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摘要:随着现代社会信息技术和电子技术的飞速发展,DSP等先进技术已经在我国的计算机行业、电子行业和通讯行业中得到了广泛的运用。本文主要对DSP进行了介绍,并结合其特点,对DSP在电子信息工程综合实践中的应用进行分析。
关键词:DSP;信号处理系统;电子信息工程;综合实践
由于社会的需要,数字信号处理技术逐渐发展成为了一门重要的新式技术,其中集成化数据信号处理器DSP的出现,为数字信号的处理算法提供了无限多的可能。DSP可通过扩大数字信号处理的适用范围,为相关的科研领域作出贡献,同时也促进了数字信号处理自身的发展。现今DSP已经在数字信号处理、通信技术、控制技术、医学仪器、消费电子和计算机技术等领域得到广泛的应用,使用DSP作为信号处理器能够很好地对实时信号进行快速敏捷的处理,提高处理效率。其中DSP在电子信息工程综合实践是DSP在教育科研方面的一个典型应用过程,其对于改进电子信息工程实践教学有十分重要的作用。
一、DSP的优点
DSP技术在现今得到广泛应用的原因主要是由于其具备的特点能很好地符合当今社会信息传播量大,传播需求广,传播快捷的要求。其中,DSP的主要特点如下。
(一)具有可控制性
在基于DSP技术的信号处理系统中,能够通过使用不同软件而处理不同类型的信号任务,使得使用者能很好地对数据信息进行处理。DSP的这一可控性主要来自于其多样化的信息处理过程。比如在计算机行业,工作人员可以通过给DSP载入相关的数据采集程序,发挥其数据采集处理器的作用或者添加调制解调的程序,使其成为调制解调器。不同于其他仪器,采用DSP技术所制作的数字滤波器能够通过编制不同程序来完成各种滤波任务,并且不需要改变其内部的硬件构造。DSP技术的这一灵活可控的特性,为其使用途径拓展了宽广的道路。
(二)对于数据的高速处理能力
DSP的高速处理能力来源于其独特的芯片结构,该类芯片结构采用了哈弗结构,使芯片中的程序和数据的储存空间互相独立,各自形成自己的运行线路和数据线路。不同于普通的微处理器结构,这样的结构可以同时进行指令和数据处理,能大大提高对数据信息的处理效率。DSP的高速数据处理能力的基础是DSP的高速数据传输能力,现在使用的DSP大多都设置了单独的DMA总线和控制器,在进行数据传输时能达到百兆字节每秒的传输速度,并且不会影响到DSP的处理数据速度。DSP的高速数据处理能力和数据传输能力使得很多复杂的信息算法都能通过DSP进行计算和处理,使其能运用到大量复杂信息处理过程中。
(三)芯片体积小集成度高
DSP芯片是使用超大规模集成电路设计和计算机技术发展而制造的高速高危单片计算机。其具有体积小、功能多样、耗能少、系统性能好、使用方便的特点。
二、DSP系统用于电子信息工程综合平台的意义
由于电子信息工程综合实践这一课程涉及的观点较多,且知识点的覆盖面较大,很难使用传统的实验设备和实验手段来完成这些内容的教学。传统的实验设备都十分零碎且笨重,在使用时操作麻烦,得到的实验结果也不直观。在教学中涉及到复杂的数字信号处理课程时,常常使用计算机来演示数据的处理过程,但是计算机在对数据进行处理演示时,很难对处理过程的卷积、滤波、傅氏变换和希尔伯特变换进行演示,而DSP的高速数字信号处理能力恰好能够帮助改善这一情况。在电子信息工程综合实践中涉及到的大部分信号都能被DSP处理器精确的处理,结合DSP的可控性,能够将大部分的实践过程都转移到同一系统上进行处理,增加了时间效率和实践作用,充分体现出电子信息工程实践课程的综合化特点。
三、DSP在电子信息技术中的实践运用
在运用DSP对电子信息工程时间系统进行设计时,应将DSP作为信息处理的核心单元,通过这一核心创立一个能够对信号进行高速、实时处理的实践平台。并且通过计算机的辅助和装配,实现与系统进行对话操作。其中综合实践系统的组成部分包括微机单元和DSP单元,下文将对这两个单元进行详细讲解。
(一)整机系统的结构
该实践操作平台主要由电脑组成的微机单元和DSP系统组成的处理单元构成。其简单的运作过程给操作者带来较大便利,通过微机端将信息输入后,可将其传递到DSP处理器中,最后由微机端将结果显示和表现出来,完成整个实践过程。微机端主要由操作者和DSP处理器两方面进行控制,分别完成数据的输入和输出;DSP处理单元则主要负责数据的控制和存取、数据的处理和加工以及传输。
(二)微机单元
