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摘要：数字信号处理又称为DSP，随着计算机的迅速发展，DSP技术在电子信息工程的实践中发挥了巨大的作用。DSP技术具有很大的优越性，包括较强的数据处理能力、较高的集成度以及可程控型等。本篇文章以DSP技术的基本概念为基础，论述了DSP为基础的信号处理系统的有点，并对信号处理系统在电子信息工程综合实践中的应用进行了具体的阐述。
关键词：数字信号处理；电子信息工程；综合实践
现阶段，计算机技术得到了飞速的发展，在此背景下DSP（数字信号处理）技术涉及的学科范围不断增加。集成化DSP技术的进一步开发给DSP的应用带了更为广阔的发展前景，目前DSP技术已经融入电子、通信、计算机和医学等多个领域。在电子信息工程的综合实践中，我们可以利用DSP技术构筑出一个高速、实时的实践平台，通过对DSP的应用软件进行相关设置，就可以实现平台功能的控制，从而提升实践活动的质量与效率[1]。因此，对DSP技术的内容进行充分了解，掌握有关的分析方法具有十分重要的现实意义。
一．DSP技术的优越性分析
（一）数据处理能力强大
DSP信号采用的是具备哈弗结构的芯片，其结构的独特性有利于对数据进行高速处理。哈弗结构分离了数据存储和程序存储的空间，使其具备自身的地址总线以及数据总线，这样就实现了程序指令和数据的同时运行，极大地提升了二者的处理效率。DSP系统内部还具有乘法和累加硬件，便于乘法和累加的运算过程在单个指令周期内完成，有利于复杂运算速度的提升。此外，DSP技术在进行数据交换时采用的是DMA传输方式，具备独立于CPU的大批量数据传送能力，并且具备高达数百兆字节的传输速度，为复杂信号的处理奠定了基础。
（二）具备可程控型
使用DSP作为基础的信号处理系统可以通过设计多种软件的方式处理更加多样的信号。数据采集处理器就是基于DSP的一种常见应用，它由DSP载入数据的采集软件设计出来，适用于庞大数据的采集工作。除此之外，工作人员可以向基于DSP的数据处理系统载入有关数据，进而发挥数据采集处理器的作用成为调制解调器[2]。应用DSP的信号处理系统可以实现各种类型的程序编制，从而完成多种滤波任务，使用时其内部的硬件结构不受影响，具备可程控性，具备极为广阔的发展前景。
（三）集成度很高
DSP在应用计算机技术的基础上采用的是现阶段十分先进的超大规模集成电路技术，因此具备高度的集成性。在实现相关功能时，仅需占用很小的体积，其系统性是其他技术不可比拟的。DSP在节约功耗、空间占用、成本等方面有着显著地优越性，性价比很高，使用价值十分优秀。
二．基于DSP的信号处理技术在电子信息工程中的实际应用
（一）实际应用意义
电子信息工程涉及的学科内容十分广阔，具备一定的复杂性。传统实验设备设置相对来说比较分散，一旦处理较为复杂的信号很容易出现误差，尽管传统设备也使用了计算机技术，但是计算机无法胜任信号的高速运算工作，因此传统的实验手段和设备不适合电子信息工程相关的工作。基于DSP的信号处理系统的处理能力十分强大，并且外围的信号接口比较容易设置，因此现阶段已经成为市场的主流，该系统可以处理绝大部分信号处理方法，具备良好的发展前景。
（二）设计思路
图1即为基于DSP的数字信号处理系统设计思路图，数字信号处理器DSP是信号处理的核心单元，可以搭建一个实时高速的实践平台。设计图的上半部分是信号的输入输出通道，下半部分是数据的交换与控制通道。该系统的主导单元是计算机，数字信号处理单元处于从属地位。实际工作过程中，通过计算机对数字处理单元的有效控制，从而实现数据的处理控制以及传输工作。
（三）DSP综合实践系统的结构及功能
1.整体结构
图2 系统整体结构图
