DSP范文10篇

近几年来，数字信号处理器（DSP）得到了广泛的应用。由于DSP采用程序空间和数据空间分离的哈佛结构，对程序和数据并行操作，使之成倍地提高了处理速度；再加上流水线技术，使得DSP的指令周期多为10ns级。而与之配套的外围器件却没有像DSP那样猛地发展。首先，DSP与外围器件之间的速度差异日益显著，大部分外围器件的读写周期在50ns以上，即使是最快的静态RAM，其读写周期亦为8ns左右，也只能与50MHz以下的DSP直接接口；其次，一些领域的器件在设计时并没有考虑与DSP接口，以至于不能直接接入DSP总线，如CAN总线控制器SA1000采用地址总线与数据总线分时复用的总线接口。这使得DSP与许多外部器件难以接口，特别是在与多个外部器件接口或者与总线不兼容的外部器件接口时，常常会出现因接口处理不当而导致接口效率低下的情况。当DSP对外部器件的操作频率很高时，接口效率的高低将对系统的运行速度产生不可忽略的影响。

1多个外设的情况

当DSP与低速器件接口时，可以通过设置DSP片内的等待状态产生控制寄存器（WSGR），在相应的程序空间、数据空间或I/O空间产生1～7个等待周期，以使DSP的访问速度能和低速器件相匹配。当在同一空间内既有低速器件又有高速器件时，通常WSGR的延时值被设置成与速度最慢的器件相一致，以保证DSP对所有的器件都能进行正确的访问。若对高速器件的操作很频繁，则这种对整个空间的延时将极不合理地降低系统速度。例如，有些系统在程序空间同时扩展有RAM和ROM。而ROM的速度一般远远低于RAM，其访问周期一般为100～200ns，即使DSP和RAM的访问速度均可达到25ns，但对整个数据空间进行延时后，DSP也只能以ROM的访问速度（100～200ns）对RAM进行访问。

在这种情况下，首先应考虑使用软件方法提供效率。其方法是默认的情况下将WSGR设置成与高速器件一致，当要访问低速器件时再修改WSGR的值。DSP常常对外部件进行连续操作，在这种情况下，软件方法还是比较有效的。但最大问题在于增加了软件负担和不稳定因素。

显然，效率最高的情况是，既不需要修改WSGR，DSP又能以外部器件本身的速度对它们进行访问。事实上，只要能够产生适当的信号控制DSP的READY端，就可以达到这个目的。DSP在开始一个外部总线的操作后，会在每一个CLKOUT信号（DSP的时钟输出）的上升沿时刻对READY端进行查询，若READY为低，则保持总线的状态不变，然后在下一个CLKOUT上升沿时刻两次查询，直至查询到READY为高时结束本次总线访问。

下面的设计实例中介绍的硬件等待电路（见图1）能够实现这个功能。它针对不同的外部器件产生相应的等待信号送到DSP的READY端，实现硬等待。其核心器件采用了广泛应用的通用逻辑阵列（GAL），GAL的引脚定义与图1相对应。使用GAL器件使硬件设计变得简单而灵活，可以完成比较复杂的逻辑关系。

近年来，计算机产品的应用领域越来越广，数字信号处理器的发展表现得尤为明显。DSP芯片制造商和DSP板开发商利用自身的优势不断开发出多DSP结构的产品来满足这种需求。通常的DSP设备是与嵌入式系统相结合，来实时地完成某一特定任务。随着信号采集速度和处理速度的要求越来越高，许多领域都需要进行多处理器运算，其中包括医学、图像处理、军事、工业控制、电信等许多领域。多处理器系统可以根据所需实现的功能和处理器的性能来调节处理结点的数目，使系统达到最佳的性能价格比。

实际上，只有从芯片开始仔细设计，才能方便地实现多处理器系统的调节功能。这里选用的是AD公司新出品的SHARC级处理器ADSP21160。

ADSP21160具有很大的片内存储区、多重内部总线结构、独立的I/O子系统；具有构造多处理器系统的所有特点，能够真正支持处理器数目的可调节功能，十分适合组成高性能浮点的多DSP系统。

VxWorks是目前世界上用户数量最大的实时操作系统。这使它除了具有优越的技术性能之外，还具有丰富的应用软件支持、良好的技术服务和可靠的系统稳定性。由于它具有以上优点，本系统中选用了VxWorks作为MVME167的操作系统。

