DSP系统基本构成介绍

DSP与通用CPU和微控制器（MCU）相比，从系统管理的角度看，通用CPU具有强大的优势；从系统简单、易于开发的角度看，MCU提供了相应用户电路，具有良好的实用性；但如果需要实现复杂数学计算，或需要进行高速数字运算的数字信号处理系统（例如语音识别、图像实时处理和多媒体处理等），则需要使用DSP来完成。这是由于DSP在结构上采用了许多专门技术和措施来提高数据运算处理速度，使其能实时快速地实现各种数字运算。

在进行DSP系统设计前，需要了解DSP系统的基本构成。典型的DSP系统基本结构框图如图2-1所示。同一般的微处理器应用系统类似，DSP应用系统除了DSP之外，还必须有能够与其他系统和器件连接的接口。从结构框图可以看出，典型的DSP系统包括数字信号处理器、存储器、A/D和D/A转换器、模拟控制和处理电路、各种控制口与通信口，同时还需要电源管理以及为并行处理或协处理提供的同步电路等。DSP系统的输入信号可以有各种各样的形式。例如，它可以是送话器输出的语音信号或是电话线输出的已调数据信号，也可以是视频图像信号，还可以是传感器（如温度传感器）的输出信号等。

图2-1 典型的DSP系统基本结构框图

一般情况下，DSP系统先将输入信号进行带限滤波和采样，然后经A/D转换器将信号转换成数字信号。根据奈奎斯特采样定理，对低通模拟信号，为保证信息不丢失，采样频率必须至少是输入带限信号最高频率的两倍，图2-1中抗混叠滤波器的作用，就是将输入的模拟信号中高于折叠频率（其值等于采样频率的一半）的分量滤除，以防止信号频谱的混叠。DSP的输入是A/D转换后得到的时间离散的数字信号，根据系统要求，DSP对输入的数字信号按照特定的算法进行处理，这是DSP系统的关键。最后，经过处理后的数字信号再经D/A转换器转换为模拟信号，之后再进行平滑滤波就可得到连续的模拟信号。(www.xing528.com)

除了处理从外部信号源输入的信号外，DSP还需要处理从主机或用户控制接口输入的事件。主机接口是一个并行接口，可以用来与一个主处理器或一个主器件进行连接，完成DSP和主机之间的信号交换。用户控制接口完成DSP与用户需求之间的交换，例如，可能有时用户要求重新计算一个滤波器响应或者要改变信号的电平数，则可以通过用户控制接口输入事件。主机和用户事件一般不与采样值的到达同步，但DSP必须要在处理这些外部事件的同时保持整体同步。DSP还提供了多种形式的串行通信接口，这些通信接口能够方便地与一些串行设备进行通信。

需要说明的是，上面给出的只是一个典型的DSP系统，实际的DSP系统并不一定包括图2-1中的所有部件。例如，有的系统只需要输出数字信号，不需要D/A转换器；有的系统输入信号本身就已经是数字信号，也就不需要抗混叠滤波器和A/D转换器了；对于纯数字系统，则只需要DSP这一核心部件即可。

DSP系统以数字信号处理为基础，具有数字处理的全部优点。