对于数控机床来说，由于受工作行程等各方面的限制，在其超过控制范围时，引入包括限位中断和编码器INDEX 信号中断。
每个控制轴有正反方向的两个限位开关，产生两个限位信号，4 个轴共8 个限位信号:LIMA+, LIMA -、LIMB +, LIMB -、LIMC +, LIMC-，LIMD+, LIMD -其中“+”表示正限位，“-”表示负限位。
DSP信号调理电路设计
DSP信号调理电路设计
DSP信号调理电路设计
作者：秦晓庆
作者机构：1安徽理工大学安徽淮南232001；2、淮南供电公司安徽淮南232001
来源：建筑工程技术与设计
年：2017
卷：000
期：020
页码：3880-3881
页数：2
正文语种：chi
关键词：电压信号调理;电路;A/D;DSP
摘要：该电路是用于自动化控制终端的电压信号调理电路，由电压传感器、滤波电路、降低噪声电路、电流传感器、补偿电路、保护电路、A/D采集电路、DSP处理电路组成。
此电路测量0-500VAC电压信号，信号经电压传感器在副边可以得到25mA交流信号，电压取样后得到-1.5—+1.5V左右的信号供后面电路处理，DSP2812单片机内置12位16通道的AD数据采集，将-1.5—
+1.5V左右的交流信号进行缩小和降压处理后转变成0-+3V的电压送入A/D 通道，经过处理器的处理后送出，可供其他设备使用。
该电路具有瞬变保护，测量精度高，可靠性强。
如何使用数字信号处理器进行电路设计和优化
如何使用数字信号处理器进行电路设计和优化数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）是一种专用的数字信号处理芯片，广泛应用于电子电路的设计和优化。
本文将介绍如何使用DSP进行电路设计和优化，以提高电路的性能和效率。
一、DSP在电路设计中的应用1. 数字信号处理算法的开发：通过DSP可以实现各种数字信号处理算法，如滤波、快速傅里叶变换（FFT）、数字调制解调等。
这些算法可以在电路设计中应用于信号处理、通信、音频处理等方面。
2. 数字控制系统设计：DSP可以用于设计数字控制系统，实现对电路的精确控制。
例如，通过DSP可以设计电机驱动器、机器人控制系统等，提高电路的控制性能和稳定性。
3. 音频处理和音效设计：借助DSP的高性能计算能力和丰富的数字信号处理算法，可以实现音乐合成、音频编解码、音效设计等应用。
这些应用广泛用于音频设备、影视制作等领域。
二、DSP电路设计的步骤1. 电路分析和需求确定：首先对待设计的电路进行全面的分析，明确电路的输入输出特性、性能要求等。
根据需求确定DSP的选择和配置。
2. DSP编程环境配置：根据所选DSP的型号和开发平台，配置相应的DSP编程环境。
常见的DSP开发工具包括CCS（Code Composer Studio）等。
3. 算法实现和优化：根据电路的特点和需求，在DSP编程环境下实现相应的数字信号处理算法。
同时，需要根据硬件平台和性能要求对算法进行优化，以提高整体的计算效率和响应速度。
4. 系统集成和测试：将DSP实现的算法与电路的硬件平台进行集成，进行系统级测试和调试。
确保DSP与其他电路模块的正常协作和性能符合设计要求。
5. 性能评估和优化：通过实际测试和性能评估，对DSP设计进行优化。
可以采用性能分析工具对DSP的运行效率和功耗进行评估，进一步提高电路的性能和效率。
三、DSP电路设计的注意事项1. DSP硬件资源的合理分配：在设计中要充分考虑DSP的计算能力和存储资源的限制，合理分配和利用硬件资源，以满足电路的计算需求。
可重构架构的高性能数字信号处理器设计
可重构架构的高性能数字信号处理器设计随着现代通信技术的发展，数字信号处理器(DSP)成为如今通信领域必不可少的关键元件，其高性能、大容量、低功耗等优点在信号处理、图像处理、音频处理等领域发挥着重要作用。
可重构架构是一种新型设计思路，它能够充分利用FPGA 的灵活性和DSP的高性能，打破传统DSP的性能墙。
