DSP范文10篇

時(shí)間:2024-01-21 11:11:44

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DSP接口效率解析以及提升

近幾年來(lái),數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)得到了廣泛的應(yīng)用。由于DSP采用程序空間和數(shù)據(jù)空間分離的哈佛結(jié)構(gòu),對(duì)程序和數(shù)據(jù)并行操作,使之成倍地提高了處理速度;再加上流水線技術(shù),使得DSP的指令周期多為10ns級(jí)。而與之配套的外圍器件卻沒(méi)有像DSP那樣猛地發(fā)展。首先,DSP與外圍器件之間的速度差異日益顯著,大部分外圍器件的讀寫(xiě)周期在50ns以上,即使是最快的靜態(tài)RAM,其讀寫(xiě)周期亦為8ns左右,也只能與50MHz以下的DSP直接接口;其次,一些領(lǐng)域的器件在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有考慮與DSP接口,以至于不能直接接入DSP總線,如CAN總線控制器SA1000采用地址總線與數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用的總線接口。這使得DSP與許多外部器件難以接口,特別是在與多個(gè)外部器件接口或者與總線不兼容的外部器件接口時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)因接口處理不當(dāng)而導(dǎo)致接口效率低下的情況。當(dāng)DSP對(duì)外部器件的操作頻率很高時(shí),接口效率的高低將對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行速度產(chǎn)生不可忽略的影響。

1多個(gè)外設(shè)的情況

當(dāng)DSP與低速器件接口時(shí),可以通過(guò)設(shè)置DSP片內(nèi)的等待狀態(tài)產(chǎn)生控制寄存器(WSGR),在相應(yīng)的程序空間、數(shù)據(jù)空間或I/O空間產(chǎn)生1~7個(gè)等待周期,以使DSP的訪問(wèn)速度能和低速器件相匹配。當(dāng)在同一空間內(nèi)既有低速器件又有高速器件時(shí),通常WSGR的延時(shí)值被設(shè)置成與速度最慢的器件相一致,以保證DSP對(duì)所有的器件都能進(jìn)行正確的訪問(wèn)。若對(duì)高速器件的操作很頻繁,則這種對(duì)整個(gè)空間的延時(shí)將極不合理地降低系統(tǒng)速度。例如,有些系統(tǒng)在程序空間同時(shí)擴(kuò)展有RAM和ROM。而ROM的速度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于RAM,其訪問(wèn)周期一般為100~200ns,即使DSP和RAM的訪問(wèn)速度均可達(dá)到25ns,但對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)空間進(jìn)行延時(shí)后,DSP也只能以ROM的訪問(wèn)速度(100~200ns)對(duì)RAM進(jìn)行訪問(wèn)。

在這種情況下,首先應(yīng)考慮使用軟件方法提供效率。其方法是默認(rèn)的情況下將WSGR設(shè)置成與高速器件一致,當(dāng)要訪問(wèn)低速器件時(shí)再修改WSGR的值。DSP常常對(duì)外部件進(jìn)行連續(xù)操作,在這種情況下,軟件方法還是比較有效的。但最大問(wèn)題在于增加了軟件負(fù)擔(dān)和不穩(wěn)定因素。

顯然,效率最高的情況是,既不需要修改WSGR,DSP又能以外部器件本身的速度對(duì)它們進(jìn)行訪問(wèn)。事實(shí)上,只要能夠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)控制DSP的READY端,就可以達(dá)到這個(gè)目的。DSP在開(kāi)始一個(gè)外部總線的操作后,會(huì)在每一個(gè)CLKOUT信號(hào)(DSP的時(shí)鐘輸出)的上升沿時(shí)刻對(duì)READY端進(jìn)行查詢(xún),若READY為低,則保持總線的狀態(tài)不變,然后在下一個(gè)CLKOUT上升沿時(shí)刻兩次查詢(xún),直至查詢(xún)到READY為高時(shí)結(jié)束本次總線訪問(wèn)。

下面的設(shè)計(jì)實(shí)例中介紹的硬件等待電路(見(jiàn)圖1)能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能。它針對(duì)不同的外部器件產(chǎn)生相應(yīng)的等待信號(hào)送到DSP的READY端,實(shí)現(xiàn)硬等待。其核心器件采用了廣泛應(yīng)用的通用邏輯陣列(GAL),GAL的引腳定義與圖1相對(duì)應(yīng)。使用GAL器件使硬件設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單而靈活,可以完成比較復(fù)雜的邏輯關(guān)系。

