第一篇：基于DSP整流器設計論文

基于DSP整流器設計論文

在平時的學習、工作中，大家都經常接觸到論文吧，借助論文可以有效提高我們的寫作水平。你知道論文怎樣寫才規范嗎？下面是小編精心整理的基于DSP整流器設計論文，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

摘要：隨著我國經濟的發展，同時也伴隨著綠色能源的產生，電力電子技術在我國蒸蒸日上，不斷拓展?；贒SP的整流器技術已經成為電力電子技術研究的熱點話題。整流器技術憑借其自身強大的特點，可以實現電網無污染以及電能的雙向傳輸，它成為現代人最理想的用電設備。當今，經過技術變換處理后再供用戶使用的電能在全國供電總量的比值，直線上升，并且這也代表了我國技術水平的突飛猛進。本論文主要介紹了DSP、整流器的工作原理，以及PWM整流器的發展現狀、技術研究方向和控制領域設計，最后表明整流器的應用領域。

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關鍵詞：DSP整流器發展現狀研究方向控制領域設計

在現代工業、交通、經濟、政治、國防飛速發展的今天，我們生活的各個領域都需要大量的各種類型的交流裝置，這些具有高技術的交流裝置將一種特定頻率或幅值的電能運用其自身的技術完美的轉化成另一種頻率、幅值的電能，從而使我們的用電設備達到我們理想的狀態;同時，滿足我們用電負載的各種需求，達到我國的經濟效益最大化。本文對三相電壓器PWM整流器的設計做出研究，為其為潛力開發做好鋪墊，并且開發無污染能源是電子電力設備的主要任務之一。整流器設備為其提供途徑，并且加快其進程，因此我們要將基于DSP的整流器設備做出概述，證明其應用的可能性以及現實性，明白其國內外的發展現狀，了解PWM整流器控制技術的研究方向，更好的將電能在最小代價下轉化成最有效，最符合人們用電標準的電能。

1、工作原理

1.1 DSP的工作原理

DSP(digital signal processor)是一種比較特殊的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉化為0或1的數字信號，再對數字信號進行修改、強化、刪除等，它還可以再其他系統芯片中進行解譯，例如把數字數據解譯成模擬數據或者實際環境各種格式。DSP具有可編性，并且其實際運行速度快的驚人，可達每秒數千萬條復雜指令的程序，這遠遠超出一般普通的微處理器。DSP具有強大的數據處理能力以及高速度的運行，這就是DSP成為數字化電子世界的寵兒，在電子界有重要的地位，是新生代的.佼佼者。具有無窮的潛力和發掘的價值。

1.2整流器的工作原理

整流器是將電流(AC)轉化成直流的一種轉化設備。其具有強大的轉化能力，可將電能轉化為人們生活或者工作所能接受的最好的狀態。隨著工業和經濟的飛速發展，整流器在其中的作用越來越明顯，其不僅可以將工業的發展推到專業化，技術化水平，還可能開發綠色能源，倡導文明綠色的經濟發展方式。整流器使經濟的能源利用達到最大化，經濟效益得到最大化，使我國的技術水平越來越先進，不斷突破。整流器的轉化原理充分體現了這種轉化裝置有很大的發展空間。

2、整流器國內外發展現狀

2.1整流器的概況

變頻器、高頻開關電源以及各種交流器等等設備很大一部分都需要整流這一重要環節，從而獲得直流電壓，如果經常采取不控整流電路，這將對電網造成嚴重的“污染”，由此可見，只有對整流器做出研究，就可以有效的控制污染源的出現。

2.2 PWM整流器的發展現狀

20世紀80年代，隨著全控器件的日趨成熟，推動了三相PWM整流器的應用和研究。外國科學家提出了三相PWM整流器拓撲結構和電流等的控制策略，并實現了電流型PWM整流器單位功率的有效控制，這就是早期電壓型PWM整流器的設計思想。后來，隨著離散動態模型和控制策略的發展PWM整流器又發展到新的高度。

隨著PWM整流器的發展，其相關領域也不斷拓展，同時，PWM整流器以及控制技術也得到不斷發展完善，它們相互促進彼此發展，相輔相成。PWM整流器已經有半控型器件橋路過渡偶倒全控件橋路;PWM整流器的開關控制由單純的硬開關控制完善到軟開關調制;更重要的是，其功率等級由千瓦級別飛躍到兆瓦級別;并且其在主電路的類型上也有所變化，電流型整流器與電壓型整流器并存，有廣闊的使用空間，為人們生活提供了便利，也為國家的發展有重要的推動作用。

3、整流器控制技術的研究方向

控制技術是整流器發展的關鍵技術，所以，有關PWM整流器控制技術的研究應該非常有針對性，要切中要害，一針見血，研究其核心有價值的議題。一是努力降低整流器對電網的負面影響，一定要適當減少交流側輸入電流的畸變率，通常我們經過方法的研究一般要求在整個負載波動的范圍之內，一定程度上會減少對我國電網的不利影響。二是運用技術提高功率因數，從而減少整流器的非線性行為，使其對電網而言是純電阻的負載。三是提高整個整流器系統的動態響應能力，從而減少動態響應時間，減少對電網影響。四是降低整個系統的開關能源消耗，提高裝備效率。五是減少直流側紋波的系數，縮小整流器其體積，達到減輕重量。

