DSP简介
          DSP(digital signal processor)是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色 

          DSP是微处理器的一种,中文也叫数字信号处理器。目前主要品牌有FREESCALE、ADI、TI。其中TI公司的DSP在中国市场上应用最为广泛,TMSC2000在自动控制中应用普遍。
早期的信号处理主要是模拟信号处理,是运用运算放大电路通过不同的电阻、电容组配来实现的。其中很明显的问题是不灵活、不稳定,参数修改困难,需要采用多种阻值、容值的电阻、电容,并通过电子开关选通才能修改处理参数;而且其对周围环境变化的敏感性强,温度、电路噪声等都会造成处理结果的改变,而数字信号处理可以通过软件修改处理参数,因此具有很大的灵活性。由于数字电路采用二值逻辑,只要环境温度、电路噪声的变化不造成电路逻辑的翻转,数字电路都可以不受影响地完成工作,因此具有很好的稳定性。因而信号处理由模拟信号处理逐渐转向数据信号处理,从面使对数据信号处理的芯片DSP应运而生。针对数字信号处理的要求,DSP芯片采用CMOS集成电路制造,并且采用改进的哈佛结构(Havard structure),同时增加芯片上的外围、存储器,以及特殊指令集,使得DSP有很好的操作弹性与速度。而且改进型的哈佛结构特有的数据与程序分离的做法,可以提高运算的性能。
DSP的实现方法一般有以下几种。

①在通用的计算机(如PS机)上用软件(如Fortran、C语言)实现。
②在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现(如图形加速卡等)。
③通用的单片机(如MCS-51、8086系列等)实现,这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理,如数字控制等。
④用通用的可编程DSP芯片实现。与单片机相比,DSP芯片具有更加适合于数字信号处理的软件各硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法。
⑤用专用的DSP芯片实现。在一些特殊的场合,要求的信号处理速度极高,用通用DSP芯片很难实现,例如专用于FFT、数字滤波、卷各、相关等算法的DSP芯片,这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现,无需进行编程。

在上以述几种方法中,第①种方法的缺点是速度较慢,一般可用于DSP算法的模拟:第②种和第⑤种方法专用性强,应用受到很大的限制,第②种方法也不便于系统的独立运行:第③种 只适用于实现简单的DSP算法。20世纪70年代末80年代初,世界上第一片单片可编程DSP芯片的诞生,将理论研究结果广泛应用到低成本的实际系统中,并且推动了新的理论和应用领域的发展,因而第④种方法才使数字信号处理的应用打开了新的局面。

数字信号处理系统是以数字信号处理为基础,因此具有数字处理的全部优点。

①接口方便。DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是互相兼容。
②编程方便。方便技术人员对软件进行修改和升级。
③稳定性好。受环境温度以及噪声的影响较小,可靠性高。
④精度高。
⑤可重复性好。数字系统受元器件参数性能变化的影响小,因此便于测试、调试以及生产。
⑥集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规范性,便于大规模集成。
当然,数字信号处理也有一定的缺点,如需要模数转换;受采样频率的限制,处理频率范围有限;数字系统由耗电的有源器件构成,没有无源设备可靠等。但是其优点是远远大于缺点的。
 
TMS320C2000系列DSP控制器具有强大的性能,能够实现复杂的控制算法。其片上集成了Flash存储器、高速A/D转换器、增强的CAN模块、事件管理器、正交编码电路接口、多通道缓冲串口等外设,主要应用于数字化的控制。


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