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DSP系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)論文

近年來(lái),計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,數(shù)字信號(hào)處理器的發(fā)展表現(xiàn)得尤為明顯。DSP芯片制造商和DSP板開(kāi)發(fā)商利用自身的優(yōu)勢(shì)不斷開(kāi)發(fā)出多DSP結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足這種需求。通常的DSP設(shè)備是與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合,來(lái)實(shí)時(shí)地完成某一特定任務(wù)。隨著信號(hào)采集速度和處理速度的要求越來(lái)越高,許多領(lǐng)域都需要進(jìn)行多處理器運(yùn)算,其中包括醫(yī)學(xué)、圖像處理、軍事、工業(yè)控制、電信等許多領(lǐng)域。多處理器系統(tǒng)可以根據(jù)所需實(shí)現(xiàn)的功能和處理器的性能來(lái)調(diào)節(jié)處理結(jié)點(diǎn)的數(shù)目,使系統(tǒng)達(dá)到最佳的性能價(jià)格比。

實(shí)際上,只有從芯片開(kāi)始仔細(xì)設(shè)計(jì),才能方便地實(shí)現(xiàn)多處理器系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。這里選用的是AD公司新出品的SHARC級(jí)處理器ADSP21160。

ADSP21160具有很大的片內(nèi)存儲(chǔ)區(qū)、多重內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)、獨(dú)立的I/O子系統(tǒng);具有構(gòu)造多處理器系統(tǒng)的所有特點(diǎn),能夠真正支持處理器數(shù)目的可調(diào)節(jié)功能,十分適合組成高性能浮點(diǎn)的多DSP系統(tǒng)。

VxWorks是目前世界上用戶(hù)數(shù)量最大的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。這使它除了具有優(yōu)越的技術(shù)性能之外,還具有豐富的應(yīng)用軟件支持、良好的技術(shù)服務(wù)和可靠的系統(tǒng)穩(wěn)定性。由于它具有以上優(yōu)點(diǎn),本系統(tǒng)中選用了VxWorks作為MVME167的操作系統(tǒng)。

一、ADSP21160的特點(diǎn)

ADSP21160是AD公司采用超級(jí)哈佛結(jié)構(gòu)的一種新產(chǎn)品。21160的匯編代碼與2106x兼容,處理器具有SIMD(單指令流多數(shù)據(jù)流)功能;而2106x只具有SISD(單指令流單數(shù)據(jù)流)功能。為了充分利用這種新的功能,一些指令做了一些改變。ADSP21160包括1個(gè)100/150MHz的運(yùn)算核、雙端片內(nèi)SRAM、1個(gè)支持多處理器的集成在片內(nèi)的I/O處理器和多重內(nèi)部總線以消除I/O瓶頸。

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DSP播音的編程研究論文

摘要該文介紹了DSP編程的基本原則和方法,并給出程序?qū)嵗龓椭斫?讀者可以此為基礎(chǔ)來(lái)拓展、生成自己的實(shí)用程序。

在DOS下編程,將聲音轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)記錄下來(lái),或?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為聲音,通過(guò)聲卡上配置的喇叭回放出來(lái),是一項(xiàng)很有實(shí)用價(jià)值和開(kāi)發(fā)魅力的技術(shù)。時(shí)下流行的聲卡,如SoundBlasterPro及其兼容卡,都配有數(shù)字聲音處理器DSP芯片(DigitalSoundProcessor),專(zhuān)門(mén)用于對(duì)聲音進(jìn)行數(shù)字記錄及回放,是聲音數(shù)字處理的基礎(chǔ)硬件。而WAV文件、VOC文件等,則都是這些數(shù)據(jù)記載的具體形式。Creative公司為了方便用戶(hù),提供了一組CT-Voice驅(qū)動(dòng)程序,專(zhuān)門(mén)針對(duì)VOC文件,作為開(kāi)發(fā)利用DSP功能的軟接口,使用比較方便。但是,也造成了某些限制。對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言,直接對(duì)DSP硬件編程,實(shí)現(xiàn)其功能,也許是更有吸引力的。