本文将阐述可重构架构的高性能数字信号处理器设计。
一、可重构架构的概念可重构架构是指在设计中融入硬件重构技术，可以通过编程或配置的方式修改内部硬件结构，从而适应不同的应用需求。
相比传统架构，可重构架构具有更高的灵活性和可扩展性，能够满足不同应用的需求。
二、高性能数字信号处理器的设计高性能数字信号处理器的设计主要包括以下三个方面：算法优化、体系结构设计和芯片实现。
可重构架构的高性能数字信号处理器结合了二、三两个方面，即架构设计和芯片实现。
1. 算法优化算法优化是高性能数字信号处理器设计的第一步，目标是提高算法的运行速度和效率。
算法优化的主要方法有两种：一种是时间域优化，一种是频域优化。
在时间域优化中，主要是通过数学分析来优化算法，使其更加高效；在频域优化中，主要是通过快速傅里叶变换等方法提高算法效率。
2. 可重构架构设计可重构架构的设计是本文重点讨论的内容。
可重构架构的架构设计就是选择合适的硬件模块，并将其组合构成适合指定应用的硬件结构。
可重构架构的好处是可以将硬件逻辑修改为最适合特定应用的形式。
这意味着可以根据应用需求，在不需要重新设计芯片的情况下增加新的硬件逻辑，以充分利用可重构架构提供的灵活性。
3.芯片实现芯片实现是将场效应晶体管(例如CMOS) 制成芯片的过程。
这个过程既要考虑电路复杂度，又要考虑耗电量，其目标是减少对电、功率等的需求，从而提高芯片的使用寿命。
芯片实现的目标是将高性能数字信号处理器的复杂性和功率需求降至最低，同时在满足其它指标的情况下，尽可能地提高性能和速度。
三、可重构架构的优点相比传统DSP，可重构架构具有较多的优点。
新型可重构信号处理器技术研究
新型可重构信号处理器技术研究随着科学技术的不断发展，各种新型电子设备呈现出越来越强大的性能和更高的速度。
在数据处理领域，人们需要一种具有较高的灵活性和适应性，同时又能满足大数据量数据处理需求的技术。
这时，新型可重构信号处理器技术应运而生。
一、可重构信号处理器的背景和概念可重构信号处理器（Reconfigurable Signal Processor, RP）是一种利用现代数字电路设计的可编程集成电路（Programmable Logic Integrated Circuit, PLIC）芯片。
这种芯片具有与传统DSP芯片相似的性能，但是它能够通过改变其内部的结构，使之能够适应不同的要求，在一定程度上消除了传统DSP芯片的单一性和低效性。
在设计过程中，RP需要通过基于片上可编程部件（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的可重构方法实现功能的快速配置、重构和适应，以实现不同的应用需求。
具体而言，RP能够通过软件控制改变其芯片内的各种模块，从而完成不同运算、滤波、变换和编解码等数据处理与处理操作。
二、可重构信号处理器技术的实现方法可重构信号处理器不仅能够完成传统DSP在信号处理方面的基本功能，同时还能够根据实际需要灵活地改变其内部的结构，使其更适合复杂的信号处理应用。
这样，设计出一种优秀的RP芯片需要具备以下几个核心技术：1.可重构资源映射技术由于RP芯片需要在不同的应用中达到较好的效果，因此资源映射技术是RP芯片设计中不可或缺的一部分。
具体而言，资源映射技术需要将DSP算法的各种资源进行优化映射到FPGA上，以达到最优的性能。
2.硬件/软件协同设计技术可重构信号处理器的设计需要同硬件/软件协同设计密切结合，以克服其代码复杂、难以维护、难以实现等问题。
这样，硬件/软件协同设计技术就成为了RP芯片设计的基本手段。
通过将部分算法设计为硬件电路结构，增强RP芯片的处理能力，从而提高其处理性能和灵活性。
基于可重构体系架构的数字信号处理技术研究
基于可重构体系架构的数字信号处理技术研究I. 引言数字信号处理（DSP）技术应用广泛，包括音频信号处理、视频信号处理、通信信号处理、雷达信号处理、医疗信号处理等领域，其性能和处理能力对系统的整体性能和稳定性有很大的影响。
