DSP原理及应用_第05章汇总
dsp的原理与应用

DSP的原理与应用什么是DSP数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一种利用数字计算手段对传统模拟信号进行处理、分析、识别、合成等操作的技术。
相比于模拟信号处理技术,DSP具有更高的灵活性、更强的稳定性和更低的成本,因此被广泛应用于各种领域,如通信、音频处理、图像处理、雷达信号处理等。
在数字信号处理中,数字信号是以离散形式存在的,可以通过采样和量化将模拟信号转换为数字信号。
然后利用数字信号处理技术对数字信号进行滤波、变换、编码等处理,最后再将处理后的数字信号转换为模拟信号。
DSP的原理DSP的原理主要包括信号采样与量化、数字滤波、时域分析和频域分析。
以下将分别介绍这些原理及其应用。
1. 信号采样与量化在数字信号处理中,模拟信号首先需要进行采样,即在时间上离散化。
采样定理告诉我们,当采样频率满足一定的条件时,可以通过采样来准确地还原原始模拟信号。
采样定理的条件是采样频率要大于信号频率的两倍。
因此在实际应用中,为了避免采样带来的失真,通常会选择更高的采样频率。
采样之后,信号需要进行量化,即将连续的信号值离散化为有限个取值。
量化过程中,需要选取合适的量化级别,即将连续的信号分成有限个量化等级。
2. 数字滤波数字滤波是数字信号处理中最基本的操作之一,主要用于滤除信号中的噪声或不需要的频率成分。
数字滤波可以分为有限长冲激响应(FIR)滤波器和无限长冲激响应(IIR)滤波器两种。
FIR滤波器通过线性组合输入信号的多个采样点和滤波器的系数来计算滤波输出。
IIR滤波器则利用反馈,将输出值作为其中一个输入,形成滤波器的影响。
FIR滤波器的特点是稳定、易于实现,IIR滤波器则可以实现更窄的滤波带宽。
数字滤波在实际应用中广泛用于信号去噪、信号增强和通信系统中的调制解调等。
3. 时域分析时域分析是对信号在时间轴上的描述和分析。
常用的时域分析方法有自相关函数、互相关函数和卷积等。
第五章 DSP的汇编指令..

令执行的条件:
TCx(测试/控制标志为1) !TCx(测试/控制标志为0)
TC1&TC2 TC1&!TC2 TC1|TC2 TC1|!TC2 TC1^TC2 TC1^!TC2
!TC1&TC2 !TC1&!TC2 !TC1|TC2 !TC1|!TC2 !TC1^TC2 !TC1^!TC2
第五章 TMS320C55x系列DSP的汇编指令
4、双16比特算术指令: [(1)语法、(2)操作数、(3)状态位] 在D单元中利用其ALU的双16比特模式,同时执行(并行)两个16
比特算术运算,包括加-减、减-加、两个加和两个减运算。
例:
▪ M40=0时,D单元按32位运算模式,因此累加器溢出、进位、符号扩
展和移位操作都以第31比特为准。
▪ M40=1时,D单元按40位运算模式,因此累加器溢出,进位,符号扩
展和移位操作都以第39比特为准。
BCLR M40 ; Clear M40
BSET M40 ; Set M40
第五章 TMS320C55x系列DSP的汇编指令
第五章 TMS320C55x系列DSP的汇编指令
一、算术运算指令 用于完成加减乘除等运算,按照功能可分成以下几类:
▪ 加法指令 ▪ 减法指令:减法,条件减法,条件加/减 ▪ 乘法指令:乘法,乘加,乘减,双乘加/减 ▪ 双16比特算术指令 ▪ 比较运算指令:比较并求极值,最大/最小值,存储单元比较,寄存器比较 ▪ 移位指令:条件移位、带符号的移位。 ▪ 寄存器修改:辅助寄存器修改、堆栈指针SP修改 ▪ 隐含的并行指令 ▪ 专用指令:绝对值、归一化、有限冲激响应滤波FIR、最小均方LMS等
✓ M40=0时: 溢出位在第31位检测
DSP工作原理及应用