聲音,無(wú)論是從揚(yáng)聲器輸出的,還是從話(huà)筒輸入的,都是模擬量。

而數(shù)據(jù),無(wú)論是內(nèi)存里操作的,還是磁盤(pán)上存儲(chǔ)的都是數(shù)字量。因此,微機(jī)處理聲音,大多離不開(kāi)ADC與DAC兩種轉(zhuǎn)換。由于聲音數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量比較大,在聲音的數(shù)字處理中,除直接由CPU進(jìn)行傳輸外,批量數(shù)據(jù)常采用DMA方式傳輸,以節(jié)省較多的CPU時(shí)間。

總括起來(lái),ADC與DAC兩種轉(zhuǎn)換方式,直接傳輸和DMA傳輸這兩種傳輸方式,再加上不同的壓縮方式,如喇叭控制、靜寂等等,所有這些的不同組合,就構(gòu)成了DSP的各種功能。根據(jù)DSP的硬件原理,其各種功能都規(guī)定了一定的操作步驟。

一、DSP編程要點(diǎn)

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剖析DSP課程教學(xué)改革

摘要根據(jù)DSP課程教學(xué)內(nèi)容多、難度大和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容和方法手段等方面對(duì)該課程的教學(xué)做了有益的探索。其中教學(xué)內(nèi)容提出抓住一條主線,圍繞一個(gè)中心,突出教學(xué)重點(diǎn);而教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)增加師生互動(dòng),自行開(kāi)發(fā)多媒體課件,融入開(kāi)發(fā)實(shí)例以及改進(jìn)考核方式等。通過(guò)以上措施,提高了DSP課程的教學(xué)效果。

“DSP原理及應(yīng)用”是一門(mén)應(yīng)用型課程,具有內(nèi)容多、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。如何在有限的教學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù),使學(xué)生掌握關(guān)鍵技術(shù)并具備一定的應(yīng)用能力是擺在每一位課程教師面前的重大課題。①該課程在我校的開(kāi)設(shè)時(shí)間并不長(zhǎng),如何抓住教學(xué)重點(diǎn)以及改進(jìn)教學(xué)方法,有效提高教學(xué)質(zhì)量并培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求的合格人才,這使得對(duì)DSP課程進(jìn)行教學(xué)改革研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1DSP課程教學(xué)現(xiàn)狀

(1)教學(xué)內(nèi)容不夠合理。DSP課程的總課時(shí)為30課時(shí)左右,由于課時(shí)少,加之該課程開(kāi)設(shè)時(shí)間較短,較難找到合適的優(yōu)秀教材。目前的教學(xué)基本是按照所選教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)進(jìn)行教授,很難激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

(2)重理論輕實(shí)踐,理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)。某些專(zhuān)業(yè)的DSP課程實(shí)踐學(xué)時(shí)不足10學(xué)時(shí)甚至更少,作為實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課,缺乏足夠的實(shí)踐確實(shí)很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。而理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié),無(wú)法充分利用有限的實(shí)踐機(jī)會(huì)加深理解專(zhuān)業(yè)理論。

(3)考核方式過(guò)于死板。目前的考核方式多為試題考試加平時(shí)成績(jī),很少體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,學(xué)生所掌握的理論與實(shí)際相脫離較為嚴(yán)重,存在“高分低能”現(xiàn)象。

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DSP設(shè)備通信管理論文

摘要:介紹了SPI通信協(xié)議,給出了將TI公司生產(chǎn)的TMS320C5402DSP用于SPI協(xié)議通信的串口配置方法和接口電路設(shè)計(jì),同時(shí)給出了串口McBSP的配置程序。

關(guān)鍵詞:多通道緩沖串行口McBSPTMS320C5402μPD780308SPIDSP

1引言

隨著信息技術(shù)革命的深入和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,DSP技術(shù)也正以極快的速度被應(yīng)用到科技和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各信領(lǐng)域。在很多工程開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中,由于要求實(shí)現(xiàn)單片DSP與單片DSP、多片DSP芯片以及及其它處理芯片之間的通信,因此,怎樣更高效、更便捷的實(shí)現(xiàn)這些通信,已成為廣大DSP應(yīng)用者首先要解決的一個(gè)問(wèn)題。