一、ADSP21160的特点

ADSP21160是AD公司采用超级哈佛结构的一种新产品。21160的汇编代码与2106x兼容，处理器具有SIMD（单指令流多数据流）功能；而2106x只具有SISD（单指令流单数据流）功能。为了充分利用这种新的功能，一些指令做了一些改变。ADSP21160包括1个100/150MHz的运算核、双端片内SRAM、1个支持多处理器的集成在片内的I/O处理器和多重内部总线以消除I/O瓶颈。

摘要该文介绍了DSP编程的基本原则和方法,并给出程序实例帮助理解,读者可以此为基础来拓展、生成自己的实用程序。

在DOS下编程,将声音转化为数据记录下来,或将数据转化为声音,通过声卡上配置的喇叭回放出来,是一项很有实用价值和开发魅力的技术。时下流行的声卡,如SoundBlasterPro及其兼容卡,都配有数字声音处理器DSP芯片(DigitalSoundProcessor),专门用于对声音进行数字记录及回放,是声音数字处理的基础硬件。而WAV文件、VOC文件等,则都是这些数据记载的具体形式。Creative公司为了方便用户,提供了一组CT-Voice驱动程序,专门针对VOC文件,作为开发利用DSP功能的软接口,使用比较方便。但是,也造成了某些限制。对于开发者而言,直接对DSP硬件编程,实现其功能,也许是更有吸引力的。

声音,无论是从扬声器输出的,还是从话筒输入的,都是模拟量。

而数据,无论是内存里操作的,还是磁盘上存储的都是数字量。因此,微机处理声音,大多离不开ADC与DAC两种转换。由于声音数据的数据量比较大,在声音的数字处理中,除直接由CPU进行传输外,批量数据常采用DMA方式传输,以节省较多的CPU时间。

总括起来,ADC与DAC两种转换方式,直接传输和DMA传输这两种传输方式,再加上不同的压缩方式,如喇叭控制、静寂等等,所有这些的不同组合,就构成了DSP的各种功能。根据DSP的硬件原理,其各种功能都规定了一定的操作步骤。

一、DSP编程要点

摘要根据DSP课程教学内容多、难度大和实践性强的特点，从教学内容和方法手段等方面对该课程的教学做了有益的探索。其中教学内容提出抓住一条主线，围绕一个中心，突出教学重点；而教学方法强调增加师生互动，自行开发多媒体课件，融入开发实例以及改进考核方式等。通过以上措施，提高了DSP课程的教学效果。

“DSP原理及应用”是一门应用型课程，具有内容多、综合性强等特点。如何在有限的教学时数内高质量地完成教学任务，使学生掌握关键技术并具备一定的应用能力是摆在每一位课程教师面前的重大课题。①该课程在我校的开设时间并不长，如何抓住教学重点以及改进教学方法，有效提高教学质量并培养符合市场需求的合格人才，这使得对DSP课程进行教学改革研究有重要的现实意义。

1DSP课程教学现状

（1）教学内容不够合理。DSP课程的总课时为30课时左右，由于课时少，加之该课程开设时间较短，较难找到合适的优秀教材。目前的教学基本是按照所选教材内容结构进行教授，很难激起学生的学习兴趣，难以达到教学目标。

（2）重理论轻实践，理论教学和实践教学脱节。某些专业的DSP课程实践学时不足10学时甚至更少，作为实践性很强的专业课，缺乏足够的实践确实很难达到理想的教学效果。而理论教学和实践教学脱节，无法充分利用有限的实践机会加深理解专业理论。

（3）考核方式过于死板。目前的考核方式多为试题考试加平时成绩，很少体现学生的实际动手能力，学生所掌握的理论与实际相脱离较为严重，存在“高分低能”现象。

摘要：介绍了SPI通信协议，给出了将TI公司生产的TMS320C5402DSP用于SPI协议通信的串口配置方法和接口电路设计，同时给出了串口McBSP的配置程序。

关键词：多通道缓冲串行口McBSPTMS320C5402μPD780308SPIDSP

1引言

随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，DSP技术也正以极快的速度被应用到科技和国民经济的各信领域。在很多工程开发设计中，由于要求实现单片DSP与单片DSP、多片DSP芯片以及及其它处理芯片之间的通信，因此，怎样更高效、更便捷的实现这些通信，已成为广大DSP应用者首先要解决的一个问题。

本文根据笔者在工程应用和调试方面用TI的DSPTMS320C5402与NEC的μPD780308单片机进行通信的经验，介绍并讨论了将TMS320C5402DSP的多通道缓冲串行口McBSP（Multi-channelBufferedSerialPort）配置为SPI模式（即时钟停止模式），从而实现DSP与其它单片处理器之间的通信设计方法同时给出了实现方法的部分程序代码。

