杭電研一課件-1、緒論

1、緒 論數(shù)字信號(hào)處理DSP課程簡(jiǎn)介名 稱：數(shù)字信號(hào)處理教 材：DSP技術(shù)及應(yīng)用 北京大學(xué)出版社 吳冬梅 張玉杰參 考：1、現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理 機(jī)械工業(yè)出版社 徐盛 等譯 Modern Digital Signal Processing Roberto Cristi2、數(shù)字信號(hào)處理 科學(xué)出版社 門愛東 蘇菲等學(xué) 時(shí)：51學(xué)時(shí) 學(xué) 分：3學(xué)分上課時(shí)間：星期二6、7、8 上課地點(diǎn)：12-201課程安排1、信號(hào)與系統(tǒng)基礎(chǔ) 9、TMS320C54X的軟件開發(fā)2、離散時(shí)間信號(hào)的傅立葉變換 10、DSP集成開發(fā)環(huán)境(CCS)(實(shí)驗(yàn)一)3、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 11、DSP片內(nèi)外設(shè)4、FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 12、

2、TMS320C54X基本系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、DSP及DSP技術(shù) 13、TMS320C54X應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例6、TMS320C54X的硬件結(jié)構(gòu)（一） 14、實(shí)驗(yàn)（二）7、TMS320C54X的硬件結(jié)構(gòu)（二） 15、實(shí)驗(yàn)（三）8、TMS320C54X指令系統(tǒng) 16、復(fù) 習(xí)DSP與DSP技術(shù) DSP技術(shù)(Digital Signal Process）DSP (Digital Signal Processing）DSP (Digital Signal Processor）-數(shù)字信號(hào)處理的理論和方法。-用于數(shù)字信號(hào)處理的可編程微處理器。-是利用專門或通用數(shù)字信號(hào)處理芯片，通過數(shù)字計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的方法與

3、技術(shù)。 CPU、MCU、DSP區(qū)別與聯(lián)系CPU：微型計(jì)算機(jī)中央處理器。（如：奔騰等） 這三類微處理器各有其特點(diǎn)。雖然在技術(shù)上不斷借鑒和交融，但又有各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域。MCU：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)（如MCS-51，MCS-96等）DSP：可編程的數(shù)字信號(hào)處理器。DSP技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)領(lǐng)域理論：數(shù)字信號(hào)處理的理論和方法近年來得到迅速的發(fā)展，為各種實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用提供了方法基礎(chǔ)。如：聲音圖像壓縮編碼，加密解密，調(diào)制解調(diào)，智能天線。應(yīng)用：為了滿足市場(chǎng)需求，隨著微電子科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，DSP的性能在迅速提高。如：時(shí)鐘頻率達(dá)到1.1GHZ；處理速度每秒90億次，32位浮點(diǎn)運(yùn)算，吞吐率達(dá)到2Gbit/s兩者關(guān)系：理論

4、推動(dòng)了應(yīng)用，應(yīng)用促進(jìn)理論的發(fā)展。 DSP的理論基礎(chǔ)新興學(xué)科：人工智能，模式識(shí)別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。 經(jīng)典理論體系：微積分，概率統(tǒng)計(jì)，隨機(jī)過程，數(shù)值分析，信號(hào)與系統(tǒng)，通信理論，控制論。它以眾多的經(jīng)典理論體系作為自己的理論基礎(chǔ)，同時(shí)它又是新興學(xué)科理論基礎(chǔ)。DSP的實(shí)現(xiàn)方法PC機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)：（ C語言、MATLAB語言等）主要用于DSP算法的模擬與仿真，驗(yàn)證算法的正確性和性能。優(yōu)點(diǎn)是靈活方便，缺點(diǎn)是速度較慢。PC機(jī)+專用處理機(jī)：專用性強(qiáng)，應(yīng)用受到很大的限制，不便于系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行。通用單片機(jī)（51、96系列等）：適用于簡(jiǎn)單的DSP算法，完成一些不太復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)，如數(shù)字控制等。 專用DSP芯片：（特殊功

5、能：如：FFT、數(shù)字濾波、卷積、相關(guān)等算法）這種芯片將相應(yīng)的信號(hào)處理算法在芯片內(nèi)部用硬件實(shí)現(xiàn)，無須進(jìn)行編程。處理速度極高，但專用性強(qiáng)，應(yīng)用受到限制。 通用可編程DSP芯片：具有更加適合于數(shù)字信號(hào)處理的軟件和硬件資源，可用于復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法，特點(diǎn)是靈活、速度快，可實(shí)時(shí)處理。數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)靈活性：系統(tǒng)性能取決于系統(tǒng)參數(shù)，容易改變，實(shí)現(xiàn)不同的系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)的功能和性能發(fā)生改變時(shí)，不需要重新設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試。如：數(shù)字濾波：低通、高通、帶通。高性能指標(biāo)：存儲(chǔ)，運(yùn)算是數(shù)字形式。便于大規(guī)模集成高精度和高穩(wěn)定性：數(shù)字系統(tǒng)的特性不易隨條件變化而變化。僅受量化誤差，有限字長(zhǎng)影響，信噪比高，器件性能影響小。

6、提高運(yùn)算位數(shù)即可滿足高精度要求。數(shù)字信號(hào)處理的缺點(diǎn)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性 （需要增加預(yù)處理和后處理設(shè)備） 小結(jié)：在許多應(yīng)用中，數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過缺點(diǎn)，而且隨著數(shù)字處理器的硬件成本不斷降低，數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用正在迅速增加。有限字長(zhǎng)效應(yīng)。數(shù)字系統(tǒng)由有源器件構(gòu)成，有源器件沒有無源器件可靠。有效處理的頻率范圍有限。（抽樣定理限制）音頻輸入輸出VGA輸出并口打印機(jī)鍵盤TV輸出IDE硬盤TFT LCD/觸摸屏各類USB設(shè)備100M以太網(wǎng)ADSL MODEMGPRSCAN總線紅外MCURISC DSPARMFPGACPLDDSP的應(yīng)用領(lǐng)域DSP產(chǎn)品的應(yīng)用十分廣泛，其傳統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)為3C領(lǐng)域，即通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類產(chǎn)品等領(lǐng)域。汽車應(yīng)用：如今的汽車是數(shù)字化的汽車，內(nèi)置了幾十甚至上百個(gè)嵌入式處理器，它們通過數(shù)字網(wǎng)路相互連接，以控制和優(yōu)化汽車內(nèi)幾乎每一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 汽車的防沖撞系統(tǒng)已成為研究熱點(diǎn)，利用攝像機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過DSP處理，在駕駛系統(tǒng)里顯示出，供駕駛?cè)藛T參考。 圖像處理問題：圖像表示、建模、增強(qiáng)、恢復(fù)重建、分析和編碼。數(shù)字化移動(dòng)電話（包括高速和低速）：每個(gè)手機(jī)都要用至少1個(gè)DSP，因此，高速發(fā)展的數(shù)字化移動(dòng)電話急需極為大量