模拟输入 传感器 预处理器 模拟输出 重建滤波器 x() ) x(n) y(n A/D转换器 DSP D/A转换器 DSP系统的处理过程： ①预处理包含放大器和滤波器，放大器将传感器转换的电信 号放大到合适的幅值，滤波器的作用是滤掉高于折叠频率 的分量和噪声，以防止信号频谱的混叠： ②经采样和A/D转换器，将滤波后的信号转换为数字信号x(m): ③数字信号处理器对x(n)进行处理，得数字信号y(): ④经D/A转换器，将yD转换成模拟信号； ⑤经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模拟信号y()。 山东大学生物医学工程刘忠国 9
DSP系统的处理过程： ① 预处理包含放大器和滤波器，放大器将传感器转换的电信 号放大到合适的幅值，滤波器的作用是滤掉高于折叠频率 的分量和噪声，以防止信号频谱的混叠； ② 经采样和A/D转换器，将滤波后的信号转换为数字信号x(n)； ③ 数字信号处理器对x(n)进行处理，得数字信号y(n)； ④ 经D/A转换器，将y(n)转换成模拟信号； ⑤ 经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模拟信号y(t)。 x(n) x(t) y(n) y(t) 山东大学生物医学工程刘忠国 9 ① ② ③ ④ ⑤
3、数字信号处理的实现方式 数字信号处理的实现是用硬件、软件或软硬结合的 方法来实现各种算法。数字信号处理的实现一般有以 下几种方法： ①在通用计算机(PC机)上用软件（如Malab、 C语言、Fortran)实现，但速度慢，不适合实时数字 信号处理，只用于算法的模拟； ②在通用计算机系统中加入专用的加速处理机实 现，用以增强运算能力和提高运算速度。不适合于嵌 入式应用，专用性强，应用受到限制； 山东大学生物医学工程刘忠国 10
3、数字信号处理的实现方式 数字信号处理的实现是用硬件、软件或软硬结合的 方法来实现各种算法。数字信号处理的实现一般有以 下几种方法： ① 在通用计算机（PC机）上用软件（如Malab 、 C语言、Fortran）实现，但速度慢，不适合实时数字 信号处理，只用于算法的模拟； ② 在通用计算机系统中加入专用的加速处理机实 现，用以增强运算能力和提高运算速度。不适合于嵌 入式应用，专用性强，应用受到限制； 山东大学生物医学工程刘忠国 10
3、数字信号处理的实现方式 ③用单片机实现，用于不太复杂的数字信号处理。 不适合于以乘法累加运算为主的密集型DSP算法； ④用通用的可编程DSP芯片实现，具有可编程性和 强大的处理能力，可完成复杂的数字信号处理的算法， 在实时DSP领域中处于主导地位； ⑤用专用DSP芯片实现，用在要求信号处理速度极 快的特殊场合，如专用于FFT、数字滤波、卷积、相 关算法的DSP芯片，相应信号处理算法由内部硬件电 路实现。用户无需编程，专用性强，应用受到限制； 山东大学生物医学工程刘忠国 11
3、数字信号处理的实现方式 ③ 用单片机实现，用于不太复杂的数字信号处理。 不适合于以乘法-累加运算为主的密集型DSP算法； ④ 用通用的可编程DSP芯片实现，具有可编程性和 强大的处理能力，可完成复杂的数字信号处理的算法, 在实时DSP领域中处于主导地位； 山东大学生物医学工程刘忠国 11 ⑤ 用专用DSP芯片实现，用在要求信号处理速度极 快的特殊场合，如专用于FFT、数字滤波、卷积、相 关算法的DSP芯片，相应信号处理算法由内部硬件电 路实现。用户无需编程，专用性强，应用受到限制；
3、数字信号处理的实现方式 ⑥用基于通用DSP核的ASIC芯片实现。随着专用 集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 的广泛使用，可以将DSP的功能集成到ASIC中。一般说 来，DSP核是通用DSP器件中的CPU部分，再配上用户 所需的存储器（包括Cache、RAM、ROM、flash、 EPROM)和外设（包括串口、并口、主机接口、DMA、 定时器等)，组成用户的ASIC。 山东大学生物医学工程刘忠国 12
3、数字信号处理的实现方式 山东大学生物医学工程刘忠国 12 ⑥ 用基于通用DSP核的ASIC芯片实现。随着专用 集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 的广泛使用,可以将DSP的功能集成到ASlC中。一般说 来，DSP核是通用DSP器件中的CPU部分，再配上用户 所需的存储器(包括Cache、RAM、ROM、flash、 EPROM)和外设(包括串口、并口、主机接口、DMA、 定时器等)，组成用户的ASIC
1.1DSP系统和芯片的结构特点 1.1.2DSP芯片的结构特点一结构适于DSP算法： 求两序列h(n,xn)的卷积：h(n)*x(n)=∑h(m)x(n-m) 1m=-o0 求两序列yn),xn)的相关：R,(m)=∑x(n)y(n+m) 数字滤波器差分方程：)=∑an-)+∑6，n-) k=1 k=0 对信号进行快速傅立叶变换FFT:X()=∑x(n) N- n=0 =e别 ☆数字信号处理的突出特点：ΣAiXXi、高速实时 13
1.1 DSP系统和芯片的结构特点 1.1.2 DSP芯片的结构特点——结构适于DSP算法： 求两序列h(n), x(n)的卷积： 求两序列y(n), x(n)的相关： 数字滤波器差分方程 ： 对信号进行快速傅立叶变换FFT ： ☆数字信号处理的突出特点：ΣAi×Xi 、高速实时 R ( ) ( ) ( ) xy n m x n y n m =− = + 1 0 ( ) ( ) ( ) N M k k k k y n a y n k b x n k = = = − + − 1 0 ( ) ( ) N nk N n X k x n W − = = ( ) * ( ) ( ) ( ) m h n x n h m x n m =− = − 13 ( ) 2 − = j N W e N