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Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院14.5 4.5 数字信号处理的实现数字信号处理的实现（（1 1）在通用）在通用PCPC上利用软件处理上利用软件处理例如：Matlab或其它语言编程，simulink的信号处理仿真缺点：成本高、处理速度慢、实时性差优点：用户的图形界面友好应用：信号处理仿真对于人机交互有较高要求的系统2 2）单片机实现）单片机实现 单片机运算速度也在提高，而且单片机的接口性能优越，易于 人机对话缺点：速度慢（尤其是乘法慢）、实时性差；应用：计算简单的工业控制现场北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院2（（3 3）利用通用可编程）利用通用可编程DSPDSP芯片来实现（本课程）芯片来实现（本课程）改进的哈佛结构，允许数据存放于程序存储器中；内部有硬件乘法器，使乘法变得简单；流水线操作（pipeline）。

优点：速度快、实时性好；应用：广泛应用于军事、民用电子等几乎所有电子领域数字信号处理的实现（续）数字信号处理的实现（续）北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院3（（4 4）利用专用）利用专用DSPDSP芯片来实现芯片来实现如日本SHARP公司的LH9124、美国TKW公司TMC2350条件是：要求有主控制器对其进行控制，专用DSP专门负责计算应用于要求速度更快的系统中5 5）利用）利用 FPGAFPGA等可编程逻辑阵列开发等可编程逻辑阵列开发ASICASIC芯片，实现数字算法芯片，实现数字算法利用Altera公司 FLEX6000,8000,10K等FPGA；Xilinx公司软件：VHDL语言现在有将DSP和FPGA相结合的应用情况数字信号处理的实现（续）数字信号处理的实现（续）北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院4（（6 6）片上系统（）片上系统（SoCSoC））System on ChipSystem on Chip：： DSP器件从传统的通用型处理器中分离出更多的直接面向特定应用对象的SoC。

如DSP+ARM的双核SoC器件以TI公司为例：OMAP1510：面向第3代无线通信终端（为了开辟芯片市场，TI专门成立了平行于DSP组的无线芯片组，下设OMAP分部，专门为开发处理器）；DM270：面向数码相机；DA610：面向专业音频设备；DM642：面向媒体处理 数字信号处理的实现（续）数字信号处理的实现（续）北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院5 19世纪，傅立叶创建了傅立叶变换的理论 1965年，Cooler和Turkey提出FFT算法,才使数字信号处理的理论用于实践 70年代，生产出第一片DSP芯片 TI公司在1982推出第一代DSP芯片TMS32010——NMOS工艺、体积功耗较大、比MCU快10倍 第二代：C25；第三代：C30；第四代：C40 C80； C5x；C6x；第五代…… 全球有四大DSP供应商： Texas Instruments（TMS320系列）Analog Device（ADSP2100系列和SHARC系列） MOTOROLA（DSP56xxx系列和DSP96xxx系列）LUCENT（DSP16xxx系列） 4 4.6 DSP.6 DSP技术的现状与发展技术的现状与发展北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院6中国高性能DSP芯片研制成功 （典型的弄虚作假）（典型的弄虚作假）        中国研制成功国内首个具有自主知识产权的“汉芯一号”高性能DSP(即数字信号处理器）芯片，标志着中国芯片工业核心技术研究获得重大突破。

２６日，上海市科委对这项技术成果进行鉴定，表明“汉芯一号”及其相关设计和应用开发平台属于国内首创，达到了国际先进水平     DSP与CPU一起被世界公认为芯片工业的两大核心技术上海交通大学教授陈进等科研人员经过两年多时间的协作攻关，使用国际先进的０.１８微米半导体工艺设计的“汉芯一号”１６位DSP芯片，全部由国内设计、国内生产、国内封装和国内测试它具有３２位运算处理内核，运算能力达到每秒２亿次指令以上，时钟主频达到了２００MHz,这一项目已申请了６项国家专利目前，世界上只有少数几个发达国家拥有DSP核心技术从２０００年开始，中国每年要花费近１００亿元人民币进口DSP芯片，且这个数字仍在持续上升汉芯一号”将能大量替代国外同类产品，在移动、数码相机、视频会议、信息安全、高速通讯设备、信息家电等领域得到广泛应用刘军）      新华网2003年2月27日 北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院74.7 TI DSP4.7 TI DSP的分类及特点的分类及特点 北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院8TMS320C5000™Lowest Power/MIPS DSPs in the WorldMost Control-Optimized DSPs in the WorldTMS320C2000™Highest-Performance DSPs in the WorldTMS320C6000™TI公司主推的三大公司主推的三大DSP平台平台北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院9TI 数字信号处理（数字信号处理（DSP））‘ ‘C1x ‘C2xC1x ‘C2x低成本低成本低成本低成本控制系统应用控制系统应用控制系统应用控制系统应用 电机控制电机控制 存储存储 数控系统数控系统‘ ‘C5xC5x‘ ‘C3x ‘C4x ‘C8xC3x ‘C4x ‘C8x 高效、低功耗高效、低功耗高效、低功耗高效、低功耗 无线无线无线无线 网络音频播放器网络音频播放器网络音频播放器网络音频播放器 数字相机数字相机数字相机数字相机  ModemsModems 电信电信电信电信 VoIPVoIP多通道和多功能应用多通道和多功能应用多通道和多功能应用多通道和多功能应用 电信基础设备电信基础设备电信基础设备电信基础设备 无线基础设备无线基础设备无线基础设备无线基础设备 xDSLxDSL 成像处理成像处理成像处理成像处理 多媒体服务器多媒体服务器多媒体服务器多媒体服务器 视频处理视频处理视频处理视频处理高性能高性能高性能高性能北京交通大学电子信息学院课件 Leading Digital Signal Processing北京交通大学电子信息学院北京交通大学电子信息学院10更高性能更高性能DSP的发展的发展TI C64xTI C64x™™ Core: Core: 最高性能的开发平台最高性能的开发平台l 工作频率达到 1.1GHz 成为工业应用最快的DSPl 最高效编译器兼用 C62xTMTI C55xTI C55x™™ Core: Core: 最高速低功耗的最高速低功耗的DSPDSPl 内核功耗0.05 mW/MIPS, 该功耗大概是目前工业主导低功耗DSP产品的1/6l 软件兼容最为流行的C54x™ DSPTI C28xTI C28xTMTM Core: Core:最先进的控制功能的最先进的控制功能的DSPDSPl 超过400 MIPS 的DSP 控制器l 软件兼容目前主导的控制DSP C24xTM北京交通大学电子信息学院课件。