4、總結

DSP雖然作為微處理器，可是卻有極大的潛能，其超大規模集成電路的工藝和高性能的數字信息處理器技術的穩步發展，為將來DSP使各種復雜的語音編解碼的同步實現奠定了堅實額基礎。整流器作為一種新型的媒介出現在大眾的生活和社會中，為我們帶來了極大的便利，使資源得到了綜合的利用，而且有效地節約的資源，倡導我們做綠色能源的實踐者。

第二篇：DSP論文感想

論文感想

汽車防撞雷達系統是一個復雜的電子系統，涉及到雷達技術、毫米波技術、模擬電路、數字電路、數字信號處理等一系列技術領域。作為智能交通系統的一 項前沿技術，能有效地降低交通事故的發生，因此成為該技術領域的研究重點，受到國內外研究人員的廣泛重視。對比不同雷達的工作方案與技術體制，最終因 FMCW毫米波汽車防撞雷達擁有良好的環境適應性和穩定的探測性能，成為了工

程應用的主要研究方案。本論文基于橫向研究項目，主要是在FMCW毫米波體制下研究汽車防撞雷達中頻信號處理技術，并通過DSP技術實現系統功能。在項目的研究和開發過程中，主要取得了以下成果：

1通過對比分析，確定了本系統的雷達工作體制，并在此體制下研究了目

標測速測距的基本原理。根據高速公路環境，提出了相應的性能要求，研究了預 警系統中的安全距離計算模型，并引入了一種高效率的安全距離算法； 2詳細介紹了雷達中頻信號的產生原理。由于中頻信號中噪聲的影響，提

出使用自適應濾波算法來抑制噪聲，并詳細地介紹了自適應濾波原理，重點研究 了其應用技術，將自適應濾波作為噪聲抵消器應用在系統中，能有效地降低中頻 信號中瑞利噪聲的影響；

3介紹了恒虛警檢測基本理論，分析研究了其實現方法，并針對應用環境進行了仿真實驗，能一定程度上降低錯誤目標的檢測概率。對于多目標，介紹了多目標頻率匹配算法，使其能從頻譜中提取到不同目標對應的頻率信息；

4完成了汽車防撞雷達中頻信號處理系統的硬件電路設計。根據系統的應

用特性，確定了主要器件的選型，并設計了數字信號處理器的電源電路與時鐘電

路，同時介紹了 D/A 和 A/D 器件原理，設計完成調制信號的產生與中頻信號的采樣； 5在 TMS320F28335 DSP平臺下，完成了系統軟硬件功能的測試，主要包括 A/D 采樣、自適應濾波、恒虛警檢測以及頻率匹配等算法。最終實現了汽車防撞雷達中頻信號處理系統的開發。

第三篇：DSP系統程序設計論文

近年來，計算機產品的應用領域越來越廣，數字信號處理器的發展表現得尤為明顯。DSp芯片制造商和DSp板開發商利用自身的優勢不斷開發出多DSp結構的產品來滿足這種需求。通常的DSp設備是與嵌入式系統相結合，來實時地完成某一特定任務。隨著信號采集速度和處理速度的要求越來越高，許多領域都需要進行多處理器運算，其中包括醫學、圖像處理、軍事、工業控制、電信等許多領域。多處理器系統可以根據所需實現的功能和處理器的性能來調節處理結點的數目，使系統達到最佳的性能價格比。

實際上，只有從芯片開始仔細設計，才能方便地實現多處理器系統的調節功能。這里選用的是AD公司新出品的SHARC級處理器ADSp21160。

ADSp21160具有很大的片內存儲區、多重內部總線結構、獨立的I/O子系統；具有構造多處理器系統的所有特點，能夠真正支持處理器數目的可調節功能，十分適合組成高性能浮點的多DSp系統。

VxWorks是目前世界上用戶數量最大的實時操作系統。這使它除了具有優越的技術性能之外，還具有豐富的應用軟件支持、良好的技術服務和可靠的系統穩定性。由于它具有以上優點，本系統中選用了VxWorks作為MVME167的操作系統。

一、ADSp21160的特點

ADSp21160 是AD公司采用超級哈佛結構的一種新產品。21160的匯編代碼與2106x兼容，處理器具有SIMD（單指令流多數據流）功能；而2106x只具有SISD（單指令流單數據流）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100/150MHz的運算核、雙端片內SRAM、1個支持多處理器的集成在片內的I/O處理器和多重內部總線以消除I/O瓶頸。

ADSp21160的匯編源代碼與2106x兼容。SIMD計算結構：2個32bit的計算單元，其中每一個單元包括乘法器、ALU、移位寄存器及寄存器文件。具有完備的與外圍設備接口功能。包括獨立的I/O處理器、4Mbit 的片內雙端SRAM、可直接連接的多處理器特性及端口（串口、連接口、外總線及JTAG）。

ADSp21160包括2個運算處理單元，具有SIMD功能。處理單元指的是pEX和pEY。pEX始終是有效的，而pEY的有效是通過設置MODE1寄存器中的pEYEN位來實現的。當pEY模式有效時，同一條指令在2個處理器單元中都得到執行，但每一個處理器單元中的操作數不同。

SIMD模式在存儲區和處理器單元之間的數據傳輸也是很有作用的。當使用SIMD模式，通過加倍數據帶寬來保證處理器單元的操作。在SIMD模式，當使用DAGs來傳輸數據時，存儲區每次訪問所傳輸的是兩個數據值。

