1、DSP應用課程論文院系名稱：信息學院專業班級：電科學生姓名：王磊學號：指導教師：張慶輝Ti公司DSP芯片特點、技術發展歷程和現狀及其應用公司發展歷史：德州儀器（I是世界上最大的半導體公司之一。始終致力于提供創新半導體技術，幫助客戶開發世界最先進的電子產品。其模擬、嵌入式處理以及無線技術不斷深入至生活的方方面面，從數字通信娛樂到醫療服務、汽車系統以及各種廣泛的應用，無所不在。年82月，在特拉華州創立名為的子公司。年月，母公更名為年1，特拉華州子公司的三位職員以及的兩個創始人之一收購。年5，倒閉了，但仍然存在。月,更名為（德州儀器）。年31月0，公司首次進入紐約證券交易所,代號。發展之初，公司的目

2、標是利用公司獨有的技術能力從根本上顛覆傳統市場，創造全新的市場。德州儀器提供了創新的和模擬技術，可滿足客戶實際的信號處理需求。除半導體之外,公司的業務還包括傳感器和控制產品以及教育產品。德州儀器的發展歷程中始終貫穿一條清晰的主線，就是運用越來越先進的實時信號處理技術，實現從量變到質變的進步，真真切切地不斷改變世界。二、處理系統的發展現狀：應用廣泛，其主要應用市場為、通信、計算機、消費類領域，合占整個市場需求的0市場正處于高速成長的階段。在數字化、個人化和網絡化的推動下，年世界市場營銷額超過億美元，預計未來的年均增長率高達，按照這一增長速度，至年，世界市場營銷額將突破億美元。在全球產品市場中，公

3、司獨占鰲頭，占世界市場的份額，其次是朗訊（）、（）、摩托羅拉（）、其他公司（）。I）公司是業界公認的龍頭老大。產品遍及全球每個數字蜂窩電話中就有個采用產品全世界的硬盤和的均采用技術。年公司的兩項重大投資項目夯實了其地位不可動搖。一是設立1億美元的風險基金支持那些需要啟動資金的應用企業為掀起的應用高潮打下堅實的基礎。二是啟動50萬0美元的全球大學科研基金,用于支持各高校的教育。已在國內十余所大學建立了實驗室和技術中心。國外的商業化信號處理設備一直保持著快速的發展勢頭。歐美等科技大國保持著國際領先的地位。例如美國公司，公司，公司，加拿大公司等，他們很多己經發展到相當大的規模，競爭也愈發激烈。隨著我

4、國信息產業的發展，近年來我國的數字信號處理學科發展較快。處理器己經在我國的數字通信、信號處理、雷達、電子對抗、圖像處理等方面得到了廣泛的應用，為科學技術和國民經濟建設創造了很大價值。三、實例分析：1、需求分析數字信號處理器是近年來發展起來的一種新型微電子器件，是一種具有殊結構的微處理器。芯片建立在數字處理的各種理論算法的基礎上，專門成各種數字信息的處理，器件的出現使得各種數字信號處理算法得以實，簡化了信息處理的程序以及速度，大大地促進了現代電子技術及信息技術的展。使用技術來實現對音頻信號的處理，通過對比已有的不同的數字音頻系統，選擇更加合適技術和功能更加強大的芯片，進而優化設計音頻電路。硬件部

5、分將詳細給出芯片的選擇依據以及參數的對比情況，進而給出相應的電路設計。完成硬件設計之后，利用實現數字濾波器的設計和仿真，在中編寫語言源代碼實現濾波，最后將程序燒寫在芯片中，驗證電路和功能的正確性。信號的數字化就是將連續變化的模擬信號轉換成離散的數字信號，一般需要完成采樣、量化和編碼三個步驟，如圖所示。在本實例中選擇作為本設計的主芯片。、基本硬件電路設計系統的研究技術路線已經在本章的第一節做了具體介紹，在本設計中硬件部分主要由兩部分組成，一部分是前端原始模擬信號的音頻調理部分，另一部分是以為核心處理器的數字電路部分，以下對系統的硬件部分做詳細介紹。模擬部分由和前端的濾波、采樣/保持、去毛刺和差分

