DSP技术与芯片.doc

DSP技术与芯片的目前应用：数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。 数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。语音处理语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音储存等图像二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。军事保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、搜索和反搜索等。仪器仪表频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。自动控制深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等医疗助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。美国德州仪器（Texas Instruments，TI）是世界上最知名的DSP芯片生产厂商，其产品应用也最广泛，TI公司生产的丁MS320系列 DSP芯片广泛应用于各个领域。TI公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，这是DSP应用历史上的一个里程碑，从此，DSP芯片开始得到真正的广泛应用。由于TMS320系列DSP芯片具有价格低廉、简单易用功能强大等特点，所以逐渐成为目前最有影响、最为成功的DSP系列处理器。 目前，TI公司在市场上主要有三大系列产品： （1）面向数字控制、运动控制的TMS320C2000系列，主要包括 TMS320C24x/F24x、TMS320LC240x/LF240x、TMS320C24xA/LF240xA、TMS320C28xx等。 （2）面向低功耗、手持设备、无线终端应用的TMS320C5000系列，主要包括TMS320C54x， TMS320C54xx，TMS320C55x等。 （3）面向高性能、多功能、复杂应用领域的TMS320C6000系列，主要包括TMS320C62xx、TMS320C64xx、TMS320C67xx等。 根据应用场合和设计目标的不同，选择DSP芯片的侧重点也各不相同，其主要参数包括以下几个方面：运算速度运算精度字长的选择存储器等片内硬件资源安排功耗与电源管理特殊的DSP指令，可以快速的实现各种数字信号处理算法。DSP产业在约40年的历程中经历了三个阶段：第一阶段，DSP意味着数字信号处理，并作为一个新的理论体系广为流行。随着这个时代的成熟，DSP进入了发展的第二阶段，在这个阶段，DSP代表数字信号处理器，这些DSP器件使我们生活的许多方面都发生了巨大的变化。接下来又催生了第三阶段，我们将看到DSP理论和DSP架构都被嵌入到SoC类产品中。第一阶段，DSP意味着数字信号处理 。 80年代开始了第二个阶段，DSP从概念走向了产品 21世纪DSP发展进入第三个阶段，市场竞争更加激烈现代社会对数据通信需求正向多样化、个人化方向发展。未来通信将离不开DSP技术，DSP作为一种功能强大的特种微处理器,主要应用在数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理方面而目前DSP按照功能的侧重点不一样，可以分为定点DSP和浮点DSP，定点DSP以成本低见长，浮点DSP以速度快见长。自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛，并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。从运算速度来看， MAC（一次乘法和一次加法）时间已经从20世纪80年代初的400ns（如TMS32010）降低到10ns以下（如TMS320C54X、TMS320C62X/67X等），处理能力提高了几十倍。DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年占模片区（die area）的40%左右下降到5%以下，片内RAM数量增加一个数量级以上。DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加，如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。 DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。 　　1．按基础特性分 　　这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。例如，日本OKI 电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2XX系列芯片属于这一类。 　　如果有两种或两种以