ADSp21160包括4Mbit的片內SRAM，分為兩塊，每一塊2Mbit。可以定義為不同字長的指令和數據存儲。每一個存儲塊的雙端口結構可以使存儲塊獨立地被運算核處理和I/O處理器訪問。21160的存儲區最大可以容納128K的32bit數據，或256K的16bit數據，或85K的48bit指令，或其他混合字長的數據，但總和最大為4Mbit。所有存儲區可以16、32、48、64bit字長的字訪問。外端口支持處理器與片外存儲器及外設的接口，片外的4G地址空間屬于21160的統一地址空間。

外端口支持同步、異步及同步BURST訪問。DMA控制器的操作相對處理器運算核是獨立和不可見的，即DMA操作可與執行指令同時進行。DMA傳輸可以在內部存儲區與外部存儲區、外圍設備或主機之間進行。21160共有14個DMA通道，其中：連接口(linkport)占6個；串口占4個；外端口(external port)占4個。21160可以通過DMA傳輸來下載程序，外圍異步設備也可以通過DMA請求/應答線來控制2個DMA通道。

21160具有許多特點支持多DSp系統。外端口與連接口支持多處理器系統的直接連接，外端口支持統一的地址空間，允許DSp之間互相訪問。片內具有分布式總線仲裁邏輯，最多支持6片21160和主機連接。外端口的最大數據傳輸率為400MB/s，廣播寫信號可以同時發

送到各片21160。6個連接口提供了另一種方法實現多處理器之間的通信。連接口的最高傳輸速率為600MB/s。

整個系統基于VME總線。VME總線系統作為最早的國際通用開放式總線，自1981年起，經歷了近20年的發展。其影響不斷擴大，功能不斷完善，現已成為性能最好、應用最廣的國際總線標準之一。

根據設計要求，采用了4片ADSp21160。片外共享內存SRAM可以被主機和各片DSp直接訪問；EpROM用來存放初始化程序和各片DSp要運行的程序，在系統上電后這些程序被下載到各片DSp中；LEDs用來顯示插件的狀態，如reset、normal等。每一片都有1個連接口連到插件的前面板，這樣前端采集來的數據就可以很方便地傳輸到多DSp上，而且也使數據的傳輸模式更加靈活。

連接口(linkport)是SHARC系列DSp芯片的一個特點。ADSp21160共有6個8bit連接口提供額外的I/O服務。在100MHz時鐘下運行時，每個連接口可達100MB/s。連接口尤其適合多處理器間點到點的連接。連接口可以獨立地同時操作，通過連接口的數據封裝成48/32bit字長后，可以從片內存儲區直接被運算核讀取或DMA傳輸。每一個連接口有它自己的雙緩沖I/O寄存器，數據傳輸可編程，硬件由時鐘/應答握手線控制。4片DSp使用連接口實現DSp間兩兩互連。

21160的主機接口可以很方便地與標準微處理器總線（16/32bit）相連，幾乎不需要額外硬件。主機通過21160的外端口對其進行訪問，存儲區地址映射為統一的地址空間。4個DMA通道可以用于主機接口，代碼和數據傳輸的軟件開銷很小，主處理器通過Hbr、HBG和REDY信號線與21160進行通信，主機可以對片內存儲區進行直接讀寫。

二、開發環境Tornado

VxWorks的開發環境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主機-目標機開發方式，主機系統可采用運行Sun Solaris、Hp-UX以及Win95/NT的工作站或個人計算機，VxWorks則運行在Intel x86、MC68K、powerpC或SpARC等處理器上。Tornado支持各種主機-目標機連接方式，如以太網、串行線、在線仿真器和ROM仿真器。

Tornado的體系結構使得許多強有力的開發工具可以用于各種目標機系統和各種主機-目標機連接方式下，而不受制于目標機的資源和通信機制。同時VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它適用于各種嵌入式環境的開發，小到資源極其有限的個人手持式設備如pDA（personal Digital Assistant）；大到多處理機系統，如VME系統。

Tornado可提供一個直觀的、可視化的、用戶可擴充的開發環境，極大縮短了開發周期。同時，由于Tornado是一個完全的開放系統，使得集成第三方開發工具變得十分容易。

主機與目標機之間的通信是通過運行各自處理器上的代理進程來完成的，使主機上的開發工具和目標機的操作系統可以完全脫離相互連接的方式。

為了擺脫主機-目標機通信帶寬和目標機資源的限制，Tornado將傳統的目標機方的工具遷移到主機上，如shell、loader和符號表等。這樣，系統不再需要額外的時間和帶寬在主機和目標機之間交換信息，降低了對連接帶寬的需求，也避免了目標機的資源（如內存）被工具或符號表大量占用，使得應用程序擁有更多的系統資源。同時這種遷移也使得各種主機開發工具獨立于目標機存在，從而使同一主機平臺上的工具可以用于所有的目標機系統。

作為一個應用軟件開發環境，Tornado提供了友好的可視化開發界面、交叉編譯環境、源碼級調試工具、目標機命令解釋器和目標機狀態監視器等多種應用工具，為應用軟件開發提供了一個高效而可靠的平臺。

三、程序設計

我們選用的DSp開發工具是AD公司提供的VisualDSp。這是一個集成開發環境，支持對SHARC系列DSp芯片的開發。實時操作系統VxWorks的開發工具是WindRiver公司的Tornado集成開發工具。VisualDSp可以C語言或匯編語言編

寫的DSp代碼，最新版本的VisualDSp還支持C++。它還有1個優點，就是可以編譯多片DSp的源代碼，并產生下載文件，這就可以很方便地進行多DSp系統的軟件模擬。