随着科技的发展，高性能、低功耗的DSP芯片已经成为业界思考的热点问题。
近年来，可重构体系架构（reconfigurable architecture）的出现，极大地提高了DSP芯片的灵活性和性能。
本篇文章将对基于可重构体系架构的数字信号处理技术进行深入研究。
II. 可重构体系架构概述可重构体系架构是一种可以在运行时根据具体任务重新配置硬件资源的计算机体系结构。
可重构体系架构通过利用FPGA等可编程器件实现柔性的硬件架构，将CPU和FPGA相结合，可以在运行时动态地将资源可重新配置，实现更高的计算性能和灵活性。
III. 可重构体系架构在数字信号处理中的应用可重构体系架构在数字信号处理领域中，有以下几个方面的应用：1. 软件定义无线电（SDR）软件定义无线电（SDR）是一种利用可重构体系架构实现的无线电技术。
通过重新配置硬件资源，在可重构体系架构上实现无线电等模拟信号数字化，实现无线电通信的数字处理。
SDR结合可重构体系架构，可以满足系统高速、高精度、高带宽、低延迟的需求。
2. 视频信号处理利用可重构体系架构，可以实现对视频图像的实时处理。
可重构体系架构可以通过快速重新配置硬件资源，实现图像的算法加速、复杂性调整和快速适应不同的分辨率、帧速率等要求。
3. 语音信号处理语音信号处理是DSP领域中的重要应用之一，而可重构体系架构在语音信号处理中的应用也非常广泛。
通过可重构体系架构，可以实现基于数字信号处理的语音信号识别、降噪、压缩等功能。
IV. 可重构体系架构数字信号处理技术的优势相较于传统的DSP芯片，可重构体系架构数字信号处理技术具有以下优势：1. 灵活性强可重构体系架构的灵活性使得其能够动态地适应各种计算和控制任务。
一种面向64位DSP处理器的可重构ALU研究及设计_高向强
可重构技术通过改变器件的配置文件实现电路 的不同结构和功能，具 有 很 好 的 灵 活 性 和 较 高 的 资 源利用率，且克服了 传 统 集 成 电 路 设 计 的 开 发 周 期 长 、设 计 成 本 高 和 电 路 结 构 固 化 等 缺 点 ，已 经 成 为 超 大规模集成电路设计的一种新的趋势 ． ［１］
摘 要：研究并实现了一种面向６４位 ＤＳＰ 处理器的可重构 ＡＬＵ，该 ＡＬＵ 由４×４阵列的计算单元通过 交 叉 开 关 互联构成，并支持３２／６４位定点数基本类型计算和可重 构 类 型 计 算，３２／４０／６４ 位 浮 点 数 基 本 类 型 计 算 和 可 重 构 类 型计算．设计中采用复用６４定点乘法器、６４位左移／右移移 位 器 等 电 路 资 源、统 一 定／浮 点 译 码 及 计 算 模 型 等 方 法 有效地降低了电路资源和设计复杂度．利用型号为 ｘｃ６ｖｓｘ３１５ｔ－１ｆｆ１７５９的 ＦＰＧＡ 进 行 综 合 实 现 时，可 重 构 ＡＬＵ 占 用硬件资源为１５ ３４７个 ＬＵＴｓ，时钟频率达到１００ ＭＨｚ． 关键词：ＤＳＰ 处理器；可重构计算；计算单元；ＡＬＵ 中 图 分 类 号 ：ＴＮ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００－７１８０（２０１５）１０－０００１－０６
信号调理电路设计方案详解
宽带放大器的设计方案本设计由直流稳压电源、前置放大电路单元、增益控制部分、功率放大部分、单片机自动增益控制部分几个模块构成。
输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。
使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
同时利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。
功率输出部分采用分立元件制作，提高了负载阻值以及输出有效值。
控制部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。
