定点数字信号处理器(- D- S- P)技术与应用课件
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• 专门的指令流控制逻辑，如无附加开销的循环转移指令。 • 集成度高，能够实现单片、低功耗的处理系统。
1-6
ADSP-218x Workshop
数字信号处理器（DSP）的应用领域
• 通用数字信号处理（数字滤波、卷积、相关、变换等） • 通信（高效调制/解调、编/解码器、自适应均衡、IP处理、软件
无线电等） • 语音处理（语音识别/合成/压缩/解压缩等） • 图形/图象处理（图象变换、模式识别、图象压缩/解压缩等） • 自动控制（高精度、高速度伺服控制） • 军事/航空/航天（雷达/声呐信号处理、雷达成像、制导/火控系统
汇编算法库 实时运行库
示波器 逻辑分析仪
高级语言 汇编语言 程序设计 程序设计
编译
汇编
链接
软件模拟
修正
软/硬件系统联调
1-16
ADSP-218x Workshop
处理速度、开发周期、 体积、成本，功耗、 供货、升级
器件选型： DSP型号、存储器、I/O、 FPGA、A/D、D/A
系统设计框图
硬件设 计
软件设计
1-15
ADSP-218x Workshop
DSP系统的开发流程图—电路/软件设计
电路原理图设计
软件流程图绘制
生成电路网表 设计印制电路板
印制板制造 器件安装 硬件调试
1-9
ADSP-218x Workshop
DSP的分类
嵌入式DSP
16bit 定点DSP
定点 DSP
24bit 定点DSP
通用DSP
32bit浮点DSP 32bit浮点并行DSP
超高性能DSP DSP
专用DSP
横向滤波器 FFT 复乘/累加器 求模/相角
1-10
ADSP-218x Workshop
1-4
ADSP-218x Workshop
数字信号处理
待处理 的信号
模拟/数字转换 A/D Converter
数字信号 处理运算
数字/模拟转换 D/A Converter
处理 后
的信 号
数字信号处理的特点
特别强调运算处理的实时性（Real-Time Capability)
1-5
ADSP-218x Workshop
数字信号处理器（DSP）的开发与调试
— DSP系统的设计分为硬件/软件两个部分。两者可以在各自的开发平台上
分别进行前期设计与调试，然后进行系统的联调。具体开发流程如图所 示。
• 硬件设计
— DSP选型/系统结构确立
— 性能/功耗分析
wk.baidu.com
— 开发周期/成本分析
— 电路设计/调试
调试工具：
DSP在线硬件仿真器（Emulator)、DSP开发/评估板（Evaluation Board)、
• 采用流水线技术，使取指、译码、取操作数、执指等步骤并行完成，提 高了指令的执行速度。
• 除了算数逻辑单元（ALU）外，具有独立的乘加器，使其能够在一个周 期内完成相乘和累加两个操作，加快了各种典型处理算法的处理速度。
• 具有适用于典型处理算法的特殊存储器寻址方式，如循环寻址、位反序 寻址等。
• 针对实时处理的专用的数据接口（RAM、DMA、SPORT，etc.)，使数 据的存取速度得以提高。
1-11
ADSP-218x在线仿真器
1-12
ADSP-218x Workshop
ADSP-218x开发/评估板
1-13
ADSP-218x Workshop
ADSP-218x开发/评估板所包含的功能部件
1-14
ADSP-218x Workshop
DSP系统的开发流程图—系统级设计
系统功能要求 系统性能及算法模拟
课程的重要性： —— 直接面向应用。 —— IT工程师三大实用技能
* PCB设计 * DSP应用 * FPGA应用
1-2
ADSP-218x Workshop
第一部分
数字信号处理器（DSP）概述
1-3
ADSP-218x Workshop
数字信号处理及数字信号处理器（DSP） Digital Signal Processor
示波器、逻辑分析仪。
• 软件设计
— 算法确定/程序流程图
— 软件编制（汇编/C语言）
— 汇编/编译/链接
— 软件模拟
调试工具：
汇编/编译/链接程序，软件模拟/调试器（Simulator/Debugger)
• 系统联调——对整个系统的软/硬件进行的综合调试。
调试工具：硬件仿真器、DSPA开D发SP/调-21试8x集W成o环rks境ho（p IDE/IDDE）、DSP OS，etc.