本文根據(jù)筆者在工程應(yīng)用和調(diào)試方面用TI的DSPTMS320C5402與NEC的μPD780308單片機(jī)進(jìn)行通信的經(jīng)驗(yàn),介紹并討論了將TMS320C5402DSP的多通道緩沖串行口McBSP(Multi-channelBufferedSerialPort)配置為SPI模式(即時(shí)鐘停止模式),從而實(shí)現(xiàn)DSP與其它單片處理器之間的通信設(shè)計(jì)方法同時(shí)給出了實(shí)現(xiàn)方法的部分程序代碼。

2多通道緩沖串行口McBSP

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DSP接口效率分析管理論文

摘要:分析了導(dǎo)致DSP系統(tǒng)接口效率低下的幾種情況,重點(diǎn)敘述了相應(yīng)的提高效率的設(shè)計(jì)方法,并提供了電路圖和源程序。

關(guān)鍵詞:DSP接口電路CAN控制器

近幾年來(lái),數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)得到了廣泛的應(yīng)用。由于DSP采用程序空間和數(shù)據(jù)空間分離的哈佛結(jié)構(gòu),對(duì)程序和數(shù)據(jù)并行操作,使之成倍地提高了處理速度;再加上流水線技術(shù),使得DSP的指令周期多為10ns級(jí)。而與之配套的外圍器件卻沒(méi)有像DSP那樣猛地發(fā)展。首先,DSP與外圍器件之間的速度差異日益顯著,大部分外圍器件的讀寫(xiě)周期在50ns以上,即使是最快的靜態(tài)RAM,其讀寫(xiě)周期亦為8ns左右,也只能與50MHz以下的DSP直接接口;其次,一些領(lǐng)域的器件在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有考慮與DSP接口,以至于不能直接接入DSP總線,如CAN總線控制器SA1000采用地址總線與數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用的總線接口。這使得DSP與許多外部器件難以接口,特別是在與多個(gè)外部器件接口或者與總線不兼容的外部器件接口時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)因接口處理不當(dāng)而導(dǎo)致接口效率低下的情況。當(dāng)DSP對(duì)外部器件的操作頻率很高時(shí),接口效率的高低將對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行速度產(chǎn)生不可忽略的影響。

1多個(gè)外設(shè)的情況

當(dāng)DSP與低速器件接口時(shí),可以通過(guò)設(shè)置DSP片內(nèi)的等待狀態(tài)產(chǎn)生控制寄存器(WSGR),在相應(yīng)的程序空間、數(shù)據(jù)空間或I/O空間產(chǎn)生1~7個(gè)等待周期,以使DSP的訪問(wèn)速度能和低速器件相匹配。當(dāng)在同一空間內(nèi)既有低速器件又有高速器件時(shí),通常WSGR的延時(shí)值被設(shè)置成與速度最慢的器件相一致,以保證DSP對(duì)所有的器件都能進(jìn)行正確的訪問(wèn)。若對(duì)高速器件的操作很頻繁,則這種對(duì)整個(gè)空間的延時(shí)將極不合理地降低系統(tǒng)速度。例如,有些系統(tǒng)在程序空間同時(shí)擴(kuò)展有RAM和ROM。而ROM的速度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于RAM,其訪問(wèn)周期一般為100~200ns,即使DSP和RAM的訪問(wèn)速度均可達(dá)到25ns,但對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)空間進(jìn)行延時(shí)后,DSP也只能以ROM的訪問(wèn)速度(100~200ns)對(duì)RAM進(jìn)行訪問(wèn)。

在這種情況下,首先應(yīng)考慮使用軟件方法提供效率。其方法是默認(rèn)的情況下將WSGR設(shè)置成與高速器件一致,當(dāng)要訪問(wèn)低速器件時(shí)再修改WSGR的值。DSP常常對(duì)外部件進(jìn)行連續(xù)操作,在這種情況下,軟件方法還是比較有效的。但最大問(wèn)題在于增加了軟件負(fù)擔(dān)和不穩(wěn)定因素。

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DSP設(shè)計(jì)的數(shù)字音頻信號(hào)處理研究

