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发信人: whynot (精诚所至，金石为开), 信区: Electronics
标 题: DSP 开 发 方 案 的 设 计 与 选 择
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Sep 19 15:19:10 1999), 转信
DSP 开 发 方 案 的 设 计 与 选 择
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---- 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， 一 个 典 型 的 处 理 框 图 如 下：
---- 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。
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---- 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D
SP 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：
认 真 处 理 好 复 位 和 时 钟 信 号。
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。
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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因一个词的力量
我重新开始生活
我生来就认识你
要把你称作
自由
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