微机单元是连接实验处理过程和相关实验人员操作的单元。在相关实验单元选定实验内容后,由DSP内的数字滤波器、FFT、数字调制解调、语言分析与合成、信息加密解密等功能来完成信息采集分析、数字变频、图像处理、自动测量等实验过程,同时在DSP中假设DSP教学功能。在该结构中,通讯接口将传达实验人员的试验指令,微机处理单元在接受这一信息后负责对主控制器进行相关的操作,并保存、分析相关DSP的处理结果,为操作者提供功能控制选项,使操作者能简单地对计算机上的界面进行操作来加载实验程序,完成相应的数据处理功能。
(三)DSP处理单元
在DSP的结构中,信息在输入后通过模拟低通滤波器来保持真实度,达到不失真的效果,并在输入端放置放大器,用来放大輸入信号的电压,使得电压要求能符合输入通道的要求。在传输后随着开关的开启,将这些信息全部通过A/D转换器转换成模拟信号,并将转换后的信号传递到DSP处理中心。DSP将信息处理完成后,通过另一端的D/A转换器将信息进行还原并输出,通过功率放大器来对信号进行放大和显示。在这一单元中,DSP芯片为核心单位,通过自身的运行来进行信号的处理,同时对信号的存取、输出入进行着控制。
四、结束语
DSP系统在运用到电子信息工程综合实践的过程中,能够充分发挥其多样可控性、高速处理和传递数据的能力和集成度高、体积小的特点。通过将多种程序应用在一个通用的DSP处理平台上,使得众多的实践过程能够在这一平台上实现,在使用过程中,能充分地根据教学实践内容的变化来进行不同软件的应用,大大提升了电子信息工程教学实践的效率,改善了电子信息工程教学实践操作过程的复杂性,在实践过程中能充分突出电子信息工程的综合性和实践性。(作者单位:贵州工业职业技术学院)
参考文献:
[1]张陈玉,杜普选,闻跃等.基于浮点DSP的轨道信号开发平台的研究.测控技术,2014,33(11):133-136.
[2]徐晓霞,丁建功.基于主从式DSP的测井信号处理系统的硬件设计.电子设计工程,2014,25(12):148-151.
[3]蒋峰,孙志毅,何秋生等.基于DSP的视频图像采集处理系统的设计.工业控制计算机,2012,25(05):28-29.
[4]吴怍余.DSP的信号处理系统在电子信息工程综合实践中的应用.科学导报,2015,23(08):245-245.
[5]刘华基.基于DSP的信号处理系统在电子信息工程中的应用.电脑迷,2014,14(17):46.
[6]郝松,李诺,金月红等.基于DSP的数字涡街信号处理系统的实现.计量技术,2013,25(03):11-14.
关键词:DSP;信号处理系统;电子信息工程;综合实践
由于社会的需要,数字信号处理技术逐渐发展成为了一门重要的新式技术,其中集成化数据信号处理器DSP的出现,为数字信号的处理算法提供了无限多的可能。DSP可通过扩大数字信号处理的适用范围,为相关的科研领域作出贡献,同时也促进了数字信号处理自身的发展。现今DSP已经在数字信号处理、通信技术、控制技术、医学仪器、消费电子和计算机技术等领域得到广泛的应用,使用DSP作为信号处理器能够很好地对实时信号进行快速敏捷的处理,提高处理效率。其中DSP在电子信息工程综合实践是DSP在教育科研方面的一个典型应用过程,其对于改进电子信息工程实践教学有十分重要的作用。
一、DSP的优点
DSP技术在现今得到广泛应用的原因主要是由于其具备的特点能很好地符合当今社会信息传播量大,传播需求广,传播快捷的要求。其中,DSP的主要特点如下。
(一)具有可控制性
在基于DSP技术的信号处理系统中,能够通过使用不同软件而处理不同类型的信号任务,使得使用者能很好地对数据信息进行处理。DSP的这一可控性主要来自于其多样化的信息处理过程。比如在计算机行业,工作人员可以通过给DSP载入相关的数据采集程序,发挥其数据采集处理器的作用或者添加调制解调的程序,使其成为调制解调器。不同于其他仪器,采用DSP技术所制作的数字滤波器能够通过编制不同程序来完成各种滤波任务,并且不需要改变其内部的硬件构造。DSP技术的这一灵活可控的特性,为其使用途径拓展了宽广的道路。
(二)对于数据的高速处理能力
DSP的高速处理能力来源于其独特的芯片结构,该类芯片结构采用了哈弗结构,使芯片中的程序和数据的储存空间互相独立,各自形成自己的运行线路和数据线路。不同于普通的微处理器结构,这样的结构可以同时进行指令和数据处理,能大大提高对数据信息的处理效率。DSP的高速数据处理能力的基础是DSP的高速数据传输能力,现在使用的DSP大多都设置了单独的DMA总线和控制器,在进行数据传输时能达到百兆字节每秒的传输速度,并且不会影响到DSP的处理数据速度。DSP的高速数据处理能力和数据传输能力使得很多复杂的信息算法都能通过DSP进行计算和处理,使其能运用到大量复杂信息处理过程中。