ADSp21160陣列的設計結構使它既可以構成單指令流多數據流（SIMD）的并行處理機，也可以構成多指令流單數據流（MISD）或多指令流多數據流（MIMD）的流水線處理機，視用戶的要求而定。這兩種并行方案的選擇，簡單來說就是選擇分割數據流還是分割處理工序。SIMD方案的原理如圖1所示。

以下介紹我們實驗室承擔的水聲信號處理系統。本系統以VME總線為系統開發平臺，前端調理模件、模數轉換模件和前端控制模件等為VME插件，采用SHARC級DSp芯片陣列完成聲納信號實時處理，基于嵌入式實時操作系統VxWorks及X窗口系統的中央控制和顯示。

圖2是4片DSp的任務分配圖。從前端采集來的信號，經波束形成和復解調，再經過窄帶濾波后的信號分為兩路，一路送去進行幅度檢波，一路做頻域處理。幅度檢波就是對復信號求模，根據信號幅度判決有無目標存在。頻域處理分兩種情況：當發射信號為單頻脈沖時，進行功率譜估計，然后根據多普勒頻移估計目標速度；當發射信號為雙曲調頻信號時，進行相關處理。

聲納綜合數據處理主要包括主動聲納信號處理和被動聲納信號處理。其中，主動聲納信號處理又根據發射信號的不同，分為非相干處理、相干處理、功率譜處理。聲納綜合數據處理主要完成：目標自動檢測、目標參數測定和動目標跟蹤。

四、操作流水線

操作流水線是模塊內數據計算與I/O的流水線，物理上表現為CpU與I/O端口的DMA之間的并行。在前端處理中由于數據率高，通信開銷很大。以通信任務最為繁重的復解調和多普勒補償模塊為例，輸入數據率為2Mw/s，輸出數據率為4Mw/s，高速連接口Linkport最高速率為100Mw/s，如果采用串行傳輸的話，通信時間就將占用60%以上的處理時間，計算時間顯然嚴重不足。所以必須采用并行執行，流程圖如圖3所示。這也是一種異步流水線方式，每次傳送和計算完成都須要設置標志以通知下一操作。

結束語

在VxWorks實時操作系統下，4片ADSp21160上的程序已經通過模擬輸入和系統測試。采用SHARC DSp 陣列能夠很好地完成聲納信號實時處理,每一片DSp至少有10%的計算裕量，基本達到設計要求。

送到各片21160。6個連接口提供了另一種方法實現多處理器之間的通信。連接口的最高傳輸速率為600MB/s。

整個系統基于VME總線。VME總線系統作為最早的國際通用開放式總線，自1981年起，經歷了近20年的發展。其影響不斷擴大，功能不斷完善，現已成為性能最好、應用最廣的國際總線標準之一。

根據設計要求，采用了4片ADSp21160。片外共享內存SRAM可以被主機和各片DSp直接訪問；EpROM用來存放初始化程序和各片DSp要運行的程序，在系統上電后這些程序被下載到各片DSp中；LEDs用來顯示插件的狀態，如reset、normal等。每一片都有1個連接口連到插件的前面板，這樣前端采集來的數據就可以很方便地傳輸到多DSp上，而且也使數據的傳輸模式更加靈活。

連接口(linkport)是SHARC系列DSp芯片的一個特點。ADSp21160共有6個8bit連接口提供額外的I/O服務。在100MHz時鐘下運行時，每個連接口可達100MB/s。連接口尤其適合多處理器間點到點的連接。連接口可以獨立地同時操作，通過連接口的數據封裝成48/32bit字長后，可以從片內存儲區直接被運算核讀取或DMA傳輸。每一個連接口有它自己的雙緩沖I/O寄存器，數據傳輸可編程，硬件由時鐘/應答握手線控制。4片DSp使用連接口實現DSp間兩兩互連。

21160的主機接口可以很方便地與標準微處理器總線（16/32bit）相連，幾乎不需要額外硬件。主機通過21160的外端口對其進行訪問，存儲區地址映射為統一的地址空間。4個DMA通道可以用于主機接口，代碼和數據傳輸的軟件開銷很小，主處理器通過Hbr、HBG和REDY信號線與21160進行通信，主機可以對片內存儲區進行直接讀寫。

二、開發環境Tornado

VxWorks的開發環境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主機-目標機開發方式，主機系統可采用運行Sun Solaris、Hp-UX以及Win95/NT的工作站或個人計算機，VxWorks則運行在Intel x86、MC68K、powerpC或SpARC等處理器上。Tornado支持各種主機-目標機連接方式，如以太網、串行線、在線仿真器和ROM仿真器。

Tornado的體系結構使得許多強有力的開發工具可以用于各種目標機系統和各種主機-目標機連接方式下，而不受制于目標機的資源和通信機制。同時VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它適用于各種嵌入式環境的開發，小到資源極其有限的個人手持式設備如pDA（personal Digital Assistant）；大到多處理機系統，如VME系統。

Tornado可提供一個直觀的、可視化的、用戶可擴充的開發環境，極大縮短了開發周期。同時，由于Tornado是一個完全的開放系統，使得集成第三方開發工具變得十分容易。

