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1、,电子科技大学的 DSP技术课程 简要介绍 电子科技大学 彭启琮 教授,背景,数字化的浪潮正在迅速地席卷全球。数字信号处理（即DSP）作为数字化最重要的基础技术之一，无论在其应用的广度还是深度方面，都正以前所未有的速度向前发展。对于其重要意义与发展前景，无论怎样估计都不为过。,背景,DSP技术的发展，正日益受到科学技术界与工程界的关注。随着DSP技术应用的日益广泛，产业界对掌握DSP技术的人才的需求甚为迫切，全世界都如此，我国更为突出。DSP技术是我们许多产品长期依赖外国的核心技术之一。,市场对DSP工程师的需求急剧增大,宗旨,传统的数字信号处理课程，主要讲授有关的理论和算法，基本上不讨论实现
2、技术；DSP芯片厂家的技术手册则只介绍产品的功能和性能。两者比较脱节，都不大利于工程应用。我们开设这门课程的目的，就是希望将两者有机地结合起来，通过授课、实验和相关的研究与开发工作，培养学生的工程素质和创新能力，在人才培养和成果两方面满足工程技术界和产业界的迫切需要。,教师队伍的建设,我们以DSP课程建设为依托，逐步建设起一支既能从事高水平研究和开发，又能从事课程建设和教学、实验指导、实验室管理的队伍。教师队伍全部具有硕士以上学位，平均年龄不超过35岁。这是一支团结奋进、生机勃勃的队伍，是我们事业发展最重要的基础。,教材建设,教材建设是课程建设的重要组成部分，我们先后出版了四本教材，编写了多本
3、讲义，使其能够比较好地体现课程的宗旨，反映DSP技术的最新进展。我们的教材和讲义受到了许多兄弟院校教师的青睐和好评，也受到研究院所和企业的DSP开发工程师的欢迎，成为他们重要的参考和学习资料。,DSP与实时数字信号处理，1995年由电子科技大学出版社出版，是国内较早出版的同类书籍。,DSP技术，1997年由电子科技大学出版社出版，已重印五次，至今销售情况良好，获1997年度“四川省优秀图书奖”。,TMS320C54x实用教程，2000年由电子科技大学出版社出版，国内二十多所院校和一些公司采用为培训教材,CCS是TI的DSP集成开发环境，具有较好的应用前景。这是我们使用的讲义，即将由电子工业出版
4、社出版,我们在国内率先设计和实现了系列的DSP实验，并编写了相应的实验指导书，使学生在有限的时间内得到比较好的训练。,实验室建设,和国内外的大型企业合作，建设高水平的教学实验室，是实验室建设发展和课程建设的重要方向之一。我校的DSP实验室是在211工程经费的支持下，和美国德州仪器合作建设的。1997年建成开放，2001年成为“UESTC-TI DSP技术中心与培训中心”,课堂教学,开课六年来，DSP技术已成为我校很受欢迎的课程之一，听课和来实验室作实验的人数逐年迅速增加，2002年已达到研究生500余人，本科生100多人。,课堂教学,我们在教学中全部采用了电子教案，这是本课程的特点所要求的。一
5、方面，不用板书大量的公式和程序，可以提高课堂教学的效率；另一方面，大量硬件和软件的结构图形也难以现场在黑板上图示。针对工学硕士、工程硕士和高年级本科生的不同水平和要求，开发了四套不同的教案，要求反映最新的发展，几乎每次上课都要作补充和修改。,实验,实验是本课程的重要组成部分，实验学时占到全部学时的一半以上 鼓励学生自拟课题来实验室作试验 鼓励研究生来实验室作他们的研究课题 在全校范围内开展了DSP竞赛 配合学校实验设备处，为参加TI DSP大赛的学生组织培训,CAI课件,我们组织教师、研究生和毕业设计的本科生，开发了一套DSP 计算机辅助教学（CAI）课件，放在实验室的服务器里，供学生自学之用
6、。不仅使参加开发的教师和同学们对DSP技术有更深入的理解，也使他们有机会使用较新的软件环境来开发CAI课件和网页，这套课件正在修改与完善。,CAI课件,电子科技大学“DSP技术课程的设计、建设与实践”获2001年国家级教学成果二等奖,DSP技术的发展与应用,普通高等教育“十五”国家级规划教材 彭启琮、李玉柏、 管庆 编著 高等教育出版社 2002.8,教材内容,第一章 绪论 第二章 DSP处理器的发展及典型DSP芯片介绍 第三章 TI的系列DSP 第四章 DSP的开发环境与工具 第五章 DSP方案工程实现 第六章 DSP外设的应用编程 第七章 通用数字信号处理方法及其DSP实现 第八章 DSP
7、典型应用方案举例,绪 论,DSP的应用正在日益发展,DSP应用的市场分布,数字信号处理的优势,可程控 稳定性好 可重复性好 抗干扰性能好 实现自适应算法 数据压缩 大规模集成 模拟信号处理的不可替代性,DSP处理器的主要结构特点,哈佛结构和改善的哈佛结构 流水技术（Pipeline） 硬件乘法器和乘加指令MAC 独立的直接存储器访问（DMA）总线及其控制器 数据地址发生器（DAG） 丰富的外设（peripherals） 定点DSP处理器与浮点DSP处理器,如何评价DSP处理器,传统的性能评价方法，MIPS、MOPS和MACS等 应用型评价指标 核心算法评价指标,如何选择DSP处理器,数据格式
