dsp基礎

第1章   概述1.1數字信號處理器的基本概念數字信號處理器（Digital Signal Processor,簡稱DSP）是一種專門用來實現(xiàn)各種數字信號處理算法的微處理器。根據使用方法的不同，DSP可以分成專用的DSP和通用的DSP。專用的DSP用來實現(xiàn)某些特定的數字信號處理功能，如數字濾波、FFT等。它不需要編程，使用方便、處理速度快，但是缺乏靈活性。通用DSP則有完整的指令系統(tǒng)，通過編程來實現(xiàn)各種數字信號處理功能。

DSP的產生主要是為了滿足通信、雷達、數字電視、軟件無線電等領域對數字信號處理的需要。DSP的特點之一是適合于數學計算密集的應用，如典型的數字信號處理算法包括FFT、數字濾波等，其特點就是數學計算密集。DSP在其體系結構上采取了一系列措施，使其在數學計算方面具有優(yōu)越的性能。DSP的另一個特點是實時計算，在通信領域的調制和解調、雷達中的信號檢測中，必須在若干微秒至毫秒內完成數據處理，并且給出運算結果，這就是所謂實時處理。

1.2數字信號處理器的特點數字信號處理相對于模擬信號處理有很大的優(yōu)越性，表現(xiàn)在精度高、靈活性大、可靠性好、易于大規(guī)模集成等方面。隨著人們對實時信號處理要求的不斷提高和大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，數字信號處理技術也發(fā)生著日新月異的變革。實時數字信號處理技術的核心和標志是數字信號處理器。自第一個微處理器問世以來，微處理器技術水平得到了十分迅速的提高，而快速傅立葉交換等實用算法的提出促進了專門實現(xiàn)數字信號處理的一類微處理器的分化和發(fā)展。數字信號處理有別于普通的科學計算與分析，它強調運算處理的實時性，因此DSP除了具備普通微處理器所強調的高速運算和控制功能外，針對實時數字信號處理，在處理器結構、指令系統(tǒng)、指令流程上具有許多新的特征，其特點如下：

（1）       算術單元

具有硬件乘法器和多功能運算單元，硬件乘法器可以在單個指令周期內完成乘法操作，這是DSP區(qū)別于通用的微處理器的一個重要標志。多功能運算單元可以完成加減、邏輯、移位、數據傳送等操作。新一代的DSP內部甚至還包含多個并行的運算單元。以提高其處理能力。

針對濾波、相關、矩陣運算等需要大量乘和累加運算的特點，DSP的算術單元的乘法器和加法器，可以在一個時鐘周期內完成相乘、累加兩個運算。近年出現(xiàn)的某些DSP如ADSP2106X、DSP96000系列DSP可以同時進行乘、加、減運算，大大加快了FFT的蝶形運算速度。

（2）       總線結構

傳統(tǒng)的通用處理器采用統(tǒng)一的程序和數據空間、共享的程序和數據總線結構，即所謂的馮