2多通道缓冲串行口McBSP

摘要：分析了导致DSP系统接口效率低下的几种情况，重点叙述了相应的提高效率的设计方法，并提供了电路图和源程序。

关键词：DSP接口电路CAN控制器

近几年来，数字信号处理器（DSP）得到了广泛的应用。由于DSP采用程序空间和数据空间分离的哈佛结构，对程序和数据并行操作，使之成倍地提高了处理速度；再加上流水线技术，使得DSP的指令周期多为10ns级。而与之配套的外围器件却没有像DSP那样猛地发展。首先，DSP与外围器件之间的速度差异日益显著，大部分外围器件的读写周期在50ns以上，即使是最快的静态RAM，其读写周期亦为8ns左右，也只能与50MHz以下的DSP直接接口；其次，一些领域的器件在设计时并没有考虑与DSP接口，以至于不能直接接入DSP总线，如CAN总线控制器SA1000采用地址总线与数据总线分时复用的总线接口。这使得DSP与许多外部器件难以接口，特别是在与多个外部器件接口或者与总线不兼容的外部器件接口时，常常会出现因接口处理不当而导致接口效率低下的情况。当DSP对外部器件的操作频率很高时，接口效率的高低将对系统的运行速度产生不可忽略的影响。

1多个外设的情况

当DSP与低速器件接口时，可以通过设置DSP片内的等待状态产生控制寄存器（WSGR），在相应的程序空间、数据空间或I/O空间产生1～7个等待周期，以使DSP的访问速度能和低速器件相匹配。当在同一空间内既有低速器件又有高速器件时，通常WSGR的延时值被设置成与速度最慢的器件相一致，以保证DSP对所有的器件都能进行正确的访问。若对高速器件的操作很频繁，则这种对整个空间的延时将极不合理地降低系统速度。例如，有些系统在程序空间同时扩展有RAM和ROM。而ROM的速度一般远远低于RAM，其访问周期一般为100～200ns，即使DSP和RAM的访问速度均可达到25ns，但对整个数据空间进行延时后，DSP也只能以ROM的访问速度（100～200ns）对RAM进行访问。

在这种情况下，首先应考虑使用软件方法提供效率。其方法是默认的情况下将WSGR设置成与高速器件一致，当要访问低速器件时再修改WSGR的值。DSP常常对外部件进行连续操作，在这种情况下，软件方法还是比较有效的。但最大问题在于增加了软件负担和不稳定因素。

1引言

数字音频已经具有很长的发展历史，在1937年就已经发明出了PCM，此技术也为后续的数字音频信号处理技术奠定了良好的基础。虽然在早起已经具有了一定的基础，但是数字音频处理技术的发展仍然会受到多方面的影响，所以在后续的几十年内都未能得到实质性的进展，而是随着其它相关的技术发展而缓慢前行。继上世纪90年代后，数字技术发展迅速，各种数字录音、环绕音频等技术都得到了突破性的发展。到了今天，数字化这个概念已经非常成熟，许多大型的企业都纷纷推出了自己的数字产品，可以说如今我们正处于一个数字化时代。

2数字信号处理DSP与数字音频信号处理概述

2.1数字信号处理DSP概述数字信号处理DSP是一门涉及多学科的新型学科，它随着计算机技术的快速发展也得到了很大的发展。在过去十几年里，数字信号处理DSP已经逐渐成为通信行业中一项极其重要的技术。数字信号处理DSP主要是通过计算机或者专业化的工具，以数字化的方式完成信号的手机、转换、识别等任务，最终得到所需要的数字信号。DSP数字信号处理技术主要是以数字信号处理的理论、实现及运用为基础发展而来，理论上的发展促进了技术的实现以及应用，而应用反过来有促进了理论的提高。数字信号处理DSP涉及到许多领域，如数学、微积分、概率等都是以数字信号处理DSP技术作为基础工具，而音频信号处理也与之密切相关。

