dsp学习心得体会

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篇一：DSP学习总结

DSP学习总结

摘要：本总结介绍了数字信号技术（DSP）的基本结构，特点，发展及应用现状。通过分析与观察，寄予了DSP 美好发展前景的希望。

关键字：数字信号处理器，DSP,特点，应用

1 DSP介绍

数字信号处理简称DSP，是进行数字信号处理的专用芯片，是伴随着微电子学、数字信号处理技术、计算机技术的发展而产生的新器件，是对信号和图像实现实时处理的一类高性能的CPU。所谓“实时实现”，是指一个实际的系统能在人们听觉、视觉或按要求所允许的时间范围内对输入信号进行处理，并输出处理结果。

数字信号是利用计算机或专用的处理设备，以数值计算的方式对信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和方便应用的目的。数字信号处理的实现是以数字信号处理理论和计算技术为基础的。

2 结构

32位的C28xDSP整合了DSP和微控制器的最佳特性，能够在一个周期内完成32*32位的乘法累加运算。

所有的C28x芯片都含一个CPU、仿真逻辑以及内存和片内外设备的接口信号（具体结构图见有关书籍）。CPU的主要组成部分有：

程序和数据控制逻辑。该逻辑用来从程序存储器取回的一串指令。实时和可视性的仿真逻辑。

地址寄存器算数单元（ARAU）。ARAU为从数据存储器取回的数据分配地址。算术逻辑单元（ALU）。32位的ALU执行二进制的补码布尔运算。

预取对列和指令译码。

为程序和数据而设的地址发生器。

定点MPY/ALU。乘法器执行32位*32位的二进制补码乘法，并产生64位的计算结果。中断处理。

3 特点

采用哈佛结构。传统的冯·诺曼结构的数据总线和指令总线是公用的，因此在高运算时在传输通道上会出拥堵现象。而采用哈佛结构的DSP 芯片片内至少有4 套总线：程序的地址总线与数据总线，数据的地址总线与数据总线。由于这

种结构的数据总线和程序总线分离，从而在一个周期内同能时获取程序存储器内的指令字和数据存储器内的操作数，提高了执行速度。

多单元的并行处理技术。DSP 内部一般都集成了多个处理单元，比如ARAU（地址寄存器算术单元），MUL（硬件乘法器)，ALU（算术逻辑单元），ACC （累加器），DMA 控制器等。它们可在同一个周期内并行地执行不同的任务。

采用了超流水线技术。DSP芯片的哈佛结构就是为实现流水线技术而设计的。采用流水线技术可使DSP芯片单周期完成乘法累加运算，极大地提高了运算速度。

采用硬件乘法器。数字信号处理中最基本的一个运算是乘法累加运算，也是最重要和最耗时的运算，为了提高芯片的运算速度，必须大幅度降低乘法运算的时间。于是在DSP 芯片中设计了硬件乘法器，并且运算所需时间最短，仅为一个机器周期。这种单周期的硬件乘法器是DSP芯片实现高速运算的有力保证。现代高性能的DSP芯片数据字长从16位增加到32位，具有两个或更多的硬件乘法器，以便提高运算速度。

安排了JTAG接口。DSP芯片的结构非常复杂，工作速度又非常高，外部引脚也特别多，封装面积也非常小，引脚排列异常密集，对于此种情况，传统的并行仿真方式已不适合

于DSP芯片。于是有关国际组织公布了JTAG接口标准。在DSP芯片内部安排JTAG接口，为DSP芯片的测试和仿真提供了很大的方便。

采用了大容量片内存储器。外部存储器一般不能适应高性能DSP核的处理速度，因此在片内设置较大容量的程序和数据存储器以减少对外部存储器的访问速度，充分发挥DSP 核的高性能。

设置了特殊寻址模式。为了满足FFT积分数字信号处理的特殊要求，DSP芯片大多包含有专门的硬件地址发生器，用以实现循环寻址和位翻转寻址，并在软件上设置了相应的指令。程序的加载引导。DSP芯片要执行的程