主機與目標機之間的通信是通過運行各自處理器上的代理進程來完成的，使主機上的開發工具和目標機的操作系統可以完全脫離相互連接的方式。

為了擺脫主機-目標機通信帶寬和目標機資源的限制，Tornado將傳統的目標機方的工具遷移到主機上，如shell、loader和符號表等。這樣，系統不再需要額外的時間和帶寬在主機和目標機之間交換信息，降低了對連接帶寬的需求，也避免了目標機的資源（如內存）被工具或符號表大量占用，使得應用程序擁有更多的系統資源。同時這種遷移也使得各種主機開發工具獨立于目標機存在，從而使同一主機平臺上的工具可以用于所有的目標機系統。

作為一個應用軟件開發環境，Tornado提供了友好的可視化開發界面、交叉編譯環境、源碼級調試工具、目標機命令解釋器和目標機狀態監視器等多種應用工具，為應用軟件開發提供了一個高效而可靠的平臺。

三、程序設計

我們選用的DSp開發工具是AD公司提供的VisualDSp。這是一個集成開發環境，支持對SHARC系列DSp芯片的開發。實時操作系統VxWorks的開發工具是WindRiver公司的Tornado集成開發工具。VisualDSp可以C語言或匯編語言編

寫的DSp代碼，最新版本的VisualDSp還支持C++。它還有1個優點，就是可以編譯多片DSp的源代碼，并產生下載文件，這就可以很方便地進行多DSp系統的軟件模擬。

ADSp21160陣列的設計結構使它既可以構成單指令流多數據流（SIMD）的并行處理機，也可以構成多指令流單數據流（MISD）或多指令流多數據流（MIMD）的流水線處理機，視用戶的要求而定。這兩種并行方案的選擇，簡單來說就是選擇分割數據流還是分割處理工序。SIMD方案的原理如圖1所示。

以下介紹我們實驗室承擔的水聲信號處理系統。本系統以VME總線為系統開發平臺，前端調理模件、模數轉換模件和前端控制模件等為VME插件，采用SHARC級DSp芯片陣列完成聲納信號實時處理，基于嵌入式實時操作系統VxWorks及X窗口系統的中央控制和顯示。

圖2是4片DSp的任務分配圖。從前端采集來的信號，經波束形成和復解調，再經過窄帶濾波后的信號分為兩路，一路送去進行幅度檢波，一路做頻域處理。幅度檢波就是對復信號求模，根據信號幅度判決有無目標存在。頻域處理分兩種情況：當發射信號為單頻脈沖時，進行功率譜估計，然后根據多普勒頻移估計目標速度；當發射信號為雙曲調頻信號時，進行相關處理。

聲納綜合數據處理主要包括主動聲納信號處理和被動聲納信號處理。其中，主動聲納信號處理又根據發射信號的不同，分為非相干處理、相干處理、功率譜處理。聲納綜合數據處理主要完成：目標自動檢測、目標參數測定和動目標跟蹤。

四、操作流水線

操作流水線是模塊內數據計算與I/O的流水線，物理上表現為CpU與I/O端口的DMA之間的并行。在前端處理中由于數據率高，通信開銷很大。以通信任務最為繁重的復解調和多普勒補償模塊為例，輸入數據率為2Mw/s，輸出數據率為4Mw/s，高速連接口Linkport最高速率為100Mw/s，如果采用串行傳輸的話，通信時間就將占用60%以上的處理時間，計算時間顯然嚴重不足。所以必須采用并行執行，流程圖如圖3所示。這也是一種異步流水線方式，每次傳送和計算完成都須要設置標志以通知下一操作。

結束語

在VxWorks實時操作系統下，4片ADSp21160上的程序已經通過模擬輸入和系統測試。采用SHARC DSp 陣列能夠很好地完成聲納信號實時處理,每一片DSp至少有10%的計算裕量，基本達到設計要求。

第四篇：DSP技術論文讀后感

DSP技術引領數字生活

學號：200883061姓名：胡淦班級：08信工二班

DSP數字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。數字信號處理是一種通過使用數學技巧執行轉換或提取信息，來處理現實信號的方法，這些信號由數字序列表示。在過去的二十多年時間里，數字信號處理已經在通信等領域得到極為廣泛的應用。隨著社會的發展和人們生活水平的日益提高，人們對生活的需求也在日漸增長，DSP技術被越來越多的應用在我們的日常生活中。市場的需求促進了技術的迅猛發展，越來越多的新產品出現在我們眼前，這一切都源于DSP技術。

下面我來介紹一下DSP芯片，DSP芯片也稱數字信號處理器，是一種特別適合于進行數字信號處理運算的微處理器器，其主要應用是實時快速地實現各種數字信號處理算法。根據數字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點：1.在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法；2.程序和數據空間分開，可以同時訪問指令和數據；3.片內具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數據總線在兩塊中同時訪問；4.具有低開銷或無開銷循環及跳轉的硬件支持；

5.快速的中斷處理和硬件I/O支持；6.具有在單周期內操作的多個硬件地址產生器；7.可以并行執行多個操作；8.支持流水線操作，使取指、譯碼和執行等操作可以重疊執行。

新近涌現的各種數字信號處理器的規格尺寸繁多，外形各式各樣，令人難以勝數，其設計目標也是為了滿足各種對性能要求高低不同的應用。這些需求既包括附加在現有的處理器上、用于提供DSP功能的簡易編碼器。

