說(shuō)起來(lái)自己已經(jīng)從事DSP技術(shù)開(kāi)發(fā)有幾年了，看到許多朋友對DSP的開(kāi)發(fā)非常感興取，結合這幾年對DSP的開(kāi)發(fā)寫(xiě)一寫(xiě)自己的感受，一家之言，歡迎指教。自己上研究生的第一天起根據老板的安排就開(kāi)始接觸DSP，那時(shí)DSP開(kāi)發(fā)在國內高校剛剛開(kāi)始，一臺DSP開(kāi)發(fā)器接近一萬(wàn)還是ISA總線(xiàn)的，從206開(kāi)始240、2407A都作過(guò)產(chǎn)品，對5402、2812、5471在產(chǎn)品方案規劃制定和論證時(shí)也研究過(guò)。由于方向所限對6X、8X系列沒(méi)有接觸。

 

在國內無(wú)論在公司或高校許多地方為了加快開(kāi)發(fā)周期往往把一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)分為硬件和軟件兩個(gè)相對獨立部分，由不同的人完成。這在具有一定技術(shù)和管理基礎的公司，由總設計師統一規劃協(xié)調，分任務(wù)并行完成的情況下是可行的，也是符合現代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規律的。但是在高校人員的流動(dòng)很大，研究生的有效科研時(shí)間很短、基礎差(許多研究生起步時(shí)對電熔、電阻、三極管的分類(lèi)和選型都很困難)更不用說(shuō)系統規劃設計了，況且許多老板自己也不太懂，師兄有自己的任務(wù)，他們搞明白時(shí)也畢業(yè)了。在許多高校做DSP就是找一個(gè)算法加到自己的主程序里，在板子上跑一下，基本達到效果就可以了，至于可靠性是次要的，產(chǎn)業(yè)化無(wú)從談起，這已經(jīng)算不錯的了。

 

其實(shí)一個(gè)系統的完成，系統的規劃是最重要的，在規劃時(shí)對硬件設計的知識和認識是決定性的，它可以讓你知道什么是可行的，什么是不可行的，當你同時(shí)具有軟件設計能力時(shí)，就可以合理的分配系統功能，完成使用VHDL進(jìn)行系統行為描述-—系統功能劃分—— 系統子結構設計這樣的自頂向下的設計規劃流程，成為系統設計專(zhuān)家、項目經(jīng)理，否則只是硬件工程師、軟件工程師。無(wú)論作51、196、還是DSP都是這樣。

 

 

硬件設計是系統設計的關(guān)鍵，國內和國外產(chǎn)品的差距往往是硬件設計水平高低決定的，任何軟件設計思想沒(méi)有可靠的物理載體都是空中樓閣，紙上談兵。學(xué)校的研究生很多都想避開(kāi)硬件設計，對于一個(gè)全新的設計與其說(shuō)不屑不如說(shuō)不敢。試想一下燒幾個(gè)片子的壓力要比跑飛幾段程序的壓力大的多，尤其是功率器件，一旦燒掉，弄不好火光沖天，人的自信都沒(méi)了。況且改一次板周期長(cháng)，經(jīng)費高，還不知行不行。其實(shí)在國外實(shí)力一般的公司也是盡量避免硬件的更新設計，產(chǎn)品一旦定型往往通過(guò)軟件升級，這是公司的發(fā)展策略，對個(gè)人而言物以希為貴，培養一個(gè)硬件設計師往往要比軟件設計師時(shí)間長(cháng)花費多。在設計dsp硬件時(shí)，開(kāi)始設計最小系統板，系統按功能分板設計調試，注意分板電路的穩定性可能不如整板電路，要多加入抗干擾環(huán)節，分板間的引線(xiàn)包括電源線(xiàn)地線(xiàn)要短，盡量在10公分以?xún)?，?shí)在不行加入光耦隔離、采用隔離電源。切記電源線(xiàn)、地線(xiàn)的干擾遠比信號干擾對系統的危害大得多，又常常被人忽視。電路板工作正常的先決條件就是電源正常!當分板電路正常后再更居情況設計整板電路。在調試時(shí)發(fā)現的問(wèn)題一定要找到原因解決，即使是飛線(xiàn)，割線(xiàn)，不要寄希望于下一板改了再看，除非原理性錯誤。每一個(gè)功能環(huán)節多準備幾套方案。DSP的選型要根據系統功能而定，2000是一個(gè)功能比較全的控制器，但運算性能相對低，但目前大部分控制類(lèi)、家電類(lèi)包括中低層次的工業(yè)總線(xiàn)通信產(chǎn)品足夠了，281X不錯但太貴，而且開(kāi)發(fā)技術(shù)不成熟。54XX更像一個(gè)協(xié)處理器，其實(shí)高端產(chǎn)品5471就很好，功能完善，但BGA封裝對產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)有一定難度。如果沒(méi)有從事過(guò)嵌入式系統開(kāi)發(fā)的朋友其實(shí)可以從51看起，許多思想是共通的，51很經(jīng)典沒(méi)有哪一款微處理器像51那樣使用持久和普遍。在硬件設計時(shí)更多的精力放在外圍電路設計上，外圍電路設計的靈活性要比DSP本身高得多，難度大得多。建議多考慮CPLD。