序一般在EPROM、FLASH存储器中。但是，该存

储器的访问速度较慢，虽然有一些高速EPROM、FLASH 存储器，但价格昂贵、容量有限，而高速大容量静态RAM的价格又在不断下降。故采用程序的加载引导是一个性能价格较好的方法。DSP芯片在上电复位后，执行一段引导程序，用于从端口或外部存储器中加载程序至DSP芯片的高速RAM 中运行。

设置了零消耗循环控。数字信号处理有一大特点：很多运算时间都用于执行较小循环的少量核心代码上。大部分

DSP芯片具有零消耗循环控制的专门硬件，可以省去循环计数器的测试指令，提高了代码效率，减少了执行时间。

设置了多种外设和接口。为了加强DSP芯片的通用性，DSP芯片上增加了许多外设。例如：多路DMA通道、外部主机接口、外部存储器接口、芯片间高速接口、外部中断、串行口、定时器、可编程锁相环、A/D转换器和JTAG接口等。

4 发展及应用现状

数字信号处理(DSP)技术已经在我们的生活中扮演一个不可或缺的角色。DSP的核心是算法与实现，越来越多的人正在认识、熟悉和使用它。因此，合理地评价DSP的优缺点，及时了解DSP的现状以及发展趋势，正确使用DSP芯片，才有可能真正发挥出DSP的作用。

在近20多年时间里，DSP芯片的应用已经从军事、航空航天领域扩大到信号处理、通信、雷达、消费等许多领域。主要应用有：信号处理、通信、语音、图形、图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗、家用电器等。

5 前景与展望

随着DSP芯片性能的不断改善，用它来作为实时处理已成为当今和未来发展的热点之

一。随着生产技术的改进和产量的增大，它已成为当前

产量和销售量增长幅度最大的电子产品之一。DSP广泛应用于军事、通信、语音、图像、仪器、工作站、控制及诸多的电子设备中。例如，雷达、导航与制导、全球定位、语音和图像鉴别、高速调制解调器、多媒体以及通用的数字信号处理产品。近年来,DSP 给铁路也带来了巨大的技术革新,铁路的设备尤其是铁路信号系统已从分立模拟系统经过集成化、计算机化发展到数字信号处理时代。例如，地面移频自动闭塞系统中现已大量应用了16位定点DSP产品如TMS320C25、TMS320C2XX系列等，由之建立的系统的工作精度、稳定度都很高、铁路上SJ型数字化通用式机车信号的大量推广也得益于DSP带来的突出优点。用DSP技术的优点有：①可以程序控制，同一个硬件配置可以设计各种软件来执行多种多样的信号处理任务。②稳定性好,抗干扰性能强。③重复性好，易于批量化生产，而模拟器件很难控制。④易于实现多种智能算法。

目前，外国的许多跨国公司已经涉足我国的DSP行业，我国的DSP应用已有了相当的基础，许多企业都在从事数字信号处理系统及相关产品的开发与应用。从应用范围来说，数字信号处理器市场前景看好。DSP不仅成为手机、个人数字助理等快速增长产品中的关键元件，而且它正在向数码相机和电机控制等领域挺进。随着DSP芯片技术的不断发展，

向多功能化、高性能化、低功耗化放向发展，DSP日益进入人们的生活，DSP在我国会有良好的应用前景。

参考文献

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[2] FIEDLER R. Beyond instruction level parallelism-newtrend in programmable DSP machines. Development

of Data and Communications Technology ChemnitzUniversity of Technology, May XX.

[3] 胡广书.数字信号处理[M].北京：清华大学出版社，XX

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[5] Michale J Bass,Clayton M Future of the Miroprocessor Business[J]IEEE SPECTRUM,XX

[6] 陈是知，姜蕊辉.TMS320F2812原理与开发实践[M].中国电力出版，XX

篇二：DSP原理及应用的学习体会

这个学期通过《对DSP芯片的原理与开发应用》课程的学习，对DSP芯片的概念、基本结构、开发工具、常用芯片的运用有了一定的了解和认识，下面分别谈谈自己的体会。

一，DSP芯片的概念

数字信号处理(Digital Signal Processing)是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、增强、滤波、估值、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在通信、等诸多领域得到极为广泛的应用。

DSP(Digital Signal Process)芯片,即数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其应用主要是实时快速的实现各种数字信号处理算法。该芯片一般具有以下主要特点：