数字信号处理器（DSP）结构特点
— DSP面向高性能、重复性、数值运算密集型的实时处理，它具有适合数 字信号处理算法的指令、适合数字信号处理数据结构的存储器结构和寻 址机构、并行处理能力和嵌入式性能等。其体系结构一般具有以下特点 ：
• 采用分离地址与数据总线的哈佛结构（CPU：冯 .诺伊曼结构），有着 较高的指令执行速度，但结构复杂需要两套地址产生电路。
定点数字信号处理器（DSP） 技术与应用
16位定点DSP—ADSP218X/219X
1-1
ADSP-218x Workshop
课程的主要内容和目的
本课程主要介绍 ADSP-218X / 219X系列16位定点DSP的 体系结构和软/硬件开发环境，通过几个典型的实验使大 家初步掌握DSP系统的硬件构成、 软件开发以及系统 的综合调试方法。
、导航/定位系统、战场C3I系统等） • 消费电子（数字高清晰度电视（HDTV）、CD/VCD/DVD编解码
器、多媒体信息处理、汽车电子等）
1-7
ADSP-218x Workshop
DSP的典型应用—MPEG-4因特网摄像机
1-8
ADSP-218x Workshop
DSP的分类
—— 主要分为通用DSP和专用DSP两大类 通用DSP：其所要实现的处理算法由软件程序控制实现。应 用灵活性大，通过更改软件程序能够实现不同的 处理算法。 产品是各种类型的可编程DSP芯片，应用较广泛 的是： TI公司的TMS320系列 AD公司的ADSP21XX系列 专用DSP：针对某种具体应用而设计，所要实现的处理算法 由硬件直接实现。运算处理速度极高，但完成的 算法单一、精度和动态范围有限，需要与外围电 路配合才能构成系统，功耗也较大，因此应用范 围较窄， 主要应用于仪器/ 仪表以及军事等需要 极高处理能力的领域。 主要产品：FFT专用DSP、卷积/相关器、复乘加 器等。 * 用ASIC/FPGA实现的DSP
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ADSP-218x Workshop
数字信号处理器（DSP）的应用领域
• 通用数字信号处理（数字滤波、卷积、相关、变换等） • 通信（高效调制/解调、编/解码器、自适应均衡、IP处理、软件
无线电等） • 语音处理（语音识别/合成/压缩/解压缩等） • 图形/图象处理（图象变换、模式识别、图象压缩/解压缩等） • 自动控制（高精度、高速度伺服控制） • 军事/航空/航天（雷达/声呐信号处理、雷达成像、制导/火控系统
汇编算法库 实时运行库
示波器 逻辑分析仪
高级语言 汇编语言 程序设计 程序设计
编译
汇编
链接
软件模拟
修正
软/硬件系统联调
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ADSP-218x Workshop
处理速度、开发周期、 体积、成本，功耗、 供货、升级
器件选型： DSP型号、存储器、I/O、 FPGA、A/D、D/A
系统设计框图
硬件设 计
软件设计
1-15
ADSP-218x Workshop
DSP系统的开发流程图—电路/软件设计
电路原理图设计
软件流程图绘制
生成电路网表 设计印制电路板
印制板制造 器件安装 硬件调试
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ADSP-218x Workshop
DSP的分类
嵌入式DSP
16bit 定点DSP
定点 DSP
24bit 定点DSP
通用DSP
32bit浮点DSP 32bit浮点并行DSP
超高性能DSP DSP
专用DSP
横向滤波器 FFT 复乘/累加器 求模/相角
1-10
ADSP-218x Workshop
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ADSP-218x Workshop
数字信号处理
待处理 的信号
模拟/数字转换 A/D Converter
数字信号 处理运算
数字/模拟转换 D/A Converter
处理 后
的信 号
数字信号处理的特点
特别强调运算处理的实时性（Real-Time Capability)