(三)芯片体积小集成度高
DSP芯片是使用超大规模集成电路设计和计算机技术发展而制造的高速高危单片计算机。其具有体积小、功能多样、耗能少、系统性能好、使用方便的特点。
二、DSP系统用于电子信息工程综合平台的意义
由于电子信息工程综合实践这一课程涉及的观点较多,且知识点的覆盖面较大,很难使用传统的实验设备和实验手段来完成这些内容的教学。传统的实验设备都十分零碎且笨重,在使用时操作麻烦,得到的实验结果也不直观。在教学中涉及到复杂的数字信号处理课程时,常常使用计算机来演示数据的处理过程,但是计算机在对数据进行处理演示时,很难对处理过程的卷积、滤波、傅氏变换和希尔伯特变换进行演示,而DSP的高速数字信号处理能力恰好能够帮助改善这一情况。在电子信息工程综合实践中涉及到的大部分信号都能被DSP处理器精确的处理,结合DSP的可控性,能够将大部分的实践过程都转移到同一系统上进行处理,增加了时间效率和实践作用,充分体现出电子信息工程实践课程的综合化特点。
三、DSP在电子信息技术中的实践运用
在运用DSP对电子信息工程时间系统进行设计时,应将DSP作为信息处理的核心单元,通过这一核心创立一个能够对信号进行高速、实时处理的实践平台。并且通过计算机的辅助和装配,实现与系统进行对话操作。其中综合实践系统的组成部分包括微机单元和DSP单元,下文将对这两个单元进行详细讲解。
(一)整机系统的结构
该实践操作平台主要由电脑组成的微机单元和DSP系统组成的处理单元构成。其简单的运作过程给操作者带来较大便利,通过微机端将信息输入后,可将其传递到DSP处理器中,最后由微机端将结果显示和表现出来,完成整个实践过程。微机端主要由操作者和DSP处理器两方面进行控制,分别完成数据的输入和输出;DSP处理单元则主要负责数据的控制和存取、数据的处理和加工以及传输。
(二)微机单元
微机单元是连接实验处理过程和相关实验人员操作的单元。在相关实验单元选定实验内容后,由DSP内的数字滤波器、FFT、数字调制解调、语言分析与合成、信息加密解密等功能来完成信息采集分析、数字变频、图像处理、自动测量等实验过程,同时在DSP中假设DSP教学功能。在该结构中,通讯接口将传达实验人员的试验指令,微机处理单元在接受这一信息后负责对主控制器进行相关的操作,并保存、分析相关DSP的处理结果,为操作者提供功能控制选项,使操作者能简单地对计算机上的界面进行操作来加载实验程序,完成相应的数据处理功能。
(三)DSP处理单元
在DSP的结构中,信息在输入后通过模拟低通滤波器来保持真实度,达到不失真的效果,并在输入端放置放大器,用来放大輸入信号的电压,使得电压要求能符合输入通道的要求。在传输后随着开关的开启,将这些信息全部通过A/D转换器转换成模拟信号,并将转换后的信号传递到DSP处理中心。DSP将信息处理完成后,通过另一端的D/A转换器将信息进行还原并输出,通过功率放大器来对信号进行放大和显示。在这一单元中,DSP芯片为核心单位,通过自身的运行来进行信号的处理,同时对信号的存取、输出入进行着控制。
四、结束语
DSP系统在运用到电子信息工程综合实践的过程中,能够充分发挥其多样可控性、高速处理和传递数据的能力和集成度高、体积小的特点。通过将多种程序应用在一个通用的DSP处理平台上,使得众多的实践过程能够在这一平台上实现,在使用过程中,能充分地根据教学实践内容的变化来进行不同软件的应用,大大提升了电子信息工程教学实践的效率,改善了电子信息工程教学实践操作过程的复杂性,在实践过程中能充分突出电子信息工程的综合性和实践性。(作者单位:贵州工业职业技术学院)
参考文献:
[1]张陈玉,杜普选,闻跃等.基于浮点DSP的轨道信号开发平台的研究.测控技术,2014,33(11):133-136.
[2]徐晓霞,丁建功.基于主从式DSP的测井信号处理系统的硬件设计.电子设计工程,2014,25(12):148-151.
[3]蒋峰,孙志毅,何秋生等.基于DSP的视频图像采集处理系统的设计.工业控制计算机,2012,25(05):28-29.
[4]吴怍余.DSP的信号处理系统在电子信息工程综合实践中的应用.科学导报,2015,23(08):245-245.
[5]刘华基.基于DSP的信号处理系统在电子信息工程中的应用.电脑迷,2014,14(17):46.
[6]郝松,李诺,金月红等.基于DSP的数字涡街信号处理系统的实现.计量技术,2013,25(03):11-14.