（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；

（2）程序与数据空间分开，可以同时访问指令和数据；

（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；

（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；

（5）快速的中断处理和硬件支持；

（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；

（7）可以并行执行多个操作；

（8）支持流水线操作，使取值、译码和执行等操作可以同时进行。

世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国INTEL

公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出的uPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP芯片。

当前，美国德州公司（TI），Motorola公司，模拟器件公司（AD），NEC公司，AT&T公司是DSP芯片主要生产商。

选择合适的DSP芯片，是设计DSP应用系统的一个非常重要的环节。一般来说，要综合考虑如下因素：（1），DSP芯片的运算速度；（2），DSP芯片的价格；

（3），DSP芯片的硬件资源；4），DSP芯片的运算精度；（5），DSP芯片的开发工具；（6），DSP芯片的功耗等等。

二，DSP芯片的基本结构。

TI公司的TMS320系列芯片的基本结构包括：

（1）哈佛结构。哈佛结构是一种并行体系结构，主要特点是将程序和数

据存储在

不同的存储空间中，独立编址，独立访问。由于设立了程序总线和数据总线两条总线，从而使数据的吞吐量提高了一倍。为了进一步提高芯片性能，TMS320系列芯片允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令直接使用；还把指令存储在高速缓冲器(Cache)中，减少从存储器中读取指令需要的时间。

（2）流水线。DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行时间，从而增强

了处理器

的处理能力。以三级流水线为例，取指，译码和执行操作可以独立的处理，在第

N个指令取指时，前一个（N-1）个正在译码，而第N-2个指令则正在执行。

（3）专用的硬件乘法器。TMS320系列芯片中，有专门的硬件乘法器，乘

法可以在

一个周期内完成。

（4）特殊的DSP指令。比如LTD这条指令在一个指令周期内可以完成LT、

DMOV

和APAC三条指令。

（5）快速的指令周期。DSP芯片的指令周期可以在200ns 以下。TMS320

系列芯片的指令周期已经降到了20ns以下。可以满足很多DSP应

用的要求。

（三）开发工具。

可编程DSP芯片的开发需要一整套完整的软硬件开发工具。通常开发工具可以分为代码

生成工具和代码调试工具两类。代码生成工具是将用C 或汇编语言编写的DSP程序编译汇编并链接成成可执行的DSP程序。代码调试程序是将DSP程序及系统进行调试，使之能达到设计目标。

就软件开发而言，用DSP芯片的汇编语言编写程序是一件比较繁杂的事情。因为不同公司不同类型的芯片的汇编语言都不尽相同。基于以上原因，各个公司都相继推出了高级语言（如C语言）编译器，使得DSP芯片的软件可以通过高级语言编写而成。

TI的优化C编译器能够产生可与手工编写的汇编语言相比的汇编语言程序，提供了简单的C执行时环境的程序接口，使得关键的DSP算法可用汇编语言实现建立了一定规模的工具库来方便使用。在C编译器中还提供了一个所谓的外壳程序（Shell），可以使C程序的编译、汇编和链接三个过程一次完成。

（四）关于TMS320C54X定点DSP芯片的设计使用。

TMS320C54X定点DSP芯片具有很高的性价比，体积小，功耗低，功能强，已在通信等许多领域得到广泛的应用。

该系列芯片大部分采用低电压供电方式，可以降低功耗，其电源分为两种，内核电源（CVdd）电源和I/O电源(DVdd)。与的供电相比，的内核电源可以降低44%的功耗；而I/O电源可以直接与外部低压器件接口，无需额外的电平转换电路。但是，由于现在很多外围芯片的工作电压都是5V，如EPROM、SRAM、模数转换芯片等，因此就要特别注意不同IC之间电平的转换。例如5V的TTL和的TTL器件之间只要耐压允许，

电平可以通用；而5V的CMOS被的TTL驱动时，要加双电压（一边是供电，一边是5V供电）的驱动器。

TMS320C54X系列芯片有丰富的内部快速存储器，也可以扩展外部存储器。一般需要扩展EPROM/PROM，扩展时也要注意电平转换的问题。采用Flash存储器存储程序和固定数据是一种比较好的选择。