1引言

數(shù)字音頻已經(jīng)具有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史,在1937年就已經(jīng)發(fā)明出了PCM,此技術(shù)也為后續(xù)的數(shù)字音頻信號(hào)處理技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。雖然在早起已經(jīng)具有了一定的基礎(chǔ),但是數(shù)字音頻處理技術(shù)的發(fā)展仍然會(huì)受到多方面的影響,所以在后續(xù)的幾十年內(nèi)都未能得到實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,而是隨著其它相關(guān)的技術(shù)發(fā)展而緩慢前行。繼上世紀(jì)90年代后,數(shù)字技術(shù)發(fā)展迅速,各種數(shù)字錄音、環(huán)繞音頻等技術(shù)都得到了突破性的發(fā)展。到了今天,數(shù)字化這個(gè)概念已經(jīng)非常成熟,許多大型的企業(yè)都紛紛推出了自己的數(shù)字產(chǎn)品,可以說(shuō)如今我們正處于一個(gè)數(shù)字化時(shí)代。

2數(shù)字信號(hào)處理DSP與數(shù)字音頻信號(hào)處理概述

2.1數(shù)字信號(hào)處理DSP概述數(shù)字信號(hào)處理DSP是一門(mén)涉及多學(xué)科的新型學(xué)科,它隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展也得到了很大的發(fā)展。在過(guò)去十幾年里,數(shù)字信號(hào)處理DSP已經(jīng)逐漸成為通信行業(yè)中一項(xiàng)極其重要的技術(shù)。數(shù)字信號(hào)處理DSP主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)或者專(zhuān)業(yè)化的工具,以數(shù)字化的方式完成信號(hào)的手機(jī)、轉(zhuǎn)換、識(shí)別等任務(wù),最終得到所需要的數(shù)字信號(hào)。DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)主要是以數(shù)字信號(hào)處理的理論、實(shí)現(xiàn)及運(yùn)用為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái),理論上的發(fā)展促進(jìn)了技術(shù)的實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用,而應(yīng)用反過(guò)來(lái)有促進(jìn)了理論的提高。數(shù)字信號(hào)處理DSP涉及到許多領(lǐng)域,如數(shù)學(xué)、微積分、概率等都是以數(shù)字信號(hào)處理DSP技術(shù)作為基礎(chǔ)工具,而音頻信號(hào)處理也與之密切相關(guān)。

2.2數(shù)字音頻信號(hào)處理概述DSP在數(shù)字音頻信號(hào)處理中的運(yùn)用主要有:糾錯(cuò)、多重利用、語(yǔ)音合成、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等,基于DSP的數(shù)字音頻信號(hào)還可以實(shí)現(xiàn)多樣化的效果,絕對(duì)部分用戶(hù)都可以通過(guò)此技術(shù)下的設(shè)備聽(tīng)出不同的效果。如在一些特殊場(chǎng)景DSP設(shè)計(jì)的數(shù)字音頻信號(hào)處理文/馮志鴻本文基于DSP設(shè)計(jì)的數(shù)字音頻信號(hào)處理做了概述與分析,具有一定參考借鑒價(jià)值。當(dāng)音頻產(chǎn)品需要對(duì)多音頻進(jìn)行處理時(shí),TI所具有強(qiáng)大的音頻解決方案就可以使用DSP中強(qiáng)大的算法,將不同來(lái)源的數(shù)字資料直接輸送到揚(yáng)聲器中。目前大部分的音頻處理過(guò)程是通過(guò)數(shù)字線路連接的形式,這樣就可惡意有效避免模擬信號(hào)過(guò)程中所存在的功能缺失以及信號(hào)損失等。最后,TI的DSP芯片還可以處理音頻標(biāo)準(zhǔn)的其它格式,如立體環(huán)繞音效、AC3以及AAC。若音頻產(chǎn)品后期需要進(jìn)行提高音質(zhì)的操作,TI也具有TAS300x系統(tǒng),可以執(zhí)行芯片內(nèi)含的先進(jìn)濾波算法,同時(shí)對(duì)揚(yáng)聲器的相應(yīng)特征進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。為了提高音頻的處理效果,無(wú)論是個(gè)人還是企業(yè)所用的音頻產(chǎn)品都已經(jīng)開(kāi)始朝著數(shù)字化趨勢(shì)不斷發(fā)展,同時(shí)它也在不斷推進(jìn)消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展,隨著數(shù)字音頻處理技術(shù)的提高,未來(lái)音頻產(chǎn)品市場(chǎng)的行情將會(huì)發(fā)生巨大的改變。