1-5
ADSP-218x Workshop
数字信号处理器（DSP）的开发与调试
— DSP系统的设计分为硬件/软件两个部分。两者可以在各自的开发平台上
分别进行前期设计与调试，然后进行系统的联调。具体开发流程如图所 示。
• 硬件设计
— DSP选型/系统结构确立
— 性能/功耗分析
wk.baidu.com
— 开发周期/成本分析
— 电路设计/调试
调试工具：
DSP在线硬件仿真器（Emulator)、DSP开发/评估板（Evaluation Board)、
• 采用流水线技术，使取指、译码、取操作数、执指等步骤并行完成，提 高了指令的执行速度。
• 除了算数逻辑单元（ALU）外，具有独立的乘加器，使其能够在一个周 期内完成相乘和累加两个操作，加快了各种典型处理算法的处理速度。
• 具有适用于典型处理算法的特殊存储器寻址方式，如循环寻址、位反序 寻址等。
• 针对实时处理的专用的数据接口（RAM、DMA、SPORT，etc.)，使数 据的存取速度得以提高。
1-11
ADSP-218x在线仿真器
1-12
ADSP-218x Workshop
ADSP-218x开发/评估板
1-13
ADSP-218x Workshop
ADSP-218x开发/评估板所包含的功能部件
1-14
ADSP-218x Workshop
DSP系统的开发流程图—系统级设计
系统功能要求 系统性能及算法模拟
课程的重要性： —— 直接面向应用。 —— IT工程师三大实用技能
* PCB设计 * DSP应用 * FPGA应用
1-2
ADSP-218x Workshop
第一部分
数字信号处理器（DSP）概述
1-3
ADSP-218x Workshop
数字信号处理及数字信号处理器（DSP） Digital Signal Processor
示波器、逻辑分析仪。
• 软件设计
— 算法确定/程序流程图
— 软件编制（汇编/C语言）
— 汇编/编译/链接
— 软件模拟
调试工具：
汇编/编译/链接程序，软件模拟/调试器（Simulator/Debugger)
• 系统联调——对整个系统的软/硬件进行的综合调试。
调试工具：硬件仿真器、DSPA开D发SP/调-21试8x集W成o环rks境ho（p IDE/IDDE）、DSP OS，etc.
数字信号处理器（DSP）结构特点
— DSP面向高性能、重复性、数值运算密集型的实时处理，它具有适合数 字信号处理算法的指令、适合数字信号处理数据结构的存储器结构和寻 址机构、并行处理能力和嵌入式性能等。其体系结构一般具有以下特点 ：
• 采用分离地址与数据总线的哈佛结构（CPU：冯 .诺伊曼结构），有着 较高的指令执行速度，但结构复杂需要两套地址产生电路。
定点数字信号处理器（DSP） 技术与应用
16位定点DSP—ADSP218X/219X
1-1
ADSP-218x Workshop
课程的主要内容和目的
本课程主要介绍 ADSP-218X / 219X系列16位定点DSP的 体系结构和软/硬件开发环境，通过几个典型的实验使大 家初步掌握DSP系统的硬件构成、 软件开发以及系统 的综合调试方法。
、导航/定位系统、战场C3I系统等） • 消费电子（数字高清晰度电视（HDTV）、CD/VCD/DVD编解码
器、多媒体信息处理、汽车电子等）
1-7
ADSP-218x Workshop
DSP的典型应用—MPEG-4因特网摄像机
1-8
ADSP-218x Workshop
DSP的分类
—— 主要分为通用DSP和专用DSP两大类 通用DSP：其所要实现的处理算法由软件程序控制实现。应 用灵活性大，通过更改软件程序能够实现不同的 处理算法。 产品是各种类型的可编程DSP芯片，应用较广泛 的是： TI公司的TMS320系列 AD公司的ADSP21XX系列 专用DSP：针对某种具体应用而设计，所要实现的处理算法 由硬件直接实现。运算处理速度极高，但完成的 算法单一、精度和动态范围有限，需要与外围电 路配合才能构成系统，功耗也较大，因此应用范 围较窄， 主要应用于仪器/ 仪表以及军事等需要 极高处理能力的领域。 主要产品：FFT专用DSP、卷积/相关器、复乘加 器等。 * 用ASIC/FPGA实现的DSP