在近幾年里，DSP技術得到了極大的發展，越來越走進老百姓的生活中，例如數字電視，3G數字生活。下面我就這兩個方面簡單介紹一下：

數字電視：數字電視就是指從演播室到發射、傳輸、接受的所有環節都是使用數字電視信號或對該系統所有的信號傳播都是通過由0、1數字串所構成的數字流來傳播的電視類型。數字信號的傳播速率是每秒19.39兆字節，如此大的數據流的傳遞保證了數字電視的高清晰度，克服了模擬電視的先天不足。同時還由于數字電視可以允許幾種制式信號的同時存在，每個數字頻道下又可分為幾個子頻道，從而既可以用一個大數據流--每秒19.39兆字節，也可將其分為幾個分流，例如4個，每個的速度就是每秒4.85兆字節，這樣雖然圖像的清晰度要大打折扣，卻可大大增加信息的種類，滿足不同的需求。例如在轉播一場體育比賽時，觀眾需要高清晰度的圖像，電視臺就應采用每秒19.39兆字節的傳播；而在進行新聞廣播時，觀眾注意的是新聞內容而不是播音員的形象，所以沒必要采用那么高的清晰度，這時只需每秒3兆字節的速度就可以了，剩下16.39兆字節可用來傳輸別的內容。

如今，數字電視是人們談論最多的熱鬧話題之一。由于數字電視是種新鮮事物，一些相關報道及文章介紹中出現似是而非的概念，諸如“數碼電視”、“全數字電視”、“全媒體電視”、“多媒體電視”等，造成大眾感到困惑，茫然不知所措。其實，“數字電視”的含義并不是指我們一般人家中的電視機，而是指電視信號的處理、傳輸、發射和接收過程中使用數字信號的電視系統或電視設備。其具體傳輸過程是：由電視臺送出的圖像及聲音信號，經數字壓縮和數字調制后，形成數字電視信號，經過衛星、地面無線廣播或有線電纜等方式傳送，由數字電視接收后，通過數字解調和數字視音頻解碼處理還原出原來的圖像及伴音。因為全過程均采用數字技術處理，因此，信號損失小，接收效果好。

數字電視技術與原有的模擬電視技術相比，有如下優點：

(l)信號雜波比和連續處理的次數無關。電視信號經過數字化后是用若干位二進制的兩個電平來表示，因而在連續處理過程中或在傳輸過程中引入雜波后，其雜波幅度只要不超過某一額定電平，通過數字信號再生，都可能把它清除掉，即使某一雜波電平超過額定值，造成誤碼，也可以利用糾錯編、解碼技術把它們糾正過來。所以，在數字信號傳輸過程中，不會降低信雜比。而模擬信號在處理和傳輸中，每次都可能引入新的雜波，為了保證最終輸出有足夠的信雜比，就必須對各種處理設備提出較高信雜比的要求。模擬信號要求 S/N＞40dB，而數字信號只要求S/N＞20dB。模擬信號在傳輸過程中噪聲逐步積累，而數字信號在傳輸過程中，基本上不產生新的噪聲，也即信雜比基本不變。

(2)可避免系統的非線性失真的影響。而在模擬系統中，非線性失真會造成圖像的明顯損傷。

(3)數字設備輸出信號穩定可靠。因數字信號只有“0”、“l”兩個電平，“l”電平的幅度大小只要滿足處理電路中可能識別出是“l”電平就可，大一點、小一點無關緊要。

(4)易于實現信號的存儲，而且存儲時間與信號的特性無關。近年來，大規模集成電路(半導體存儲器)的發展，可以存儲多幀的電視信號，從而完成用模擬技術不可能達到的處理功能。例如，幀存儲器可用來實現幀同步和制式轉換等處理,獲得各種新的電視圖像特技效果。

(5)由于采用數字技術，與計算機配合可以實現設備的自動控制和調整。

(6)數字技術可實現時分多路，充分利用信道容量，利用數字電視信號中行、場消隱時間，可實現文字多工廣播(Teletext)。

(7)壓縮后的數字電視信號經數字調制后，可進行開路廣播，在設計的服務區內(地面廣播)，觀眾將以極大的概率實現“無差錯接收”(發“0”收“0”，發“ l”收“l”)，收看到的電視圖像及聲音質量非常接近演播室質量。

(8)可以合理地利用各種類型的頻譜資源。以地面廣播而言，數字電視可以啟用模擬電視?quot；禁用頻道(taboo channel)，而且在今后能夠采用“單頻率網絡”(single frequency network)技術，例如 l套電視節目僅占用同 1個數字電視頻道而覆蓋全國。此外，現有的 6MHz模擬電視頻道，可用于傳輸 l套數字高清晰度電視節目或者 4-6套質量較高的數字常規電視節目，或者 16-24套與家用 VHS錄像機質量相當的數字電視節目。

(9)在同步轉移模式(STM)的通信網絡中，可實現多種業務的“動態組合”(dynamic combination)。例如，在數字高清晰度電視節目中，經常會出現圖像細節較少的時刻。這時由于壓縮后的圖像數據量較少，便可插入其它業務(如電視節目指南、傳真、電子游戲軟件等)，而不必插入大量沒有意義的“填充比特”。

(10)很容易實現加密／解密和加擾／解擾技術，便于專業應用(包括軍用)以及廣播應用(特別是開展各類收費業務)。

(ll)具有可擴展性、可分級性和互操作性，便于在各類通信信道特別是異步轉移模式(ATM)的網絡中傳輸，也便于與計算機網絡聯通。

(12)可以與計算機“融合”而構成一類多媒體計算機系統，成為未來“國家信息基礎設施”(NII)的重要組成部分。

3G ：近年來移動通信發展迅猛，自70年代末期模擬蜂窩系統問世以來，不到二十年時間，已經發展到以數字化技術為特征的第二代移動通信，進入90年代以后，世界各國已著手探尋第三代移動通信（即未來個人通信）的實現路徑。