可以做成用户定制ROM。
二、 片内RAM
片内DARAM :分块组织, CPU可以在一个机 器周期内对同一DARAM块进行读和写。
片内SARAM:分块组织,每一块在单机器周期 内只能进行一次读或写访问。
一般总是作为数据存储器,主要是用来存储数据。 也可以作为程序存储器,用来存储程序编码。
三、 存储器映射寄存器
自动缓冲单元是透明的
标准 模式
自动缓 冲模式
三、 时分复用串口(TDM)
时分复用是将一个时间间隔划分为许多更 小的时间间隔(称为时隙); 每一个小间隔就代表了一个通信的通道。
TDM串口的两种工作模式
独立模式:串口的操作与标准串口类似。 多处理模式:可以将多个DSP器件连接形成多 处理机系统。 使用了8个TDM通道,哪一个器件发送、哪一
二、累加器
39-32 AG(BG) 31-16 AH(BH) 15-0 AL(BL)
保护位
高位字
低位字
保护位(AG和BG)作为运算时的头区 (Headmargin),用于防止诸如自相关运算时 产生的溢出。 AG、BG、AH、BH、AL、BL是存储器映射的寄存 器。
图 3-3 累加器结构
A可以作为乘法器的一个输入。
Davinci平台 完整的数字媒体开发平台 TMS320DM6446:网络化数字视频编解 码应用(ARM926+C64x+视频处理子系 统)
TMS320DM6443:网络化数字视频解码 应用
C54x DSP主要特征
改进的哈佛结构; 多级流水线技术; 专用的硬件乘法器; 专用的汇编指令
dsp原理与应用

dsp原理与应用数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一种利用数字技术来分析、处理和修改信号的方法。
它广泛应用于音频、视频、图像等领域,并在现代通信、媒体、医疗等行业中发挥着重要作用。
本文将介绍DSP的原理和应用。
一、DSP的原理数字信号处理的原理基于离散时间信号的采样和量化,通过数学算法对信号进行处理和分析。
其核心内容包括信号的数字化、滤波、频谱分析和变换等。
1.1 信号的数字化DSP处理的信号需要先经过模数转换器(ADC),将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号。
转换后的信号由一系列采样值组成,这些采样值能够准确地表示原始信号的变化。
1.2 滤波滤波是DSP中最基本、最常用的操作之一。
通过选择性地改变信号的某些频率分量,滤波可以实现信号的去噪、降噪、降低失真等功能。
常用的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
1.3 频谱分析频谱分析是对信号频率特性进行分析的过程。
通过应用傅里叶变换等数学变换,可以将时域信号转换为频域信号,提取出信号中的各种频率成分。
常用的频谱分析方法有离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)。
1.4 变换变换是DSP的核心之一,它通过应用数学算法将信号从一个时域变换到另一个频域,或者从一个频域变换到另一个时域。
常见的变换包括离散傅里叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)、小波变换等。
二、DSP的应用DSP在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了一些常见的DSP应用:2.1 音频处理在音频处理中,DSP被广泛应用于音频信号的滤波、均衡、降噪、混响、变速变调等处理。
通过DSP的处理,可以改善音频质量,提升音乐和语音的清晰度和逼真度。
2.2 视频处理DSP在视频处理中扮演着重要角色,包括视频编解码、视频压缩、图像增强、运动估计等。
通过DSP的处理,可以实现视频的高清播放、流畅传输等功能。
2.3 通信系统在通信系统中,DSP用于调制解调、信道编码解码、信道均衡、自适应滤波等方面。
DSP原理及应用第五章

4 MBytes SDRAM
10
PC
C64x 入门套件: C6416 DSK
X
11
第5章 汇编语言程序开发工具
2. ’C54x的开发工具
(2)代码调试工具:
可扩展的开发系统仿真器(XDS510):可用来 进行系统级的集成调试,是进行DSP芯片软硬件开发 的最佳工具。 评价模块EVM板:是一种低成本的开发板,可 进行DSP芯片评价、性能评估和有限的系统调试。
X
29
第5章 汇编语言程序开发工具
5.4 链接器的使用
链接器的主要任务是根据链接命令文件(.cmd), 将一个或多个COFF目标文件链接起来,生成存储器映 像文件(.map)和可执行的输出文件(.out)。
X
12
C6701 评估板
X
13
第5章 汇编语言程序开发工具
5.2 汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程
汇编语言源程序可以在任何一种文本编辑器中进行
。如笔记本、WORD、EDIT、TC等。
当汇编语言源程序编写完成后,还必须经过汇编和
链接后才能运行。
X
14
第5章 汇编语言程序开发工具
5.2 汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程
① 将一个或多个COFF目标文件中的各种段作为
链接器的输入段,经链接后在一个执行的COFF输出
模块中建立各个输出段;
② 在程序装入时对其重新定位,为各个输出段
选定存储器地址。
X
23
第5章 汇编语言程序开发工具
5.3.3 链接器对段的处理 链接器有2条伪指令支持上述任务:
● MEMORY伪指令——用来定义目标系统的存储 器配置空间,包括对存储器各部分命名,以及规定 它们的起始地址和长度。 ● SECTIONS伪指令——用来指定链接器将输入 段组合成输出段方式,以及输出段在存储器中的位 置,也可用于指定子段。 若未使用伪指令,则链接器将使用目标处理器 默认的方法将段放入存储空间。
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原理及应用技术

