| DSP开发方案的设计与选择 |
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发布日期:2005-03-05 作者: 来源:互联网
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十多年前，DSP以其高速、低功耗和高集成度在军事、航天等领域大显身手；随着半导体工艺的进步和工业民用领域的大量采用，近几年来，DSP价格大幅下调，而性能却不断提高，以不可阻挡的趋势，进入通信、工业控制和消费领域，DSP正日渐成为现代信息产业的重要基石。从DSP应用范围看，DSP可分为通用DSP和专用DSP两种。其中专用DSP往往是实现信号处理的某些专项功能，实现方式则往往是通用DSP的掩模版本。生产通用DSP的主要厂家有TI公司，AD公司，Motorola，Lucent，其中TI公司著名的TMS320系列占据了国际市场接近一半的市场份额。当我们确定了采用DSP方案以后，首先要做的就是DSP系统的功能需求分
析，根据需求，选择合适的DSP芯片和相应的开发，仿真工具。
一、DSP系统的功能需求分析
在确定了某个具体应用以后，我们要做的第一件事就是构造出一个DSP系统功能框图（图略）。DSP系统设计中要考虑如下几个重要方面：
1. DSP系统处理的模拟带宽。根据这个带宽，选择合适的A/D采样率，A/D采样频率必须服从采样定理。语音信号一般为几kHz～几十kHz，图像信号则可达8MHz。
2. 实时性要求。系统设计中实时与非实时对系统要求的差异非常之大。
3. 算法的复杂度。为了获得好的系统处理性能，往往要采用复杂算法，而算法越复杂，对DSP处理器的要求也就越多。有时需要在算法的复杂度和处理速度之间进行折衷。
4. DSP系统处理精度要求。一般而言，在高精度要求中往往采用专业浮点DSP，其它场合采用定点DSP就足够了。在实际应用中，采用块浮点方法能有效提高定点DSP的处理精度。
5. 成本要求。在军事和航天用途中，为了高性能、高可靠性和留有发展余地，往往尽量采用高性能DSP处理器，甚至不计成本。而在工业和消费领域中，为了保持最终产品在市场上的竞争力，往往要寻找性能价格比最好的产品。
6. 可靠性要求。DSP处理系统所有器件的选择，必须考虑产品的最后应用场合，原则上星载系统采用宇航级，军事应用采用军品，工业场合选用工业级器件，民用选用商品级即可。最后所选用的器件要考虑是否有对应的级别。
7. 方便开发和使用。为了方便开发仿真，DSP系统设计师最好选用带JTAG硬件仿真接口的DSP芯片，既能方便开发，又便于此后生产中的测试。
二、DSP算法的验证与模拟
一个实际的DSP处理系统必然要使用各种算法，要求DSP系统设计者在选择某种算法前就精通各种算法的细节是不现实的。DSP处理系统所选用的算法无非是各种通用算法的组合和改进。革命性的算法不是DSP设计师的任务，DSP系统设计师应尽量选用成熟可靠，经过时间考验的算法而支持各种通用算法的DSP模拟软件市场上已有不少。我们对其中的
一些优秀产品作简单介绍：
1. SPW工作站：Cadence公司产品：含有大量的算法库，对通信系统设计尤其适合。
2. Matlab工具包：该软件在国内高校中已经开始流行，该软件矢量矩阵处理功能很强，最新版本中信号处理功能大大加强。
3. Dalisp软件：优秀的信号处理软件包，网上有免费的高校版，读者可自行下载使用。
在用如上的工具模拟挑选出了合适的算法组合以后，设计师就可应用高级语言在PC机上进行实际编程验证，设计出DSP的软件处理流程，并给出最终可实现的软件需求分析。
三、DSP开发工具的选择 在选定了DSP器件型号后，DSP开发工具的选择就提到议事日程。使用开发工具的目的，是为了调试DSP系统的硬件和软件。常言道：工欲善其事，必先利其器，选择一个适合的开发工具，
对加快开发进度、保证开发质量有很大的帮助。
DSP必备的开发工具有如下几种：
ASM/LINK 汇编/链接器
JTAG硬件仿真器 可全透明地访问DSP的所有资源而不占用用户任何资源Debugger调试器
其他选件还有：C编译器、实时操作系统和算法库。
下面以TMS320C2XX/C24X系列为例，介绍国内外DSP开发系统简况。
1. 汇编/链接器：该软件由TI公司的产品提供，型号为TMD324850 022. JTAG硬件仿真器：TI公司型号为XDS510，TI公司正式认证的国内第三方合作伙伴也能提供JTAG硬件仿真器。但用户选择国内产品时，应注意有的仿真器无法与TI公司的XDS510兼容，而北京闻亭等公司的产品却能与XDS510兼容得非常好。兼容意味着用户的很多投资可得到保护。
3. Debugger调试软件：与XDS510配合使用，通过该软件能访问用户DSP系统的所有资源。
最新的调试软件应该基于Win95平台，能够图形化，有效地显示存储器的波形和频谱。另外，将C编译、汇编/链接调试集成在一起的集成调试
环境是新一代调试软件的必备功能。
四、DSP系统调试
在选择了合适的DSP开发工具后，设计师就会做具体的硬件设计和软件设计。硬件设计应注意如下要点：
1. 认真处理好复位和时钟信号。
2. 在DSP电路中，对所有的输入信号必须有明确的处理，不能悬浮和置之不理。
3. 模拟电路和数字电路独立布线，最后单点连接电源和地。软件设计则应严格按照软件工程的方法进行管理。
一个实际的DSP系统的调试总要经过多次反复，需要设计者和调试者有足够的耐心，坚强的意志和九死一生的精神。做一个现代设计师非常辛苦，必须不断的纠正自己所犯下的各种设计错误。只有当系统可靠地运行，并得到市场和社会的承认后，才能松一口气，美美的睡上一觉，然后又
充满信心地开始下一轮的设计。
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| 信息发布: 转引自:BBS 水木清华站
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