軟件設計上，著(zhù)眼點(diǎn)不要僅局限于某種算法和控制策略，而是軟件系統框架的制定，即操作系統的選擇和實(shí)現，算法和控制策略只是其中技巧性很強的子程序和子程序間參數相互關(guān)系，建議設計軟件時(shí)能具有操作系統、數據結構和編譯原理方面的知識，特別是使用C。對DSP的內部硬件結構一定要掌握，特別是中斷結構和流程、流水線(xiàn)操作，不然飛都不知道怎么飛的。在語(yǔ)言選擇上當時(shí)是這么給自己規定的：先編20個(gè)左右的匯編程序，每個(gè)代碼量超過(guò)4K，使用語(yǔ)句范圍覆蓋全部語(yǔ)句的60%-70%，在此基礎上使用C?，F在發(fā)現用C構建程序的主體框架(操作系統)比較快而其不容易出錯，(現在正在用ASM根據UCOSII的思想重寫(xiě)自己的操作系統)但對系統實(shí)時(shí)性影響比較大的運算算法一般采用MATLAB——C——ASM的辦法仿真調試優(yōu)化，這里的優(yōu)化不單單是利用優(yōu)化器優(yōu)化，而是根據數據的特點(diǎn)改變運算方法，以除法為例C里的/號其實(shí)掩蓋了許多技巧，當除數為常數時(shí)就可以放大倒數移位相乘移位的辦法進(jìn)行，精度高速度快。這些辦法只有掌握了ASM語(yǔ)言并用ASM語(yǔ)言思考才會(huì )熟練應用。另外想告訴一些作算法特別是控制算法的朋友，千萬(wàn)不要隨意評判一個(gè)算法的優(yōu)劣，在程序中程序和代碼優(yōu)化的程度往往影響了控制效果好壞，而不是算法本身的思想。其實(shí)在實(shí)際中往往PID甚至PI、PD就夠了，神經(jīng)元、模糊、小波適用于研究和寫(xiě)論文，模糊在實(shí)際中用的多一點(diǎn)，主要是小日本用的比較成熟，再恨日本人，這點(diǎn)也服氣，小日本就是滑，許多物理現象搞不透，就用這法，還管用，題外話(huà)。

 

最后想說(shuō)的是當面對市場(chǎng)要求時(shí)，產(chǎn)品往往考慮的是可靠性、性能、價(jià)格而不是你用的什么芯片，在滿(mǎn)足性能的基礎上結構越簡(jiǎn)單就越可靠，芯片越通用價(jià)格就越低，能用51就不用196，能用2407就不用2812，除非把芯片本身作買(mǎi)點(diǎn)利用高成本贏(yíng)取高利潤。無(wú)論2000還是5000、6000系列都有市場(chǎng)前景，關(guān)鍵是要做深做透。

 

獲取知識的方法、處理項目的能力是相通的，具體的說(shuō)就是不要把目光盯在做硬件還是做軟件上，用ASM還是C，要勤動(dòng)手打好基礎，提高自己對系統總體設計的能力，從系統的眼光看問(wèn)題。為什么都是做DSP的有的畢業(yè)拿3000，有的5000、8000，除了運氣和關(guān)系外，重要的是你對事物的認識深度和高度。自己一直都記住這句話(huà)：有前途的人做什么都有前途，沒(méi)前途的人做什么都沒(méi)前途。

 