2.2数字音频信号处理概述DSP在数字音频信号处理中的运用主要有：纠错、多重利用、语音合成、数据转换等，基于DSP的数字音频信号还可以实现多样化的效果，绝对部分用户都可以通过此技术下的设备听出不同的效果。如在一些特殊场景DSP设计的数字音频信号处理文/冯志鸿本文基于DSP设计的数字音频信号处理做了概述与分析，具有一定参考借鉴价值。当音频产品需要对多音频进行处理时，TI所具有强大的音频解决方案就可以使用DSP中强大的算法，将不同来源的数字资料直接输送到扬声器中。目前大部分的音频处理过程是通过数字线路连接的形式，这样就可恶意有效避免模拟信号过程中所存在的功能缺失以及信号损失等。最后，TI的DSP芯片还可以处理音频标准的其它格式，如立体环绕音效、AC3以及AAC。若音频产品后期需要进行提高音质的操作，TI也具有TAS300x系统，可以执行芯片内含的先进滤波算法，同时对扬声器的相应特征进行实时修正。为了提高音频的处理效果，无论是个人还是企业所用的音频产品都已经开始朝着数字化趋势不断发展，同时它也在不断推进消费市场的发展，随着数字音频处理技术的提高，未来音频产品市场的行情将会发生巨大的改变。

其中德州仪器TI就具有两种数字音频方案，其中最为关键的就是DSP技术。当音频产品需要对多音频进行处理时，TI所具有强大的音频解决方案就可以使用DSP中强大的算法，将不同来源的数字资料直接输送到扬声器中。目前大部分的音频处理过程是通过数字线路连接的形式，这样就可恶意有效避免模拟信号过程中所存在的功能缺失以及信号损失等。最后，TI的DSP芯片还可以处理音频标准的其它格式，如立体环绕音效、AC3以及AAC。若音频产品后期需要进行提高音质的操作，TI也具有TAS300x系统，可以执行芯片内含的先进滤波算法，同时对扬声器的相应特征进行实时修正。为了提高音频的处理效果，无论是个人还是企业所用的音频产品都已经开始朝着数字化趋势不断发展，同时它也在不断推进消费市场的发展，随着数字音频处理技术的提高，未来音频产品市场的行情将会发生巨大的改变。

摘要：和异步机的各种控直接转矩控制目前已经应用到同步机制系统中，由于其采用BangBang控制，长控制周期将导致大电流和大的转矩脉动这两个突出问题，要使控制性能更为优越必然对控制周期提出更高的要求。提高控制平台性能是解决这些问题的有效途径之一。TI公司的2000系列DSP是电机控制领域常用芯片，针对电机控制设计的事件管理器具有突出优点。3X系列DSP则是性价比很好的通用芯片，浮点运算，数据处理速度快。为此采用双DSP系统结构，从电机控制领域特点出发，利用TMS320LF2407A控制上的强大功能而专注于控制方面的工作；TMS320VC33浮点运算能力强，则进行数据的分析和处理。使用双口RAMCY7C025实现双机之间的高速数据交流和通信，使得不同MDSP优势充分体现，协同工作，大大提高控制平台的性能。

关键词：电机控制；直接转矩控制；双DSP；双端口RAM；通信

引言

直接转矩控制[1]是目前广为研究的电机控制理论之一，已在异步机上取得了成功，而在同步机方面的应用也已有了一定发展[2]。由于该理论直接对转矩进行控制，故瞬态性能得到了显著的改善。但是，由于其采用的是BangBang控制，控制周期过长会使电流过大；同时大周期会使转矩脉动加大。为了解决这个问题可以从控制策略上加以改进，比如采用SVMDTC[3]来取代传统DTC方案；也可以在控制平台上加以考虑，提高处理器速度，缩短控制周期。以单个DSP为核心的控制平台（常见的芯片如TI公司的2000系列），由于既要完成复杂的算法，还要执行数据采集、控制信号输出、系统保护以及人机交互等一系列操作，无法有效地缩短控制周期。在综合考虑了各种数字信号处理器的性能之后，决定采用双DSP并行工作的体系结构；并同时考虑到该控制系统的特点，即在每个控制周期内两个DSP之间交换的信息很少，不同于诸如图像采集系统[4]那样，需要大流量的数据交换。由此采取了一系列特殊的设计思想。首先，在芯片的选型上兼顾了各自不同的特点，即专用于电机控制领域的芯片TMS320LF2407A专注于控制；高速通用数据处理芯片TMS320VC33则着眼于复杂算法的实现，从而充分利用了各自的特点。其次，针对电机控制这一特定领域，需要采集的数据相对较少，同时反馈的也只是计算结果，即PWM波发送策略，并无大量中间结果，因此，需要考虑的重点是控制方法的实现，和数据采集的实现必须占用尽可能少的资源。同时由于数据量较少，可以用较小的代价来实现数据的冗余，使得数据处理时更加灵活和方便，DSP之间并不一定保持同步工作状态。为了实现两个DSP之间的数据交换和通信，选择了双口RAM作为两者之间的媒介。并从硬件和软件上相互配合，避免存储空间争用[5]的同时，使得数据存储过程尽量少耗费各种资源。