其中德州儀器TI就具有兩種數(shù)字音頻方案,其中最為關(guān)鍵的就是DSP技術(shù)。當(dāng)音頻產(chǎn)品需要對(duì)多音頻進(jìn)行處理時(shí),TI所具有強(qiáng)大的音頻解決方案就可以使用DSP中強(qiáng)大的算法,將不同來(lái)源的數(shù)字資料直接輸送到揚(yáng)聲器中。目前大部分的音頻處理過(guò)程是通過(guò)數(shù)字線路連接的形式,這樣就可惡意有效避免模擬信號(hào)過(guò)程中所存在的功能缺失以及信號(hào)損失等。最后,TI的DSP芯片還可以處理音頻標(biāo)準(zhǔn)的其它格式,如立體環(huán)繞音效、AC3以及AAC。若音頻產(chǎn)品后期需要進(jìn)行提高音質(zhì)的操作,TI也具有TAS300x系統(tǒng),可以執(zhí)行芯片內(nèi)含的先進(jìn)濾波算法,同時(shí)對(duì)揚(yáng)聲器的相應(yīng)特征進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。為了提高音頻的處理效果,無(wú)論是個(gè)人還是企業(yè)所用的音頻產(chǎn)品都已經(jīng)開(kāi)始朝著數(shù)字化趨勢(shì)不斷發(fā)展,同時(shí)它也在不斷推進(jìn)消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展,隨著數(shù)字音頻處理技術(shù)的提高,未來(lái)音頻產(chǎn)品市場(chǎng)的行情將會(huì)發(fā)生巨大的改變。

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DSP電機(jī)數(shù)字平臺(tái)管理論文

摘要:和異步機(jī)的各種控直接轉(zhuǎn)矩控制目前已經(jīng)應(yīng)用到同步機(jī)制系統(tǒng)中,由于其采用BangBang控制,長(zhǎng)控制周期將導(dǎo)致大電流和大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)這兩個(gè)突出問(wèn)題,要使控制性能更為優(yōu)越必然對(duì)控制周期提出更高的要求。提高控制平臺(tái)性能是解決這些問(wèn)題的有效途徑之一。TI公司的2000系列DSP是電機(jī)控制領(lǐng)域常用芯片,針對(duì)電機(jī)控制設(shè)計(jì)的事件管理器具有突出優(yōu)點(diǎn)。3X系列DSP則是性?xún)r(jià)比很好的通用芯片,浮點(diǎn)運(yùn)算,數(shù)據(jù)處理速度快。為此采用雙DSP系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從電機(jī)控制領(lǐng)域特點(diǎn)出發(fā),利用TMS320LF2407A控制上的強(qiáng)大功能而專(zhuān)注于控制方面的工作;TMS320VC33浮點(diǎn)運(yùn)算能力強(qiáng),則進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理。使用雙口RAMCY7C025實(shí)現(xiàn)雙機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交流和通信,使得不同MDSP優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn),協(xié)同工作,大大提高控制平臺(tái)的性能。