进行软件设计时，要注意以下一些问题：

（1）流水线冲突。TMS320C54X采用了深度为6级的流水线操作，因

此流水线

冲突不可避免。一般在冲突发生时，由DSP自动插入延迟解决问题。但有些情

况下DSP无法自动解决问题，需要程序员通过调整程序语句的次序或在程序中插入一定数量的NOP来解决。如果在调试程序中不能得到正确的结果，而又找不到程序错误时，就应该想到是否发生了流水线冲突，解决方法是在合适的位置插入一至几个NOP指令。

（2）编译模式选择。在ST1状态寄存器中，有1位编译器模式控制位

CPL。用

于指示在相对直接寻址中采用哪种指针。为0是使用页指针DP，为1 时采用堆栈指针SP。注意模式切换时可能引起流水线冲突。

（3）指令对存储器的要求。有些指令是对存储器是有特殊要求的，使

用时要注意。

此外，在软件编程时还有一些技巧。比如要充分利用片内存储器，节省程序运行时从片

外存储器读入程序或数据的时间；利用程序寻址空间，可以方便的寻址和执行更大规模的程序；利用两个内部累加器，可以有效的提高编程效率；利用ALU的分裂操作模式和CSSU单元可以加快运算速度；利用自动溢出保护功能和利用条件存储指令等等。

TMS320C54X系列芯片一般都在片内设置有BOOT程序，主要作用是在开机时将用户程序从外部装入到程序存储器。用户需要使用BOOT时，需要将DSP设置为微计算机工作方式。

除此之外，通过学习我还了解了如何用MATLAB进行DSP设计模拟，其他一些DSP芯片的大致结构和性能，以及

具体的DSP应用开发方面的知识。在教员的悉心教导下，经过我的认真学习，对DSP应用方面的知识有了一个整体的了解，虽然还没有利用DSP芯片做过实际的东西，但我通过对该课的学习，为以后可能的设计应用打下了一定基础。

对于数字信号处理课程最初的料想是在学长和以前的任课老师那里听来的，据说这门课是跟随着信号系统的步伐，而且难度比较的大。

而至于滤波器就更加简单，只是根据频域的图像告诉我们，可以通过相乘得到这样的一部分我们所需要的频段。

对于连续型号我们可以很简单的从图像中看出来，那么数字信号呢？我们知道现实中模拟信号的传输是很麻烦的，而我们现在广泛采取的就是数字信号，那么同样的问题数字信号也是怎么解决的吗？

答案是显然的。那么既然不一样，我们可以做出数/模——模/数之间的转换是不是就可以了？转换之后，会不会添加或者减少了一些东西呢？

数字滤波器到底是怎么做出来的呢？实际的滤波器肯定不可能就是一个门函数，那么物理可实现的滤波器又是怎么样设计出来的呢？

还有关于调制解调严格的相干条件，如果频率有出路该

怎么办，如果是倍频或是半频又该怎么办呢？

因为牵涉到离散的问题，原来很清晰的连续函数不再完全适用，那么我们应该怎么在信号系统后承接好数字信号处理这门课呢？

应该说这些问题是我在信号系统之后一直想的，也是在学习数字信号处理之前应该思考的。

让我释然的是李老师在第一节课时对这门课程作解释时的一句话，我到现在

仍然记忆犹新。她说：很多学生看到这么多公式就感到害怕，但实际上我们不是要求大家单纯的去算这些式子。我们不是数学课，我们的要求其实是希望大家能够理解这些式子背后的物理含义。很多式子从数学推理上学很难，但是用物理的方法很简单的一看就明白了。而我们这门课大家就要学会从物理模型的角度去思考，很多问题就很容易就理解了。

从物理模型的角度去理解记忆这些公式，这是我对老师话的总结。在后续的课程中我也是这么做的。

但是我对这门课的心得还要再加上两句话：

（1）拓展从信号系统中学到的知识，比较它与这门课的异同。

（2）从物理模型的角度去理解记忆这些公式，或者是从自己的角度去理解，不要拘泥于老师和课本上的条条框框（3）重视matlab仿真实验，从图像中去加深理解。

对于这三句话我会在下面作解释。

首先，对于信号系统与数字信号处理的关系，只要是学过这两门课程的人都看的出来。我前面说过，在学习的开始就有人有意无意的提醒我这两门课程的关系。有先入为主的概念，几乎每个人在学习数字信号系统的时候都会有意无意的去比较这两门课程。