8、数据宽度 速度 存储器的安排 容易开发 支持多处理器 功耗与电源管理 成本,DSP处理器的发展 及典型DSP芯片介绍,DSP处理器实现高速运算的途径,硬件乘法器及乘-加单元 多个执行单元 高效的存储器访问 数据格式 零开销循环 数据流的线性I/O 专门的指令集,当前DSP处理器结构的发展趋势,传统的DSP处理器 强化的传统结构DSP处理器 并行结构 单指令多数据（SIMD） 其他形式的DSP处理器,朗讯与摩托罗拉的联手,MOTOROLA MCS8101,LUCENT StarPro2000,INTEL&ADI 的新DSP CORE,AD的BLACKFIN ADSP-21535,用OMAP芯片作
9、成的系统,德州仪器公司（TI）的系列DSP,TMS320C2000系列DSP TMS320C24x系列DSP控制器 TMS320C28x系列DSP TMS320C5000系列 TMS320C54x系列DSP TMS320C55x系列DSP TMS320C6000系列 TMS320C62x系列DSP TMS320C67x系列DSP TMS320C64x系列DSP,DSP的开发环境与工具,TI的CCS(Code Composer Studio),CCS的仿真测试,代码生成工具,汇编器 连接器 段的定义 连接器如何使用段 优化C编译器 归档器 绝对列表器 交叉引用列表 十六进制转换工具,系统集成与调
10、试工具,软仿真器（Simulator） DSK系列评估工具以及标准评估模块（EVM） 硬仿真器Emulators（XDS510） 集成开发环境（CCS）,DSP方案的工程实现,DSP方案设计基础 数字化基础 模拟信号、离散信号与数字信号 离散时间系统 模数转换（ADC/DAC）及电路设计 信号的采样及奈奎斯特采样定理 模拟数字转换（A/D）的原理及常用器件 ADC的技术指标和量化噪声分析 DSP应用方案中ADC/DAC的设计,DSP基本系统设计,认识DSP芯片 DSP引导方式选择 采用EPROM并口引导的引导表设计 DSP扩展存储器设计 DSP时钟设计 DSP的电源设计 DSP的电平转换电路设
11、计 DSP的省电模式的考虑与设计,系统硬件设计,系统软件设计,汇编源程序的编写 汇编语言指令集 汇编编译指令的使用 宏及宏的使用 命令文件的编写 系统程序的编译 系统程序的调试,基于DSP的方案设计举例,DSP处理器的选择 原理设计 各功能模块设计,中断与中断编程,接受中断请求 响应中断 执行中断服务程序（ISR） 保护中断现场 中断延时 中断操作的总结,DSP的流水操作与编程,DSP流水线概述 双访问存储器和流水线 单访问存储器和流水线 流水线延时,DSP外设的应用编程,计数器的使用与编程 DSP主机接口设计与使用 HPI接口设计 HPI接口应用编程 DSP缓冲串口的使用 缓冲串口的控制寄存
12、器 缓冲串口中缓冲区的设置 BSP串口的初始化 BSP串口的中断服务程序,多通道缓冲串口(McBSP)的设计与应用 McBSP概述 McBSP串口的数据发送与接收流程 多通道工作模式 编程举例,DSP的DMA控制与操作,DMA操作与配置 DMA传输的源地址和目标地址的修改 DMA应用编程,通用数字信号处理方法 及其DSP实现,DSP的基本算术运算,整数除法和求模运算 小数乘法和除法运算 双精度运算,无限冲激响应（IIR）滤波器及其DSP实现,IIR滤波器的结构 双线性变换法设计IIR滤波器 IIR滤波器的编程实现,有限冲激响应（FIR）滤波器及其DSP实现,线性相位数字滤波器结构 用付氏级数设
13、计FIR滤波器 FIR滤波器的DSP实现 用窗函数改善FIR滤波器特性,自适应滤波的实现,自适应滤波器的应用 自适应滤波器的体系结构 LMS自适应算法 自适应滤波器的DSP实现,快速傅立叶变换（FFT）,时间抽取FFT算法分析 频率抽取FFT算法分析 FFT编程举例,DSP典型应用方案举例,数字振荡器,数字振荡器工作原理 数字振荡器程序设计,双音多频（DTMF）信号 的产生与检测,DTMF信号的产生 DTMF信号的检测 对DSP的速度和存储器的要求,多DSP平台的IP电话,多DSP平台的IP电话,概述 语音接口 线路接口和帧形成器 信道分配和串口 系统控制 DSP的接口和应用软件 操作系统 信号处理算法,语音编码 回声消除 抖动缓存器 任务分配 网络接口 HPI总线,使用DSP实现VITERBI解码,卷积编码和块编码 VITERBI算法（VA）和格形路径,约束长度为9，编码效率为1/2的卷积编码器,使用TMS320C54的CSSU（Compare, Select, and Store Unit）单元来实现VITERBI译码,谢谢各位 Tel: 028-83202502 Fax: 028-83201455 e-mail: qpeng ,