6、放大電路等組成，在下一節內容中給出具體方案，數字部分就是圍繞最小系統展開，下面就各部分模塊給出具體設計方法，系統框圖如下圖所示。*輸dl圍電路兩大部分組成。其中復位、電源、時鐘、仿真電路等構成了最小系統，而轉換和存儲器擴展等構成外圍電路，下面對各部分硬件電路做詳細介紹。復1位電路自動復位電路的原理如下：在系統運行時，電路提供一個監視線，用來監視系統是否正常運行，在正常運行的時候，在規定時間里有一個高低電平變化的信號提供給監視線，在這個時間內信號不變化了，那么就說明系統運行故障或死機了，自動復位電路就認為系統不正常了，然后對其進行系統復位。2.電2源電路芯片采用低電壓雙電源供電方式，在本設計中使

7、用公司的兩路輸出的芯片作為電源芯片，從外部電源提供的電壓中得到一個和一個的電壓，也就是采用內核電壓和電壓分開的供電。的電源分為內核電源和電源，內核電源需要或者電壓，本設計中使用電壓，其降低內核電壓的主要目的是為了降低功耗，供給接口使用2.時作鐘電路給芯片提供時鐘有兩種辦法，一種是利用芯片自身內部的晶振電路，一種是將外部時鐘源接到芯片上。利用芯片內部提供的晶振電路時，在腳和腳之間連接晶振就可以啟動內部振蕩器，利用外部時鐘源時，將腳懸空，外部時鐘源直接接入腳即可。仿真電路系統的調試需要用到仿真器，仿真器與的接口就叫做口，只需要根據芯片的接口類型按照相應的接口標準設計就可以了，十分方便。是一種國際標

8、準測試協議（兼容），主要用于芯片內部測試。現在多數的高級器件都支持協議，如S器件等。標準的接口是四線：、和分別是模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。3、外圍硬件電路設計：3.音1頻信號編碼解碼模塊電路設計在本設計中為了設計方便，并且考慮到音頻信號的特點，選用集和功能于一體的轉換芯片。因為本設計使用的是公司的芯片，為了接口方便并且更好的配合芯片使用,本文選用公司的和轉換芯片。的外圍接口主要由數字音頻接口、麥克風輸入接口、輸入接口、耳機輸出接口、配置接口組成。利用作為控制器，結合的優點,可以設計出高性能音頻信號處理系統，系統框圖如下圖所示。傳送的配置信號可以改變的工作方式。在本設計中把接高電平，

9、配置成方式。在此方式下，為數據輸入，為幀同步信號，為時鐘同步信號。和的接口電路如下圖所示。VMI1J小圍電路比較簡單，只需要設的LUNEJSLULTROUTLHftJLiBUPOUTMKHLAS加ICEEJVDDKiDBVDDHPVUDAVDDH咒也J冷3二J-j!LIJSUNIIHSJ.lKL1MJ.S.y?4ODtTeSOIN如L3CikLumLRLOC7計一些必要的濾波電路即可，由數據手冊可以查到每個引腳的特性以及外圍濾波電路的典型參數，這樣對本文設計的外圍電路提供了方便。使用而不使用，除了芯片的性能優越以外，還有一個原因就是需要設計專門的差分電路，而不需要，這就簡化了設計也節省空間。存

10、2儲器擴展電路的設計可以提供的存儲空間，這全部的存儲器均可作為數據空間或程序空間訪問。當從程序空間讀取程序代碼時，使用字節尋址；當程序訪問數據空間時，則使用字節尋址，這時需要在最低位添0，就使得在這兩種情況下地址總線傳送的都是地址。的全部存儲器空間中，片內有的和的，此外，、為的可擴展外部存儲空間。提供接口，即數據總越A21：0CE3:0BE3:0*ARDYAQEaWE卜砲SSOE-*HOLDHOLDASDRASSDCASSDWE-SDA10CLKMEM外部存儲器接口，可以方便的與外部存儲器無縫連接，它控制和外部存儲器之前的所有數據傳輸。外部存儲器接口框圖如下圖所示。皿I刖為盤陵存儲；&r攙：i

