dsp基础

第1章   概述1.1数字信号处理器的基本概念数字信号处理器（Digital Signal Processor,简称DSP）是一种专门用来实现各种数字信号处理算法的微处理器。根据使用方法的不同，DSP可以分成专用的DSP和通用的DSP。专用的DSP用来实现某些特定的数字信号处理功能，如数字滤波、FFT等。它不需要编程，使用方便、处理速度快，但是缺乏灵活性。通用DSP则有完整的指令系统，通过编程来实现各种数字信号处理功能。

DSP的产生主要是为了满足通信、雷达、数字电视、软件无线电等领域对数字信号处理的需要。DSP的特点之一是适合于数学计算密集的应用，如典型的数字信号处理算法包括FFT、数字滤波等，其特点就是数学计算密集。DSP在其体系结构上采取了一系列措施，使其在数学计算方面具有优越的性能。DSP的另一个特点是实时计算，在通信领域的调制和解调、雷达中的信号检测中，必须在若干微秒至毫秒内完成数据处理，并且给出运算结果，这就是所谓实时处理。

1.2数字信号处理器的特点数字信号处理相对于模拟信号处理有很大的优越性，表现在精度高、灵活性大、可靠性好、易于大规模集成等方面。随着人们对实时信号处理要求的不断提高和大规模集成电路技术的迅速发展，数字信号处理技术也发生着日新月异的变革。实时数字信号处理技术的核心和标志是数字信号处理器。自第一个微处理器问世以来，微处理器技术水平得到了十分迅速的提高，而快速傅立叶交换等实用算法的提出促进了专门实现数字信号处理的一类微处理器的分化和发展。数字信号处理有别于普通的科学计算与分析，它强调运算处理的实时性，因此DSP除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制功能外，针对实时数字信号处理，在处理器结构、指令系统、指令流程上具有许多新的特征，其特点如下：

（1）       算术单元

具有硬件乘法器和多功能运算单元，硬件乘法器可以在单个指令周期内完成乘法操作，这是DSP区别于通用的微处理器的一个重要标志。多功能运算单元可以完成加减、逻辑、移位、数据传送等操作。新一代的DSP内部甚至还包含多个并行的运算单元。以提高其处理能力。

针对滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘和累加运算的特点，DSP的算术单元的乘法器和加法器，可以在一个时钟周期内完成相乘、累加两个运算。近年出现的某些DSP如ADSP2106X、DSP96000系列DSP可以同时进行乘、加、减运算，大大加快了FFT的蝶形运算速度。

（2）       总线结构

传统的通用处理器采用统一的程序和数据空间、共享的程序和数据总线结构，即所谓的冯