dsp原理及应用技术数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一种处理数字信号的技术,广泛应用于各个领域,例如通信、音频处理、图像处理等。
本文将介绍DSP的原理、应用技术以及其在不同领域中的具体应用。
一、DSP原理及基本概念数字信号处理是将连续的信号转化为离散的信号,并通过计算机进行处理和分析的技术。
其原理基于采样、量化和数字编码等基本概念。
1. 采样:将模拟信号以一定的频率进行采样,将连续信号离散化成一系列样本点,从而得到离散的信号序列。
2. 量化:对采样得到的样本进行量化,将其映射到离散的数值,以表示样本的幅度。
3. 数字编码:将量化后的样本映射为二进制码,以实现信号的数字化表示。
4. 数字滤波:通过对数字信号进行滤波操作,可以去除噪声、增强信号等。
5. 数字变换:对数字信号进行变换,常见的有傅里叶变换、离散傅里叶变换等,以实现信号的频域分析。
二、DSP的应用技术DSP技术在各个领域中都有广泛的应用,下面将介绍DSP在通信、音频处理和图像处理中的具体应用技术。
1. 通信领域中的DSP应用技术在通信领域中,DSP技术起到了至关重要的作用。
其中,数字调制和解调技术是DSP在通信中的核心应用之一。
通过数字调制和解调,可以将模拟信号转化为数字信号进行传输,并在接收端进行解调还原为模拟信号。
此外,DSP在音频编解码、信号增强和数字滤波等方面也具有广泛应用。
2. 音频处理领域中的DSP应用技术在音频处理中,DSP技术可以用于音频信号的降噪和音效处理,如环境噪声抑制、回声消除和均衡器等。
此外,通过DSP技术,还可以实现语音识别、语音合成等高级音频处理技术。
3. 图像处理领域中的DSP应用技术在图像处理中,DSP技术可以应用于图像的压缩、增强和识别等方面。
图像压缩技术通过对图像进行编码和解码,将图像的数据量减小,实现图像的高效传输和存储。
图像增强技术通过滤波、锐化和去噪等操作,改善图像的质量。
DSP原理与应用2011-第五章 TMS320F28335片内外设_ad转换SCI