關(guān)鍵詞:電機(jī)控制;直接轉(zhuǎn)矩控制;雙DSP;雙端口RAM;通信

引言

直接轉(zhuǎn)矩控制[1]是目前廣為研究的電機(jī)控制理論之一,已在異步機(jī)上取得了成功,而在同步機(jī)方面的應(yīng)用也已有了一定發(fā)展[2]。由于該理論直接對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制,故瞬態(tài)性能得到了顯著的改善。但是,由于其采用的是BangBang控制,控制周期過(guò)長(zhǎng)會(huì)使電流過(guò)大;同時(shí)大周期會(huì)使轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)加大。為了解決這個(gè)問(wèn)題可以從控制策略上加以改進(jìn),比如采用SVMDTC[3]來(lái)取代傳統(tǒng)DTC方案;也可以在控制平臺(tái)上加以考慮,提高處理器速度,縮短控制周期。以單個(gè)DSP為核心的控制平臺(tái)(常見(jiàn)的芯片如TI公司的2000系列),由于既要完成復(fù)雜的算法,還要執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、控制信號(hào)輸出、系統(tǒng)保護(hù)以及人機(jī)交互等一系列操作,無(wú)法有效地縮短控制周期。在綜合考慮了各種數(shù)字信號(hào)處理器的性能之后,決定采用雙DSP并行工作的體系結(jié)構(gòu);并同時(shí)考慮到該控制系統(tǒng)的特點(diǎn),即在每個(gè)控制周期內(nèi)兩個(gè)DSP之間交換的信息很少,不同于諸如圖像采集系統(tǒng)[4]那樣,需要大流量的數(shù)據(jù)交換。由此采取了一系列特殊的設(shè)計(jì)思想。首先,在芯片的選型上兼顧了各自不同的特點(diǎn),即專(zhuān)用于電機(jī)控制領(lǐng)域的芯片TMS320LF2407A專(zhuān)注于控制;高速通用數(shù)據(jù)處理芯片TMS320VC33則著眼于復(fù)雜算法的實(shí)現(xiàn),從而充分利用了各自的特點(diǎn)。其次,針對(duì)電機(jī)控制這一特定領(lǐng)域,需要采集的數(shù)據(jù)相對(duì)較少,同時(shí)反饋的也只是計(jì)算結(jié)果,即PWM波發(fā)送策略,并無(wú)大量中間結(jié)果,因此,需要考慮的重點(diǎn)是控制方法的實(shí)現(xiàn),和數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)必須占用盡可能少的資源。同時(shí)由于數(shù)據(jù)量較少,可以用較小的代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余,使得數(shù)據(jù)處理時(shí)更加靈活和方便,DSP之間并不一定保持同步工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)DSP之間的數(shù)據(jù)交換和通信,選擇了雙口RAM作為兩者之間的媒介。并從硬件和軟件上相互配合,避免存儲(chǔ)空間爭(zhēng)用[5]的同時(shí),使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程盡量少耗費(fèi)各種資源。

1硬件系統(tǒng)構(gòu)成

TMS320LF2407A最突出的特點(diǎn)在于其事件管理器模塊:共有兩個(gè)事件管理器EVA及EVB,提供了8個(gè)16位脈寬調(diào)制(PWM)通道。這些都是針對(duì)電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的,在PWM波的產(chǎn)生上相當(dāng)方便可靠;可編程的PWM死區(qū)控制可以防止上下橋臂同時(shí)輸出觸發(fā)脈沖而導(dǎo)致直通。同時(shí)每個(gè)模塊還提供了兩個(gè)外部引腳PDPINTA和PDPINTB,當(dāng)該引腳上出現(xiàn)低電平時(shí)事件管理器模塊將快速關(guān)閉相應(yīng)的PWM通道,起到保護(hù)作用。片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊為數(shù)據(jù)采集提供了高性能的A/D轉(zhuǎn)換器,最小轉(zhuǎn)換時(shí)間只有500ns。由于轉(zhuǎn)換時(shí)間是整個(gè)控制周期的組成部分之一,快速A/D對(duì)于縮短控制周期是非常有利的。

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DSP28335捷聯(lián)慣導(dǎo)通信模塊設(shè)計(jì)探討

摘要:慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有自主性好、隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于航空、航天以及武器系統(tǒng)等領(lǐng)域。捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)是一種與載體固連的數(shù)字化慣性導(dǎo)航系統(tǒng),數(shù)字信號(hào)傳輸與通信是導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)。利用DSP28335硬件架構(gòu),設(shè)計(jì)了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)串口通信模塊,可以實(shí)現(xiàn)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和DSP之間的高速串口通信。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)據(jù)通信的有效性和可靠性。