1硬件系统构成

TMS320LF2407A最突出的特点在于其事件管理器模块：共有两个事件管理器EVA及EVB，提供了8个16位脉宽调制（PWM）通道。这些都是针对电机控制而设计的，在PWM波的产生上相当方便可靠；可编程的PWM死区控制可以防止上下桥臂同时输出触发脉冲而导致直通。同时每个模块还提供了两个外部引脚PDPINTA和PDPINTB，当该引脚上出现低电平时事件管理器模块将快速关闭相应的PWM通道，起到保护作用。片内模数转换模块为数据采集提供了高性能的A/D转换器，最小转换时间只有500ns。由于转换时间是整个控制周期的组成部分之一，快速A/D对于缩短控制周期是非常有利的。

摘要：惯性导航系统具有自主性好、隐蔽性好、抗干扰能力强等优势，被广泛应用于航空、航天以及武器系统等领域。捷联惯导系统是一种与载体固连的数字化惯性导航系统，数字信号传输与通信是导航实现的前提和基础。利用DSP28335硬件架构，设计了捷联惯导系统串口通信模块，可以实现捷联惯导系统和DSP之间的高速串口通信。通过试验验证了数据通信的有效性和可靠性。

关键词：捷联惯导；串口通信；DSP

1引言

捷联式惯性导航系统（StrapdownInertialNavigationSys-tem,SINS）将惯性器件直接固连在运载体上，惯性器件可以感应出运载体的加速度和姿态等信息，而且不受任何外部因素的影响，可以实现真正意义上的自主式导航[1-3]。捷联惯导系统具有成本较低、体积更小、可靠性更高等优点，因此已成为惯性导航技术的重要发展方向之一。相对于传统平台式惯性导航系统，捷联惯导数字化程度更高，因此数字信号的传输与通信是导航实现的前提和基础。目前，捷联惯导与上位机或导航解算计算机的通信主要采用串行通信。通信数据主要包含陀螺仪输出的角速度数据和加速度计输出的加速度数据等，用于后续导航解算和数据处理分析。为保证导航解算对于惯性器件数据更新率的要求，惯导串行通信通常具有数据量大、波特率高、更新率高等特点。在通用计算机上实现惯导高速串行通信相对简单，文献[4][5]介绍了在VC++开发平台下，基于MSComm进行串口编程的方法。文献[6][7]阐述了在VC++开发平台下基于MOXA多串口卡的多串口实时通信的实现方法。但是在嵌入式计算机上，由于要兼顾成本和性能，需要对系统资源进行优化配置，对程序进行合理设计。本文基于低成本的DSP28335硬件架构，设计了捷联惯导高速串行通信模块，以较低的硬件成本，构建了惯性导航实现平台。

2DSP28335及开发环境简介

DSP（DigitalSignalProcesser）即数字信号处理器，是美国德州仪器公司（TexasInstruments，简称TI）研发生产的专用于数字信号处理的芯片，其强大的浮点型计算能力是目前市面上其他CPU无法比拟的，集成有专用数学计算指令集以及对内存优化能力使这款专用CPU在数字信号处理领域表现优异。由于是专用CPU，因此DSP只能用TI公司专用的软件开发工具设计软件，TI公司将这款软件命名为CCS（CodeComposerStudio，CCS集成代码开发环境）。DSP系统软件开发工具CCS编辑、编译、连接、软件仿真以及硬件调试等功能于一体，操作简单，拥有良好的人机交互界面，并支持C语言标准，编程简单易于开发[8]。它不仅提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具，而且便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试，能够加速程序开发进程，提高设计工作效率。

一、引言

目前越来越多的工科院校开设了DSP课程，但是在许多高职院校，DSP课程却是最年轻的课程之一。无论在教材选取、教学内容，教学方式、方法，还是考核方式上，都带有一定的盲目性。为使学生掌握新技术，提高专业技能，提高就业竞争能力，我院通信专业开设了DSP课程，笔者结合教学实际，对DSP课程开设进行了有益的探索。

二、教学目标

2.1知识目标通过DSP课程的学习，使学生了解DSP的发展状况和应用领域，掌握DSP的基本硬件结构特点和集成开发环境CCS的使用，学习DSP的硬件设计和软件编程的基本方法，学会利用实验设备进行DSP系统软硬件开发，为后续的课程设计和毕业设计打下坚实的基础，为今后从事数字信号处理相关工作做准备。

2.2能力目标使学生在实践中提高动手能力和自学能力；通过分析、综合、探究等活动，培养学生探索求真知的精神。

三、教学实施