整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。
增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。
不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB，应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围大,完成了设计的所有基本要求并做适当的发挥，使设计更完善。
1总体方案方案一：简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现,图3.1为分立元件放大器电路图。
为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。
对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。
本方案由于大量采用分立元件，如三极管等，电路比较复杂，工作点难于调整，尤其增益的定量调节非常困难。
此外，由于采用多级放大，电路稳定性差，容易产生自激现象。
方案二：为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。
又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D ／A转换芯片，其输出Vout=Dn×Vref/1024，其中Dn为10位数字量输入的二进制值，可满足1024挡增益调节，满足题目的精度要求。
它由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成，具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点，故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。
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当 ±５ Ｖ信号输入 时 ， 衰减器 的衰减系数为 ：
Ｒ ４ Ｇ＝
本文提出 了一种可 重构信号调理 电路 ， 可根据输入信 号
的特性及实际应 用选取 相应 的功能模 块。该 电路 与文献 ［ ４ ， ５ ］ 中的调理电路相 比， 主要优势是低功耗、 高兼容 ， 可重配置等。
对最大额定值 ） ， 设计 中采用反相放大 器（ Ｏ Ｐ Ａ ６ ９ ０ ） 来实现衰
减 。Ｉ Ｃ １主要进行 反相 比例放 大 ， 而Ｉ Ｃ ２主要起 着反 相 的作 用 。这里通过 Ｓ 来 选取两种可能 的衰减方式 ， 如 图 ２所示 。
应用 。 目前大部分 的商 用 电路板 可 以有 效地 对信 号 进行放 大或 滤波 ， 但基 本上都没有集成更 多的功能 ， 如信号衰 减 ， 直
２ ０ １ ５ 年第１ 期
文章 编号 ： １ ６ ７ ４ ・ ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ． ０ ０ ６ ３ － ０ ４
山 西 电子 技 术
通信技术
适应 Ｄ Ｓ Ｐ 系统 的 可 重 构 信 号 调 理 电路 设 计
焦 键 ，郑 雪娇
（ 重庆科创职业学院 机 电工程 学院， 重庆 ４ ０ ２ １ ６ ０ ）
电力 电子系统 中各 种设 备工况参数 的监控 ， 一 直是工程
１ ） 衰减 一隔离 一 抗 混滤波 一直流 电平位 移 一限幅 ；
２ ） 衰减 一抗混滤 波 一直流 电平位移 一限幅 ； ３ ） 衰减 一直 流电平位移 一限幅 ；
师们关 注 的 问题 ． ２ Ｊ ， 因此 系 统 中信 息 的采 集 非 常 重 要 。