關(guān)鍵詞:捷聯(lián)慣導(dǎo);串口通信;DSP

1引言

捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(StrapdownInertialNavigationSys-tem,SINS)將慣性器件直接固連在運(yùn)載體上,慣性器件可以感應(yīng)出運(yùn)載體的加速度和姿態(tài)等信息,而且不受任何外部因素的影響,可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的自主式導(dǎo)航[1-3]。捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)具有成本較低、體積更小、可靠性更高等優(yōu)點(diǎn),因此已成為慣性導(dǎo)航技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。相對(duì)于傳統(tǒng)平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng),捷聯(lián)慣導(dǎo)數(shù)字化程度更高,因此數(shù)字信號(hào)的傳輸與通信是導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)。目前,捷聯(lián)慣導(dǎo)與上位機(jī)或?qū)Ш浇馑阌?jì)算機(jī)的通信主要采用串行通信。通信數(shù)據(jù)主要包含陀螺儀輸出的角速度數(shù)據(jù)和加速度計(jì)輸出的加速度數(shù)據(jù)等,用于后續(xù)導(dǎo)航解算和數(shù)據(jù)處理分析。為保證導(dǎo)航解算對(duì)于慣性器件數(shù)據(jù)更新率的要求,慣導(dǎo)串行通信通常具有數(shù)據(jù)量大、波特率高、更新率高等特點(diǎn)。在通用計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)慣導(dǎo)高速串行通信相對(duì)簡(jiǎn)單,文獻(xiàn)[4][5]介紹了在VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)下,基于MSComm進(jìn)行串口編程的方法。文獻(xiàn)[6][7]闡述了在VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)下基于MOXA多串口卡的多串口實(shí)時(shí)通信的實(shí)現(xiàn)方法。但是在嵌入式計(jì)算機(jī)上,由于要兼顧成本和性能,需要對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行優(yōu)化配置,對(duì)程序進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。本文基于低成本的DSP28335硬件架構(gòu),設(shè)計(jì)了捷聯(lián)慣導(dǎo)高速串行通信模塊,以較低的硬件成本,構(gòu)建了慣性導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。

2DSP28335及開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介

DSP(DigitalSignalProcesser)即數(shù)字信號(hào)處理器,是美國(guó)德州儀器公司(TexasInstruments,簡(jiǎn)稱(chēng)TI)研發(fā)生產(chǎn)的專(zhuān)用于數(shù)字信號(hào)處理的芯片,其強(qiáng)大的浮點(diǎn)型計(jì)算能力是目前市面上其他CPU無(wú)法比擬的,集成有專(zhuān)用數(shù)學(xué)計(jì)算指令集以及對(duì)內(nèi)存優(yōu)化能力使這款專(zhuān)用CPU在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異。由于是專(zhuān)用CPU,因此DSP只能用TI公司專(zhuān)用的軟件開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)軟件,TI公司將這款軟件命名為CCS(CodeComposerStudio,CCS集成代碼開(kāi)發(fā)環(huán)境)。DSP系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)工具CCS編輯、編譯、連接、軟件仿真以及硬件調(diào)試等功能于一體,操作簡(jiǎn)單,擁有良好的人機(jī)交互界面,并支持C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn),編程簡(jiǎn)單易于開(kāi)發(fā)[8]。它不僅提供了配置、建立、調(diào)試、跟蹤和分析程序的工具,而且便于實(shí)時(shí)、嵌入式信號(hào)處理程序的編制和測(cè)試,能夠加速程序開(kāi)發(fā)進(jìn)程,提高設(shè)計(jì)工作效率。

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職校通信專(zhuān)業(yè)DSP課程教學(xué)方式

一、引言

目前越來(lái)越多的工科院校開(kāi)設(shè)了DSP課程,但是在許多高職院校,DSP課程卻是最年輕的課程之一。無(wú)論在教材選取、教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方式、方法,還是考核方式上,都帶有一定的盲目性。為使學(xué)生掌握新技術(shù),提高專(zhuān)業(yè)技能,提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力,我院通信專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了DSP課程,筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際,對(duì)DSP課程開(kāi)設(shè)進(jìn)行了有益的探索。

二、教學(xué)目標(biāo)

2.1知識(shí)目標(biāo)通過(guò)DSP課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解DSP的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用領(lǐng)域,掌握DSP的基本硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS的使用,學(xué)習(xí)DSP的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程的基本方法,學(xué)會(huì)利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行DSP系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā),為后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為今后從事數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)工作做準(zhǔn)備。

2.2能力目標(biāo)使學(xué)生在實(shí)踐中提高動(dòng)手能力和自學(xué)能力;通過(guò)分析、綜合、探究等活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生探索求真知的精神。

三、教學(xué)實(shí)施

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