11、】總線懇持樓門I同歩旳態心儲器嚴一同步存器時忡在本設計中，主要利用實現數字濾波等功能（將在第四章做詳細介紹），故可暫不使用，如果需要完成更多的功能或者存儲音頻文件的話，也可以在現有基礎上對存儲空間繼續擴展。常用的本文選用作為存儲器擴展芯片，與的連接也十分方便，因為外接異步存儲器提供了無縫接口，所以只需將對應引腳相連即可。比更具優勢，可直接使用電壓，而的電壓一般都是，這就需要電平轉換。現在發展速度很快，是高密度、電可重復擦寫、非易失性、低功耗、小尺寸、高性能的便攜式存儲器，在對系統編程是對燒寫，無需專門設備，修改和升級方便，而且的壽命長，一般燒寫的次數可以在十萬次以上，幾乎可以不考慮使用壽命的問

12、題。4、系統軟件設計可編程的芯片的開發需要一整套的開發工具，分為代碼生成工具和代碼調試工具。代碼生成工具是將匯編語言或者語言編寫的程序進行編譯，然后鏈接成可執行的程序，代碼調試工具是對程序及系統進行調試。一個完整的軟件開發流程如圖所示。公司的是一個基于的完整的開發平臺，為提供了軟件部分提供了一個完整的解決方案。硬件電路的設計部分從構建最小系統展開，經實際測試驗證，電路的搭建是正確的，各模塊工作正常，能夠完成預期的功能。通過仿真器進行的硬件仿真也可以順利進行，說明與外圍其他芯片的連接正確。在軟件仿真中，利用建立模型，通過使用和的聯合仿真，進行算法和系統的仿真，簡化軟件的開發設計，也實現了濾波器的

13、設計，并且能夠快速高效實時的完成對應的算法。本設計可用于數字音頻信號處理、語音信號分析、音頻解碼等場合，對數字音頻信號進行實時處理與分析。通過改進和加入新的算法，在不改動硬件的前提下，可以實現音頻解碼、信號的頻譜分析等功能。只需編寫或改變相應的軟件代碼，就可以方便的改變和增加系統的功能，在調試過程中也十分方便，利用和的一些特有的系統工具，可以直觀的進行仿真調試，調試完成后，把文件下載到芯片中運行即可。6結論通過技術來實現音頻處理有著其特有的優勢，因而成為業界研究的一個熱點問題，這其中包括了很多方面，本文著重對電路優化設計和數字音頻信號的處理問題做出了較為詳細的闡述。在本設計中，首先，確定了系統

14、方案；其次，進行硬件電路的設計；再次，進行軟件設計；最后，進行系統的調試工作。確定系統方案，主要是針對音頻信號的特點，結合目前主要的音頻處理方式，選取合適的技術路線，確定采用哪種技術來完成設計要求，對比之后，本文選擇技術，并且制定出對應的技術路線和系統研究方案。方案確定后，就是硬件電路的設計。圍繞這個核心，對整個電路進行設計與優化，在參考了一些之前的資料的基礎上，對硬件電路進行改進與優化，主要體現在芯片的選擇較以往而言更加先進、設計功能特點更加突出、采用模塊化的設計思路等幾個方面。硬件平臺的設計,是圍繞最小系統展開的，包括基本的復位、時鐘電路等。然后，針對實際需要設計與音頻的接口電路和存儲器擴展電路等。外圍電路的設計上，因為采用了音頻編解碼芯片，所以沒有進行差分電路的設計。此外，設計中也考慮到了和的問題，不僅是在設計中的元件擺放和布線上注意到基本以及規則，而且在設計電路時，也考慮到了使用濾波電路和去耦合等方法來消除干擾，保證系統正常工作。軟件設