掌握TMS320F28335内核结构,例如A/D转换、串行通信接口、 串行 外设接口。
重点:
TMS320F28335内部A/DC的正确使用,串行通信接口应用。
难点:
TMS320F28335的ADC寄存器操作和串行通信寄存器操作。
教学内容分两部分
§5.1:TMS320F28335内模拟/数字转换 §5.2 :TMS320F28335系列串行通信接口SCI和Modbus协议介绍
7
§5.1 .2 ADC有关的寄存器
控制寄存器
通道顺序选 择寄存器
结 果 寄 存 器
DSP原理与应用
2012年9月3日
8
ADC有关的寄存器(序)
控制寄存器 状态寄存器
参考电压选择寄存器 偏移电压调整寄存器
DSP原理与应用
2012年9月3日
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§5.1.3 ADC 操作模式
根据采样模式划分,包括顺序采样和同步采样 1) 顺序采样模式(Sequential Sampling Mode)
DSP原理与应用
2012年9月3日
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2) 同步采样模式(Simultaneous Sampling Mode)
DSP原理与应用
2012年9月3日
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根据转换模式划分,包括: 级联模式转换和和双序列模式转换 1) 级联模式转换
DSP原理与应用
2012年9月3日
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2) 双序列模式转换
DSP原理与应用
DSP原理与应用
4
Sequencer can be operated as two independent 8-state sequencers or as one large 16-state sequencer (i.e., two cascaded 8-state sequencers).
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5.3
GPIO应用举例
LED硬件电路,L1~L8接 DSP的GPIO端口
对GPIO端口取反输出的三种方法
使用GPxDAT寄存器反转触发I/O引脚 void Gpio_example1(void) {
//当使用GPxDAT寄存器时,可能会丢失输入信号。 //如果端口有输入信号,可以使用 // CLEAR/SET/TOGGLE 寄存器实现反转触发I/O引脚
当端口被设定为数字量I/O时,必须要禁止相应的外设 I/O功能,否则可能引起误操作;
输入限定
设置GPxQUAL寄存器,配置输入限定器,决定引脚 量化采样周期 ;
输入信号被限定是指只有宽度满足要求的信号才能 输入,限定输入信号可以有效抑制噪声的进入。
5.2
GPIO寄存器
• 复用功能选择寄存器GPxMUX设置GPIO为数字 量IO或外设IO,复位时所有GPIO配置为数字量 IO;
• 方向寄存器GPxDIR配置数字量IO的输入/输出方 向,当某一位为0时,相应的引脚设定为输入, 复位时所有GPIO引脚均设置为输入 ;
//所有中断,标志清零。
IER = 0x0000; //关闭CPU中断,清除所有CPU中断标志;
IFR = 0x0000;
InitPieVectTable(); //初始化PIE向量表,将指针指向ISR
#if EXAMPLE1 // 该例程使用GPxDAT寄存器反转触发I/O引脚
Gpio_example1();
delay_loop(); } }
使用TOGGLE寄存器反转触发I/O引脚
void Gpio_example3(void) { //先将端口设置成已知状态
GpioDataRegs.GPASET.all =0xAAAA; GpioDataRegs.GPACLEAR.all =0x5555;
//使用TOGGLE寄存器将引脚状态反转,被写1 //的位将使引脚状态反转,写0的位不改变引脚状态 while(1) { GpioDataRegs.GPATOGGLE.all = 0xFFFF; delay_loop(); } }
• 数据寄存器GPxDAT是可读/可写寄存器。读此寄 存器将返回相应引脚上限定后的输入信号值,写 此寄存器将把值从相应的IO引脚输出 ;
输入限定控制寄存器
位 名称
功能定义
7~0
QUALPRO
设置输入限定的采样周期 0x00:不限定,与SYSCLKOUT同 步; 0x01:QUALPRD=2个 SYSCLKOUT周期; 0x02:QUALPRD=4个 SYSCLKOUT周期;
端口设置
void Gpio_select(void)
{
Uint16 var1;
Uint16 var2;
Uint16 var3;
var1= 0x0000;
// sets GPIOБайду номын сангаасMuxs as I/Os
var2= 0xFFFF;
// sets GPIO DIR as outputs
var3= 0x0000;
第五章 通用输入/输出端口(GPIO)
5.1 输入/输出端口概述
5.2 GPIO寄存器 5.3 GPIO应用举例
dsp2812外部引脚电路图
5.1
输入/输出端口概述
‘28xDSP有多个通用输入输出引脚GPIO ; 很多为复用引脚,由复用功能选择寄存器 GPxMUX选择具体功能,可以将引脚设定 为片内外设的输入输出引脚,也可以设定 为通用输入输出引脚(数字量IO);
#endif
#if EXAMPLE2 //该例程使用GPxSET/GPxCLEAR寄存器反转触发I/O引脚
Gpio_example2();
#endif
#if EXAMPLE3
//该例程使用GPxTOGGLE寄存器反转触发I/O引脚
Gpio_example3();
#endif
}
本章重点小结
‘28X系列DSP的通用数字输入输出GPIO端口是复用功 能引脚,通过GPxMUX、GPxDIR、GPxQUAL等复用功 能控制寄存器以及GPxDAT、GPxSET、GPxCLEAR和 GPxTOGGLE等GPIO数据寄存器对引脚的功能和操作进 行控制;
while(1) {
GpioDataRegs.GPASET.all =0xAAAA; GpioDataRegs.GPACLEAR.all =0x5555; delay_loop(); GpioDataRegs.GPACLEAR.all =0xAAAA; GpioDataRegs.GPASET.all =0x5555;
GPxSET寄存器设置每个引脚为高电平; GPxCLEAR清除每个引脚信号; GPxTOGGLE反转触发每个引脚信号; GPxDAT读写每个引脚信号 。
GPIO复用引脚的结构
如果一个引脚被设定为 数字量I/O,却没有禁止 相应的外设功能,那么输 入信号会同时进入数字量 I/O和外设I/O,外设会发 出中断请求。如果外设中 断被允许,CPU就可能响 应中断,造成错误操作!
while(1)
{ GpioDataRegs.GPADAT.all =0xAAAA; delay_loop();
GpioDataRegs.GPADAT.all delay_loop(); } }
=0x5555;
使用SET/CLEAR寄存器反转触发I/O引脚
void Gpio_example2(void) {
// sets the Input qualifier values
EALLOW;
GpioMuxRegs.GPAMUX.all=var1;
//将GPIO端口设置成数字量I/O
GpioMuxRegs.GPADIR.all=var2; // 将GPIO端口设置为输出
GpioMuxRegs.GPAQUAL.all=var3; //设置GPIO输入限定值
EDIS;
}
主程序
void main(void)
{
InitSysCtrl(); //系统初始化:PLL、WatchDog、使能外设时钟
Gpio_select();
//GPIO设置
DINT;
//清除所有中断,初始化PIE向量表,关闭CPU中断
InitPieCtrl(); //将PIE控制寄存器初始化为默认值,即所有PIE中断被关闭,