文档介绍：数字信号处理方法与实现
贺知明副教授
电子科技大学
四川•成都
DSP结构特点、分类、发展及应用
实时数字信号处理系统:
采集系统+ DSP芯片
非实时系统:
PC机上进行处理系统的模拟与仿真
或仿真库+ DSP芯片
两个方面促进了DSP的发展
大规模集成电路技术的发展
算法革命
例:以FFT快速算法为代表的新算法的提出。
DSP、MPU、MCU的比较
DSP(数字信号处理器):面向高性能、重复性、数值运算密集型的实时处理;
MPU(通用微处理器,含CPU):大量应用于计算机;
MCU(微控制器):适用于以控制为主的处理过程。
MPU与DSP结构上的对比
MPU:采用冯•诺依曼结构,即程序指令和数据共用一个存储空间和单一的地址和数据总线;
MPU与DSP结构上的对比
DSP:为提高运算速度,满足实时算法要求,当前DSP采用哈佛结构,即将程序指令和数据的存储空间分开,各有自己的地址和数据总线,使得处理指令和数据可同时进行,大大提高处理效率。即可流水处理(取指、译码、访问数据、执行等各指令周期重叠起来)。
MPU与DSP结构上的对比
DSP结构相对单一,一般采用汇编语言编程,其任务完成时间的可预测性相对于结构和指令复杂,并严重依赖于编译系统的MPU具有优势。
基于DSP的优势,新推出的高性能MPU片内已融入了DSP功能。
MPU与DSP结构上的对比
通常,在相同的指令周期和片内指令缓存条件下,DSP是MPU运算速度的4倍以上。
实时数字信号处理技术的核心和标志是数字信号处理器(DSP)。
DSP的结构特点(1)
普遍采用数据总线和程序总线分离的哈佛及改进哈佛结构(超级哈佛结构)。
与严格意义上的哈佛结构的区别在于:它允许数据在程序存储空间和数据存储空间之间传输,从而提高运行的速度和编程灵活性,没有必要设置专门的系数ROM,给系统设计带来方便。
DSP的结构特点(2)
采用流水技术。
每条指令都由片内多个功能单元分别完成,在不提高时钟频率的条件下,减少每条指令的执行时间。