Ｄ Ｓ Ｐ数据采集 系统 是 一种 应 用广 泛 的 嵌入 式 系 统 ， 具 有准 确、 可靠 、 通用等特性 ， 在 电力 电子 实时监控 中发挥 着主导作 用 。模数 转换器 （ Ａ Ｄ Ｃ） 是数 据采集系统 的主要部分 ， 它 决定 了数据 采集系统 固定 转换 速率 下 的分辨率 。电力 电子系统 提供 的电压和 电流信号 必须满足数据采 集系统 中 Ａ Ｄ Ｃ输 入 信号 的范 围要求 。由于系统中存在多种类 型的被测信 号 ， 而 通常 Ｄ Ｓ Ｐ中 Ａ Ｄ Ｃ均 由低 电压 （ ３ ． ３ Ｖ） 驱动 ， 为 了满 足 Ａ Ｄ Ｃ 输入信 号的条件 ， 信 号调理成 为一个 必不可少 的环节 。 典型的信号调理包 括电气隔离 、 阻抗变换 、 电平位 移 、 滤 波、 放大及 线性 化等 Ｊ ， 而相应 功能 的选取 主要取决 于实 际
摘 要： 针对 电力电子 中 Ｄ Ｓ Ｐ数据采集 系统模数 转换 器（ Ａ Ｄ Ｃ ） 输入信 号的具体 需求， 设计一种 高精度 、 低功耗 的信号调理 电路 （ Ｓ Ｃ Ｃ ） ， 并分析相 应功能模 块 。该 设计 由多级 构 成， 具 有模 块化 、 集 成化等 特 点， 可根 据输 入信 号
当 ±１ ５ Ｖ信 号输 入 时 ， 首 先使 用 ｌ 和 构 成一 个 分 压器 ， 电阻 Ｒ １ ＝Ｒ ２＝Ｒ ３＝１ ｋ ｌ。经分 压后 将其 连接 到反 相 ｆ
比例放大器 的输 入端 ， 则 衰减系数为 ：
Ｇ＝ ．
ｌ 电路 设计 与规 范
调理就是放大 ， 缓 冲或 定标模 拟信 号 ， 使其 适合 于 ＡＤ Ｃ 的输 入。 由于被监控 系统 中的信 号 可能存 在 高压 ， 过流， 浪 涌等 ， 不能被 采集 系 统正 确识 别 ， 因此 设 计 中考 虑 衰减 、 隔
离、 抗混滤 波 、 电平位移 、 限幅五个 电路模块 。
也 为可调 电阻 ， 只要选择 合适 的阻 值 ， 即可满 足 Ｇ＜１ ，
达到衰减 的 目的 。
１ ． ２ 隔 离 放 大 器
衰减 器主要用来 降低输入信号 的幅度 ； 隔离 器在 电压 瞬 变或 地环流干扰 的情 况下为 电路提供保 护 ； 抗 混滤波器通 过 限制带宽来防止混 叠 ， 以便 准确地 对信 号采样 ； 直流 电平 位
的特性进行 重新 配置。仿真测试表 明 ， 电路具 有 良好的适应性 和可靠性 ， 技 术指标优 良， 能够满足 Ｄ Ｓ Ｐ应用 系统 的
需求。
关键词 ： Ｄ Ｓ Ｐ系统 ，信号调理 ，参数 测量 ，频率响 应
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ７ ０ ２； Ｔ Ｎ ９ １ １ ． ７ 文 献标 识 码 ： Ａ
４ ） 衰减 一 隔离 一 直流电平位移 一 限幅 ；
为 了适应 不同的输入 信号 ， 保 证灵 活 的电路 配置 ， 可 依 据输入信号 的特 性来“ 激活 ” 电路结构 。设计 的 电路 原理 图
如图 １ 所示 。 １ ． １ 衰减器
对于 Ｄ Ｓ Ｐ ０～ ５ Ｖ的输入 电压 范围 （ Ｄ Ｓ Ｐ输 入 电压 的 绝
移器 能够 使交 流信 号获得 足够 的位移 ； 限幅 器防 止 Ａ ／ Ｄ转
换 器过压饱和 。 ．
脚 的静态 电流分 别 ±５ ． ０ ｍＡ和 ±５ ． ５ ｍＡ 。因此 ， 本设 计
中衰减 器的输出信号使用 隔离放大器 Ｉ Ｓ Ｏ１ ２ ２ Ｊ Ｐ进行 电气隔 离 。它 的电源由两个独立 的 Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ转换 器 Ｔ Ｅ Ｌ ２— ０ ５ ２ １提 供， 输 入 电压范 围是 ４ ． ５ Ｖ～ ９ Ｖ， 输 出电压为 ±５ Ｖ。
Ｉ Ｓ Ｏ １ ２ ２ Ｊ Ｐ是一个 带 有 调 制 解 调 技 术 的 精 密 隔 离 放 大
器， 工作时不需要其 他外部 元件 ， 使 用非 常方 便 。它 的 主要 特点是 最大 ０ ． ０ ２ ０ ％非线性 、 ５ ０ ｋ Ｈ ｚ 的信号带宽 ， ２ ０ ０ Ｖ ／ 。 Ｃ
的电压 漂移 。供 电范 围为 ± ４ ． ５ Ｖ～±１ ８ Ｖ， Ｖ Ｓ １与 Ｖ Ｓ ２引