ＤＳＰ在高速数据处理的嵌入式系统的研究与应用 电子1113班 帅哥 201111*****

摘要:随着电子技术的飞速发展，嵌入式系统已经广泛渗透到人们的生活之中。各个领域的应用需求不断提高，对嵌入式系统设计提出更高的要求。高速数字信号处理器是实现嵌入式系统高实时性和高性能的有效手段。同时，嵌入式操作系统的不断完善赋予了嵌入式系统更新的生命力，使得嵌入式系统性能、功能和设计方式都产生了质的变化，这些都是值得深入研究的问题。如何构建高速、高实时、高性能的嵌入式系统是本文论述的主要内容。 ＤＳＰ运算速度快，具有可编程特性及灵活的接口，使得它在电子产品的研制中，发挥着越来越大的作用，采用ＤＳＰ器件来实现数字信号处理更是成为当前的发展趋势。如何以最短的开发周期，开发出适合于自己应用的高性能低成本的ＤＳＰ板卡与高质量的ＤＳＰ应用软件，己经成为广大ＤＳＰ工程技术人员共同关心的问题。 本论文在论述ＴＩ公司ＴＭＳ３２０系列ＤＳＰ芯片的基础上，介绍了高速ＤＳＰ板卡设计的关键技术与方法，对ＤＳＰ在高速大数据量运算方面的应用进行了深入的研究，为能够在高速ＤＳＰ平台设计及系统应用开发方面跟踪国内外先进技术，进而达到国内领先水平奠定了基础。

关键字：嵌入式系统 DSP 单片机

正文：目前ＭＣＵ占嵌入式系统约７０％的市场份额。 其中，单片机的使用领域最为广泛。但随着各个控制系统对微控制器在速度、容量，体积、可靠性和电磁兼容性各个方面要求的增多，ＤＳＰ芯片在这些方面的优势越来越显现出来。 数字信号处理器就是专门在处理数字信号数据的微处理器，也就是ＤＳＰ处理器。

在嵌入式系统的世界里，数字信号处理器是一项非常重要的部分，它可以当作嵌入式系统微控制器的一种。 基本上，数字信号处理器是针对特定任务而发展出来的一种特别的处理器架构，其中最重要的是大量的即时运算功能。在脉冲上，数字信号处理器可以做到如一般性用途的微处理器一样的脉冲，但是其架构不同，数字信号处理器有时一个简单的数据处理便需要花上比一般性用途处理器多２—３倍的处理周期。 在数字信号处理器上最基本的运算功能就是乘法和加法运算，如∑如ｉ，除此之外，数字信号处理器经常解决一些常见的演算法的实现，像是FIR,IIR、离散傅立叶转换及离散余弦转换等等，数字信号处理器大多已经内置硬件构架，可以在很短的时间内处理这些复杂的加法与乘法问题。 在ＰＣ上所使用的处理器，如早期的Ｉｎｔｅｌ８０８６处理器，大约百分之九十的运算量都在做加法运算，一个加法运算需要３个ｃｌｏｃｋ，而一个乘法运算即需要１３４．１６０个ｃｌｏｃｋ，所以一般用途的处理器并不会在乘法运算上加强它的运算架构，而ＤＳＰ处理器的出现就是为了庞大的乘法运算而产生的。 为了加快数字信号处理器的运算速度，数字信号处理器被设计了许多的特殊架构，并且加强它的平行化处理，举个例子，一般的数字信号处理器都有一个乘法器和 ４ 西安建筑科技大学硕士学位论文一个加法器，数字信号处理器允许在同一个时间内处理一个乘法运算及一个加法运算，也有些数字信号处理器可以使用ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ式平行处理快速傅立叶变换，数字信号处理器都包括移位器，可以轻易的在不动用到加法器的状态下，将数据移位。 在ＲＩＳＣ、ＣＩＳＣ和ＤＳＰ架构微处理器的基本原理之后，就该分辨什么样的嵌入式系统该采取什么架构的嵌入式系统微处理器。目前ＲＩＳＣ架构嵌入式微处理器比较受信息家电产品的青睐，像是个人数字助理或者是电视游戏机