第三代移動通信標準有兩個主要目標：一是實現多媒體、寬帶化、智能化和高質量的全球通信；二是規范尋呼、無繩、蜂窩和低軌道衛星在內的多種標準，統一“空中接口”。IMT-2000將寬帶CDMA視為優先考慮的方案，但在頻分模式的選擇上，歐洲建議由GSM向上過渡；北美建議由CDMA向上發展，日本力求與歐洲靠近，而這些要求對芯片的要求也變得更高，最典型的要求就是適用芯片應具有卓越的運行與處理能力，以及更高的兼容性。

（一）運行速度

第三代移動通信要求DSP至少達到300MIPS的運算速度，才能實現各種繁雜的算法、解壓縮和編譯碼。目前，DSP在功能上趨向實現多個MAC和多個寄存器，更寬的程序總線和數據總線；在結構上趨向采用SIMD、MIMD以及VLIW（超長指令）。第六代VLIW結構的TMS320C67x DSP產品，浮點運算速度達到1GFLOPS。用一片C67x就可完成10片普通DSP的工作，但其單價與市面上普通浮點DSP的價格相當，C67x功能之強大，足以為下一代個人通信提供高速、精確、多功能和多信道的解決方案。

（二）兼容性

由于在此之前有第一、第二代移動通信系統在運行，那么怎樣是第三代通信系統與前兩代相容，就成了一個技術難題。第一代模擬移動通信系統雖然在現在和未來都不是移動通信的發展主流，但是在全球的少數地區，例如北美的一些地區還將會存在；第二代數字移動通信系統在目前的市場占有率和普及率方面遠遠高于第一代和第三代，而且至少在未來的十年中將會與第三代系統并行發展，預計在第二代的發展終期，將達到全球四億用戶，這樣系統的兼容性將顯得非常主要。如果第三代專用芯片無法實現與第一代和第二代移動通信系統的兼容，那么第三代通信系統不但在初期的投入會很高，而且由于無法繼承和使用現存的網絡和移動設備，將造成巨大的資源和財力的浪費。

隨著DSP 技術越來越成熟，我相信DSP技術會越來越來應用到我們的生活中。希望DSP技術能帶給我們更多的實用，讓我們的生活更加豐富多彩。

讀后感：

本文開頭介紹了DSP的概念，隨著社會的發展和人們生活水平的日益提高，人們對生活的需求也在日漸增長，DSP技術被越來越多的應用在我們的日常生活中。市場的需求促進了技術的迅猛發展，越來越多的新產品出現在我們眼前，這一切都源于DSP技術。

接下來介紹了DSP芯片，并且從實際出發，闡述了DSP技術的廣泛應用。列舉了2個方面：數字電視和3G數字生活。

數字電視就是指從演播室到發射、傳輸、接受的所有環節都是使用數字電視信號或對該系統所有的信號傳播都是通過由0、1數字串所構成的數字流來傳播的電視類型。并花了大篇幅重點介紹了數字電視技術與原有的模擬電視技術相比所具有的優點。由此看出數字電視在社會上的廣泛使用了。

3G數字生活簡要的概括了移動通信的發展史和它的巨大進步。第三代移動通信標準有兩個主要目標：一是實現多媒體、寬帶化、智能化和高質量的全球通信；二是規范尋呼、無繩、蜂窩和低軌道衛星在內的多種標準，統一“空中接口”。隨著第三代移動通信的普及，它對DSP芯片的要求也越來越高。最典型的要求就是適用芯片應具有卓越的運行與處理能力，以及更高的兼容性。接著簡要的闡述了這兩個方面。

綜合此文，看出DSP應用技術已經普及到人們的日常生活中，并且可以展望DSP技術的前景會越來越接近普通老百姓的生活中，使得DSP技術成為所有人生活中的不可缺少的部分。

第五篇：DSP小論文

基于DSP的電能參數實時動態顯示設計

摘要：電能是一種廣泛應用的二次能源"電能質量的優劣直接影響用電設備能否正常運行，因此實現電能參量的動態顯示，以便實時對電能質量進行監測具有現實意義。文章利用DSP(F2812)和SMG12864液晶組成硬件顯示電路，通過采集模塊將數據送入DSP，經過DSP對數據進行處理，在液晶上顯示出來，設計了DSP與液晶的接口電路和DSP驅動液晶顯示的軟件程序。實驗證明，基于DSP(F2812)組成的液晶顯示模塊能夠對電能質量參數實時動態顯示，達到預期的設計效果。

關鍵詞：DSP；SMG12864；實時；液晶顯示

Module design for liquid crystal display based on DSP Abstract: Electrical energy is a widely used secondary energy.The quality of electric energy directly influences the normal operation of electrical equipment.Therefore，it has practical significance to achieve energy parameters of the dynamic display for real-time monitoring of power quality.In this paper，hardware display circuit is constructed by DSP(F2812)and SMU12864 LCD.Data are sent into the DSP through the acquisition module，then displayed on the LCD after processed by DSP.This design consists of DSP and LCD interface circuit and the liquid crystal driver software programs.Experiment show that the liquid crystal display module based on the DSP(F2812)can display real-time power quality parameters，achieving the anticipated design effect.Key words: DSP;SMU12864;rea-time;liquid-crystal display