與其說(shuō)是鉆在里面，畢業(yè)設計是搞240，在老師的壓力下做出了一點(diǎn)東西，這期間主要是對DSP的各種基礎知識的熟悉與理解，對DSP的真正深入是在公司工作以后。當初進(jìn)公司，因為正有一個(gè)項目需要用5410接手。說(shuō)實(shí)話(huà)，在學(xué)校期間自己5000的書(shū)都沒(méi)有看過(guò)一眼，可沒(méi)辦法，只能靠自己了。不過(guò)好的是自己2000DSP的基礎很好。接過(guò)項目后，第一個(gè)星期就全部看的是5000的指令，DSP的結構倒沒(méi)怎么看，因為項目硬件已成型，主要是算法。這樣，花了一個(gè)星期熟悉指令與項目相關(guān)的程序，第二個(gè)星期也就開(kāi)始編程了。半個(gè)月以后對5410也就用很熟了的，當然主要還是講在算法方面。這個(gè)項目太概做了四個(gè)月吧，系統程序是自己編寫(xiě)的，主要有如64位加減乘除乘方開(kāi)方、及時(shí)域方面的一些算法?，F在又做一個(gè)控制系統，用2407開(kāi)發(fā)的，硬件主要有直交變頻，并把2407的所有外設資源全部用到了?，F在自己可以這樣自夸一句吧：TI的2000系列與5000系列的自己都熟悉，要以此做個(gè)系統，沒(méi)問(wèn)題。上面是把自己搞DSP的經(jīng)歷簡(jiǎn)單說(shuō)了一下的吧，在這里想對正在學(xué)及想學(xué)DSP的難兄們說(shuō)一句的是，DSP并不是很難。當然，這個(gè)前提是你的基礎要好，自己本身單片機，接口都還行，當初就是從單片機改成DSP的。有了單片機的基礎再去學(xué)2000第列的DSP(下面的DSP單指2000系列，另有說(shuō)明為止)，你就可以把DSP看成一個(gè)super microcontroller了。相比之下，DSP除了比單片機多了更豐的外設接口(SPI,SCI、CAN、PWM、CAP、QEP等等)，他就是一塊單片機，只不過(guò)在單片機來(lái)說(shuō)你要另加芯片的工作，DSP全部把它做在一塊芯片去了，現在看DSP也真就這么簡(jiǎn)單。前面有人提到DSP主要是做算法，這句話(huà)有一定的片面性： TI有很多系列的DSP，現在主流的DSP主要為2000系列、3000系列、4000系列、5000系列、6000系列。除了2000與5000系列是定點(diǎn)DSP外，其余的均為浮點(diǎn)系列。 TI的2000系列主要長(cháng)處是在用于控制系統，因為它的資源非常豐富，前面提到，在控制系統中用到的一些外設2000系列均在片內集成了。 TI的5000系列主要長(cháng)處是用于數字信號的算法處理，這里所講算法處理主要是指在數字信號處理時(shí)的一些算法，如FIR、IIR、FFT等等。5000系列的DSP的速度比2000快，2407最快只能到40M，2800系列除外，5410的DSP可以達到160M，如現在我們主要用來(lái)做數字信號方面的處理以及簡(jiǎn)單的靜態(tài)圖像處理等這樣一些在資源需要處于中等的一些算法。 TI的6000系列主要是用在實(shí)時(shí)圖像處理，這個(gè)就更則重于算法處理。一般的硬件很少自制，我們是用TI的DSK板再加上自主板相結合。

使用C/C++語(yǔ)言編寫(xiě)基于DSP程序的注意事項

 

1、 不影響執行速度的情況下，可以使用c或c/c++語(yǔ)言提供的函數庫，也可以自己設計函數，這樣更易于使用“裁縫師”優(yōu)化處理，例如：進(jìn)行絕對值運算，可以調用fabs()或abs()函數，也可以使用if...else...判斷語(yǔ)句來(lái)替代。

 

2、 要非常謹慎地使用局部變量，根據自己項目開(kāi)發(fā)的需要，應盡可能多地使用全局變量和靜態(tài)變量。

 

3、 一定要非常重視中斷向量表的問(wèn)題，很多朋友對中斷向量表的調用方式不清楚。其實(shí)中斷向量表中的中斷名是任意取定的，dsp是不認名字的，它只認地址。中斷向量表要重新定位。這一點(diǎn)很重要。

 

4、 要明確dsp軟件開(kāi)發(fā)的第一步是對可用存儲空間的分析，存儲空間分配好壞關(guān)系到一個(gè)dsp程序員的水平。對于dsp，我們有兩種名稱(chēng)的存儲空間，一種是物理空間，另一種是映射空間。物理空間是dsp上可以存放數據和程序的實(shí)際空間(包括外部存儲器)，我們的數據和程序最終放到物理空間上，但我們并不能直接訪(fǎng)問(wèn)它們。我們要訪(fǎng)問(wèn)物理空間，必須借助于映射空間才行。但是映射空間本身是個(gè)“虛”空間，是個(gè)不存在的空間。所以，往往是映射空間遠遠大于實(shí)際的物理空間，有些映射空間，如io映射空間，它本身還代表了一種接口。只有那些物理空間映射到的映射空間才是我們真正可訪(fǎng)問(wèn)(讀或寫(xiě))的存儲空間。

 

5、 盡可能地減少除法運算，而盡可能多地使用乘法和加法運算代替。

 

6、 如果ti公司或第三方軟件合作商提供了dsplib或其他的合法子程序庫供調用，應盡可能地調用使用。這些子程序均使用用匯編寫(xiě)成，更為重要之處是通過(guò)了tms320算法標準測試。而且，常用的數字信號處理算法均有包括。

 

7、 盡可能地采用內聯(lián)函數。而不用一般的函數?？梢蕴岣叽a的集成度。

 

8、 編程風(fēng)格力求簡(jiǎn)煉。盡可能用c語(yǔ)言而不用c++語(yǔ)言。個(gè)人感到雖然c++終代碼長(cháng)了一些，好象對執行速度沒(méi)有影響。

 

9、 因為在c5000中double型和float型均占有2個(gè)字，所以都可以使用，而且，可以直接將int型賦給float型或double型，但，盡可能地多使用int數據類(lèi)型代替。這一點(diǎn)需要注意。

 

10、 程序最后至少要加上一個(gè)空行，編譯器當這個(gè)空行為結尾提示符。

 

11、 大膽使用位運算符，非常好用。