如图2所示，综合实践系统的整体结构主要分为两部分：图中DSP接口及以上部分为DSP处理单元，ISA接口及以下部分为计算机操作控制单元。DSP处理单元的组成部分有接口、存储器和实时性的通道，其中实时性接口包括A/D输入通道和D/A输出通道，存储器又分为具备程序存储和数据存储功能的静态存储器和仅具备程序存储的只读存储器两种，DSP接口的功能时对数据信息进行控制和传输。计算机控制单元的组成部分为ISA接口、应用程序支持软件、人机对话窗口和计算机处理中心，ISA接口可以完成计算机的数据控制和传输两种工作；应用程序支持软件决定了系统需要完成的功能，具体由计算机内的DSP应用程序包组成；人机对话窗口为实践界面，执行了入口和终端两种工作；计算机处理中心实现了数据控制、传送以及二次加工工作之间的协调。
2.DSP处理单元的结构
图3详细展示了DSP处理单元的结构，其中前置放大器可以将输入的电压信号进行放大使得输出电平能够满足输入通道的要求；模拟低通滤波器的作用是保证采样信号的最高频率小于采样频率的一半，满足奈奎斯特采样定理，从而使采样的信号在经过还原过程后满足不失真的要求；A/D转换器又称为模数转换器，可以将输入的模拟信号转换为数字信号供DSP处理，而D/A转换器是将数字信号转换为模拟信号；处理单元的核心为DSP芯片，可以实现数字信号端口的数据传送和控制工作；功率放大器可以将D/A转换完成的模拟信号进行放大，以便其满足观测仪器的要求[3]；数据存储器用来存放需要DSP处理的输入与输出数据，可以设置大的存储器适应DSP对计算机模拟数据的处理要求，处理速度也可以大大增加；程序存储器用来存放DSP的处理程序，一种为可擦除只读存储器中存放的初始化与通信有关程序，另一种是计算机下传存放在静态存储器中的DSP应用程序；命令控制接口可以进行计算机与DSP之间的通信交流，还可以利用计算机发送控制或中断信号对DSP进行控制操作；高速数据传输通道的作用是完成计算机和DSP相互之间的数据传送，该操作方式为并行通道，可以同时进行；串行通信扩展接口可以对系统进行网络等相关功能扩展。
3.计算机控制系统的结构
图4表示的为计算机控制的详细结构，ISA接口单元采用了IP端口访问的方式，完成了计算机和DSP之间的数据交互，并实现了控制信号的传送；计算机处理单元作为主控制器完成了相关的操作同时，对DSP的数据做了更深度的处理；实验界面即图2的人机对话窗口，它一方面将DSP对数据的处理结果进行了显示和分析保存，另一方面可以保证使用者通过对处理板硬件的操作完成实验参数和实验要求的设置和对实践界面的控制工作[4]；支持软件具体有DSP相关的软件构成，该环节可以对实验界面的操作做出反应，加载相关应用程序完成数据处理，它与向处理板中的只读存储器写DSP程序的传统方式相比，具备节省空间和减少开发限制的有点，可以随时根据实际需要对程序进行修改并完成进一步的开发，实现了系统的功能多样性。
结语
基于DSP的信号处理系统具有很大的优越性，包括可程控性、处理能力高速和集成度高等特点，十分适用于电子信息工程的综合实践。计算机与DSP的完美结合可以更加全面的发挥出计算机在操作上的性能，比起传统的数据处理方式更加综合化和系统化。电子信息工程需要DSP支持的信号处理系统实现其实践的简单化，因此有关研究具有十分重要的显示意义，值得相关工作人员发掘其潜力从而促进电子信息工程的更好发展。
参考文献：
[1]贺德才.电子信息工程综合实践中信号处理系统的应用[J].电子技术与软件工程，2016，（15）：38.
[2]袁彦，张思凡.基于双片ADSP-TS201S的信号处理应用软件设计[J].电声技术，2011，（11）：63-67.
[3]单丽雅.通讯信号处理系统相关问题讨论[J].中国信息化，2012（16）：52.
[4]赵杰.DSP在电子信息工程综合实践中的应用分析[J].电子制作，2013，（17）：128.
论文作者:段蜀昆,余靓
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：数据论文; 计算机论文; 系统论文; 信号论文; 信号处理论文; 单元论文; 电子信息工程论文; 《电力设备》2017年第15期论文;