1引言

人機交互是控制系統重要的一部分，它方便了人與機器之間信息的交換。近年來，如何對電力系統運行進行實時監測成為人們關心的問題，在電能質量檢測系統中，采用液晶代替表盤指針作為監測系統運行的輸出設備，直觀性強[1-2]。在控制系統中DSP以靈活性好、精度高、可靠性高、集成性高的優點得到廣泛的應用。TMS320F2812是美國TI公司最新推出的數字信號處理器，該控制器主頻可達150MHz，兩個事件管理器為電機及功率變換控制提供良好的控制功能，16通道高性能12位ADC單元提供了兩個采樣保持電路，可以實現雙通道信號同步采樣[3-6]。

本文以DSP為核心，驅動液晶SMU12864ZK,進行含字庫的字符型液晶的接口設計和軟件編程，使系統的運算反應速度更快，采用數字量作為中間過程，系統的實時性增強。本方案接口方式簡單，占用較少的內存，控制程序簡單，有一定的應用價值。

2液晶硬件設計

液晶顯示模塊作為一種直觀的輸出設備，是設計中必不可少的模塊，液晶模塊分為點陣型和字符型。在設計中采用的液晶模塊為字符型液晶。本設計采用長沙太陽人公司的SMU12864ZK帶字符型的顯示器，液晶模塊可以通過總線控制，也可以通過GPIO口控制。DSP(F2812)有眾多的GPIO口，DSP的硬件實物圖如圖1所示，因此在模塊設計時選擇通過GPIO口控制液晶模塊，其供電電源采用3.3 V供電，驅動電壓信號為3.3 V , DSP的I/O輸出電壓為3.3V，所以可以直接用DSP引腳輸出信號進行驅動，不需要其他任何附加電路[7-9]。液晶接口引腳見表1。

圖1 主控制器DSP的硬件實物圖

表1 液晶接口引腳

圖2 LCD module design

SMU12864ZK帶字符型的液晶共有20個引腳，其中包括數據線8根，指令數據選擇引腳(RS)、讀寫選擇引腳(RW)、使能引腳(E)，其他的是電源和地線。SMU12864ZK液晶與DSP的接線如圖2所示。利用C'語言編程的軟件控制，減少了外圍電路使得電路接線更加簡單易懂。

3液晶軟件程序設計

CCS是TI公司推出的用于開發DSP芯片的集成開發環境(IDE)。它采用Window、的界而風格，集編輯、編譯、連接、仿真軟件、硬件調試以及實時跟蹤等一系列功能于一體，極大地方便了用戶對DSP進行開發與設計[10]。是目前應用最為廣泛的一種DSP開發軟件，該軟件可以在硬件環境和脫離硬件環境的條件下進行調試，這為我們在開發和學習上提供很大的靈活性，本設計利用CCS3.3結合DSP硬件設備進行驗證和調試。

液晶要實現顯示，必須要對液晶控制器進行初始化設置，液晶初始化程序流程圖如圖3所示，在初始化過程中，首先是設置液晶的基本指令集，選擇幾位數據流，設置開始顯示地址，然后是打開顯示，在這一系列正確的操作之后，才可以對液晶寫控制字命令和數據命令。//液晶驅動程序

main(){

InitSysCtrl();//初始化cpu

DINT;//關中斷

InitPieCtrl();//初始化pie寄存器

IER = 0x0000;//禁r.所有的中斷

IFR=0x0000;

InitPieVectTable();//初始化pie中斷向量表

EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all=0;GpioMuxRegs.GPBMUX.all=0;GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.UPIOBO=1;//RS GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.UPIOBl=1;//WR GpioMuxRegs.GPBDIR.bit.UPIOB2=1;//E

EDIS;

lcdrest();

delay(100);

hzklib();

delay(400);

keeee=16;

keeee=sqrt(keeee);

void lcdwd(unsigned int lcddata)

{

delay(500);

GpioMuxRegs.GPADIR.all=Oxffff;GpioDataRegs.GPBSET.bit.UPIOBO=1;//rs GpioDataRegs.UPIOBI=1;//wr delay(100);

GpioDataRegs.GPBSET.bit.UPIOB2=1;//e

delay(100);

EDIS;Gpioset(lcddata);

delay(50);

GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.UPIOB2=1;//e delay(50);}

GPBCLEAR.bit.開始選擇指令集顯示開DSP初始化選擇數據流設置延時液晶初始化設置地址指針液晶清屏返回 圖3 液晶初始化程序流程圖 實驗結果

通過實驗表明，基于DSP的液晶顯示模塊能夠對表征電能質量優勢的電壓、電流、頻率等參量進行實時動態顯示，顯示結果如圖4所示。

圖4 實驗運行結果

由圖4可知，設計的液晶顯示模塊能夠很好地滿足電能質量檢測實時正確顯示的要求。結論

電能質量優劣越來越成為人們關注的話題本設計使得電能質量檢測系統具有良好的人機交互。本文提出一種用高速DSP(TMS320F2812)驅動液晶SMU12864顯示的設計。充分利用DSP的快速性對動態電能質量參量進行實時顯示。詳細闡述了DSP與液晶的接口設計和軟件編程，接口接線更加簡單，減少連線錯誤，實驗表明該顯示方式可以比較穩定地對參數實現動態實時顯示，具有一定的應用價值。

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