显然这是温故而知新，对这门课程是有帮助的。但是这种被动的比较，帮助很小，我们应该学会主动的去罗列他们的不同之处。比如说第三章Z 变换、Z 变换收敛域、Z 反变换、Z 变换的性质，虽然是离散的，在表示方式上与连续的有所不同，但是变换的实质是差不多的，所以很多性质往往可以与傅里叶变换性质一起记忆，甚至许多性质公式完全可以从傅里叶变换的性质中互推得到。又比如采样中，采样定理的原理是一样的，但是如连续时间信号的离散时间处理，或者离散时间信号的连续时间处理，将会导致一些不同，这归根结底在于离散信号与连续信号不同之处。

这些异同之处加以理解，甚至反过来，回头再看以前的

课本，你会发现很多地方又加深了理解，以前的有些疑问也释然了。或许有人认为以前的课程已经结束了，过去的问题懂不懂无所谓。实际上，很多以前的东西是现在学习的基础，基础扎实了，在以后有可能就因为这个道理，触类旁通反而解决了后续的问题。

如此看来，不单单是信号系统，我们甚至可以与其他一些并行的课程一起理解，比如自动控制原理中的零极点图，和最小相位系统是一致的理论；通信原理中也有调制解调和编码的东西甚至滤波器的设计，虽然主要是考虑信噪比的计算，但是基本原理是一样的。

尽管这种比较可能对做题上没有什么很大的影响，但是了解整个过程，了解整个系统是怎么运作的就对整个系统由了深刻的理解。这样在物理模型层面上，就更明白这是为什么了。

这就为老师所说的，从物理模型的角度去理解记忆这些公式打下了基础。有很多章节，他的基础都是前几章的公式，或是正对后面章节实现的定义。刚开始看的时候，觉得没有道理，而且很简单的问题偏偏要用数学表达式去表示，很显然的推论，用数学语言描述之后就看不太明白了。

那么既然如此，我们也没必要一定要把那些数学表示方法背下来，完全可以通过其物理的现象去理解它。本来，你

用什么语言去写，也不过是描述他罢了，没有必要舍本逐末，只要理解就好。比如全通系统，最小相位系统，线性相位系统，你可以用幅度和相角把每个都表示出来，也完全可以把图像记住了，那么一

切也都记住了。甚至如李老师上课说的，通过平面几何的方法，你可以得到和数学推理一样的结论，因为两者完全是一一对应的关系。你完全可以按照自己的理解来，只要言之有理，自圆其说就可以了。

如果你没有办法想出自己的方法，那么通过图像来理解是一种不错的选择。整门课程随时随地都充斥着各种图像，比起枯燥的数字，图像更具体的表达了它们的物理本质，也方便记忆。

篇三：dsp实验报告心得体会

TMS320F2812x DSP原理及应用技术实验心得体会

1. 设置环境时分为软件设置和硬件设置，根据实验的需要设置，这次实验只是

软件仿真，可以不设置硬件，但是要为日后的实验做准备，还是要学习和熟悉硬件设置的过程。

2. 在设置硬件时，不是按实验书上的型号选择，而是应该按照实验设备上的型

号去添加。

3. 不管是硬件还是软件的设置，都应该将之前设置好的删去，重新添加。设置好的配置中

只能有一项。

4. CCS可以工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在PC机内存中构造一个虚拟的

DSP环境，可以调试、运行程序。但是一般无法构造DSP 中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软件算法和进行效率分析等。

5. 这次实验采用软件仿真，不需要打开电源箱的电源。

6. 在软件仿真工作时，无需连接板卡和仿真器等硬件。

7. 执行write_buffer一行时。如果按F10执行程序，则程序在mian主函数中运行，

如果按F11，则程序进入write_buffe函数内部的程序运行。

8. 把str变量加到观察窗口中，点击变量左边的“+”，观察窗口可以展开结构变

量，就可以看到结构体变量中的每个元素了。