DSP 版 (精华区)

发信人: Tomo (谦虚有礼), 信区: DSP
标  题: DSP开发方案的设计与选择（转载）
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年10月20日19:52:43 星期一), 站内信件

DSP开发方案的设计与选择
北京闻亭科技发展有限责任公司 董永宏
十多年前，DSP以其高速、低功耗和高集成度在军事、航天等领域大显身
手；随着半导体工艺的进步和工业民用领域的大量采用，近几年来，DSP
价格大幅下调，而性能却不断提高，以不可阻挡的趋势，进入通信、工
业控制和消费领域，DSP正日渐成为现代信息产业的重要基石。
从DSP应用范围看，DSP可分为通用DSP和专用DSP两种。其中专用DSP往往
是实现信号处理的某些专项功能，实现方式则往往是通用DSP的掩模版本
。生产通用DSP的主要厂家有TI公司，AD公司，Motorola，Lucent，其中
TI公司著名的TMS320系列占据了国际市场接近一半的市场份额。
当我们确定了采用DSP方案以后，首先要做的就是DSP系统的功能需求分
析，根据需求，选择合适的DSP芯片和相应的开发，仿真工具。
一、DSP系统的功能需求分析
在确定了某个具体应用以后，我们要做的第一件事就是构造出一个DSP系
统功能框图（图略）。DSP系统设计中要考虑如下几个重要方面：
1. DSP系统处理的模拟带宽。根据这个带宽，选择合适的A/D采样率，A/D
采样频率必须服从采样定理。语音信号一般为几kHz～几十kHz，图像信号
则可达8MHz。
2. 实时性要求。系统设计中实时与非实时对系统要求的差异非常之大。
3. 算法的复杂度。为了获得好的系统处理性能，往往要采用复杂算法，
而算法越复杂，对DSP处理器的要求也就越多。有时需要在算法的复杂度
和处理速度之间进行折衷。
4. DSP系统处理精度要求。一般而言，在高精度要求中往往采用专业浮
点DSP，其它场合采用定点DSP就足够了。在实际应用中，采用块浮点方
法能有效提高定点DSP的处理精度。
5. 成本要求。在军事和航天用途中，为了高性能、高可靠性和留有发
展余地，往往尽量采用高性能DSP处理器，甚至不计成本。而在工业和
消费领域中，为了保持最终产品在市场上的竞争力，往往要寻找性能
价格比最好的产品。
6. 可靠性要求。DSP处理系统所有器件的选择，必须考虑产品的最后
应用场合，原则上星载系统采用宇航级，军事应用采用军品，工业场合
选用工业级器件，民用选用商品级即可。最后所选用的器件要考虑是否
有对应的级别。
7. 方便开发和使用。为了方便开发仿真，DSP系统设计师最好选用带
JTAG硬件仿真接口的DSP芯片，既能方便开发，又便于此后生产中的测
试。
二、DSP算法的验证与模拟
一个实际的DSP处理系统必然要使用各种算法，要求DSP系统设计者在
选择某种算法前就精通各种算法的细节是不现实的。DSP处理系统所选
用的算法无非是各种通用算法的组合和改进。革命性的算法不是DSP设
计师的任务，DSP系统设计师应尽量选用成熟可靠，经过时间考验的算
法而支持各种通用算法的DSP模拟软件市场上已有不少。我们对其中的
一些优秀产品作简单介绍：
1. SPW工作站：Cadence公司产品：含有大量的算法库，对通信系统设
计尤其适合。
2. Matlab工具包：该软件在国内高校中已经开始流行，该软件矢量矩
阵处理功能很强，最新版本中信号处理功能大大加强。
3. Dalisp软件：优秀的信号处理软件包，网上有免费的高校版，读者
可自行下载使用。
在用如上的工具模拟挑选出了合适的算法组合以后，设计师就可应用高
级语言在PC机上进行实际编程验证，设计出DSP的软件处理流程，并给
出最终可实现的软件需求分析。
三、DSP开发工具的选择 在选定了DSP器件型号后，DSP开发工具的选择
就提到议事日程。使用开发工具的目的，是为了调试DSP系统的硬件和
软件。常言道：工欲善其事，必先利其器，选择一个适合的开发工具，
对加快开发进度、保证开发质量有很大的帮助。
DSP必备的开发工具有如下几种：
ASM/LINK 汇编/链接器
JTAG硬件仿真器 可全透明地访问DSP的所有资源而不占用用户任何资源
Debugger调试器
其他选件还有：C编译器、实时操作系统和算法库。
下面以TMS320C2XX/C24X系列为例，介绍国内外DSP开发系统简况。
1. 汇编/链接器：该软件由TI公司的产品提供，型号为TMD324850 02
2. JTAG硬件仿真器：TI公司型号为XDS510，TI公司正式认证的国内第三
方合作伙伴也能提供JTAG硬件仿真器。但用户选择国内产品时，应注意有
的仿真器无法与TI公司的XDS510兼容，而北京闻亭等公司的产品却能与
XDS510兼容得非常好。兼容意味着用户的很多投资可得到保护。
3. Debugger调试软件：与XDS510配合使用，通过该软件能访问用户DSP
系统的所有资源。
最新的调试软件应该基于Win95平台，能够图形化，有效地显示存储器
的波形和频谱。另外，将C编译、汇编/链接调试集成在一起的集成调试
环境是新一代调试软件的必备功能。
四、DSP系统调试
在选择了合适的DSP开发工具后，设计师就会做具体的硬件设计和软件设计。
硬件设计应注意如下要点：
1. 认真处理好复位和时钟信号。
2. 在DSP电路中，对所有的输入信号必须有明确的处理，不能悬浮和置
之不理。
3. 模拟电路和数字电路独立布线，最后单点连接电源和地。软件设计则
应严格按照软件工程的方法进行管理。
一个实际的DSP系统的调试总要经过多次反复，需要设计者和调试者有足
够的耐心，坚强的意志和九死一生的精神。做一个现代设计师非常辛苦，
必须不断的纠正自己所犯下的各种设计错误。只有当系统可靠地运行，
并得到市场和社会的承认后，才能松一口气，美美的睡上一觉，然后又
充满信心地开始下一轮的设计。◆ 
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          田径之美在于百米起跑的瞬间、在于万米征程中的坚持不懈。。。

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                        女人和孩子可以无忧无虑的生活，男人不行。

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