dsp技术的介绍

dsp技术的介绍（精选8篇）

篇1：dsp技术的介绍

《DSP应用技术》

一、主要目标和主要内容：

数字信号处理器（DSP）作为数字信号处理系统的主角，数字化社会重要的技术之一，已深入到各个领域。本课程是一门实践性较强的专业课程，课程开设的目的在于使学生在掌握数字信号处理基础理论的前提下能够了解DSP的发展状况和应用领域，掌握DSP的基本硬件结构特点和DSP的开发环境，学习DSP的硬件设计和软件编程的基本方法，为今后从事数字信号处理方面的应用与研究打下基础。课程主要内容：绪论

(1)了解DSP芯片主要特点；

(2)了解DSP芯片的发展应用状况；

(3)明确本课程的特点,学习方法及基本要求；TMS320C54x数字信号处理器硬件结构

(1)了解TMS320C54x的特点和硬件组成框图；

(2)重点掌握TMS320C54x的总线结构和中央处理单元（CPU）；

(3)熟练掌握TMS320C54x的存储器分配基本方法；TMS320 C54X数据寻址方式

(1)熟练掌握7种数据寻址方式；

(2)重点掌握间接寻址、循环寻址和倒序寻址特点及其应用；汇编语言程序设计

(1)理解掌握程序流程控制基本概念；

(2)熟练运用分支转移﹑调用﹑返回及循环与重复操作；

(3)能够熟练运用中断；TMS320C54x软件开发及CCS集成开发环境

(1)掌握基本概念：段；

(2)明确text段、data段、bss段表达方法；

(3)掌握汇编器及链接器对段的处理；

(4)重点掌握常用汇编伪指令表达方法；

(5)熟练掌握链接器命令文件的编写与使用；

(6)重点掌握CCS系统安装与使用；TMS320C54x片内外设及应用实例

(1)掌握定时器的基本概念及其设计应用；

(2)掌握时钟发生器的应用方法；

(3)掌握多通道缓冲串口（McBSP）、主机接口（HPI）及外部总线操作基本概念；

二、授课教师和授课对象：

授课教师：段荣行、王平、张烨、许凯等

授课对象：电子系通信和电子专业

三、课程类型和学时学分：

课程类型：专业选修课

学时：48

学分：2.5四、教学方式（授课形式和考核方式）：

教学方式：多媒体和板书相结合考核方式：闭卷考试，其中：平时成绩占20%，期中考试成绩占40%，期末成绩占40%

五、教材与参考书目：

教材：《DSP原理及应用》，李利，中国水利水电出版社，2004

参考书目：《TMS320C54×DSP原理及应用》，乔瑞萍，西安电子科技大学出版社，2005

篇2：dsp技术的介绍

近年来,随着通信技术的飞速发展,数字信号处理(Digital Signal processing ,简称DSP)已经成为信号与信息处理领域里一门十分重要的新兴学科,它代表着当今无线通信系统的主流发展方向。DSP 是利用计算机或其他信号处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理。与模似信号处理相比,它具有灵活、精确、可靠性好、体积小、功耗低和易于大规模集成等优点。DSP 的基础是算法和数字计算机或数字信号处理芯片。算法一旦建立,设计者就要寻找合适的计算机或DSP 芯片来最有效地实现它们,最开始的目标是在可以接受的时间内对算法做仿真。随后是将波形存储起来,然后再加以处理。随着计算机技术、DSP 技术与大规模集成电路技术的发展,这种仿真和脱机处理逐步演变为实时信号处理。实时信号处理是指系统必须在有限时间内对外部输入信号完成指定的处理功能,即信号处理速度应大于信号更新速度,这主要取决于DSP 芯片的处理速度与功能。DSP为数字信息产品带来更为广阔的发展空间，并将支持通信、计算机和消费类电子产品的数字化融合。

DSP在无线电通信领域的应用：DSP遍及无线交换设备、基站和手持终端；在网路领域，DSP涵盖从骨干基础设施到宽带入户设备，包括Vo IP网关和IP电话、DSL和Cable Modem等。面向群体应用，DSP在媒体网关、视频监控、专业音响、数字广播、激光打印等领域表现出色；面向个人应用，DSP在便携式数字音频和影像播放器、指纹识别和语音识别等领域表现不俗。

DSP在今后的发展一是大力推进DSP技术在各个领域的应用。就在当前经济发展的趋势下，电子产品要找到新的经济增长点，唯一的出路是数字化。可以说，一切电子产品，包括通信、广播、电视控制、家用电器、电视音响等消费类电子产品，数字化得时代已经到来，“数字化得魅力无穷、模拟处理数字化”的景象已经展现，今后将会迎来新的高潮。

二是开发以DSP为核心的大批专用外，还会含有大量的模拟电路、高速A/D和D/A、敏感元件，因此从理论算法、芯片结构、生产工艺和生产规范诸方面都会更加复杂，必将进入一个理论和技术的新阶段。新一代的数字信号处理技术是单片系统集成电路的重要基础之一，人们期待着21世纪这种单芯片集成系统早ASIC芯片。DSP的这个发展方面是与其它集成电路融合，在许多产品中将会出现更多的嵌入DSP内核的电路，并发展成为性能价格比高的专用芯片。

三是出现新一代的DSP技术，即单片系统集成电路。预计2000年世界半导体的需求达2000亿美元，单片集成度可望达到1亿个晶体管，存储器将集成度可能达到10亿个晶体管，时钟频率将达到400Mhz以上。也就是说2000年以后的微电子技术可以把一个系统集成到一个芯片上去，成为单片系统集成电路。这种新的单芯片系统，除了大量数字电路日出现。我国DSP技术的发展状况，随着国际潮流的发展，也进步很快。当前，我国的DSP技术也处于一大发展的开始，从军用到民用，在计算机、通信和消费电子领域也已经开始了一场以DSP技术为基础的数字化革命，国内已有大量单位，包括大学、研究所和公司在应用DSP技术方面取得了一定的成果，国内也有自行研制的DSP开发系统上市，还出现了DSP技术培训中心，这些都对推动国内DSP技术应用热潮到来做出了贡献。我们期待我国的DSP技术尽快形成自己的高技术产业，占领更大的国内数字化消费产品的市场，进而争取更多的产品出品。我国的DSP技术与市场有着广阔美好的光明前景。

电子专业的发展与就业形式

电子导论这本书主要以工程分析理论和技术概貌作为框架,分别对电子科学与技术和应用电子技术的学科体系、物理学和数学基基本分析理论和技术、工程应用概念、应用电子技术的核心内容进行了概括性的介绍。使我们了解有关专业的知识体系、工程应用技术和基本学习工具，为系统地学习电气与电子信息类专业的专业课提供一个最基本的指南。使我们更加深入的了解了电子产品的研发与生产过程，对一些软件也有了更加深刻的认识，熟练掌握了PCB的制板要求。了解了在集成电路制造的工艺技术，及制造工艺对设计的影响。

该专业学生应具备的能力：较系统地掌握专业领域宽广的技术基础理论知识，适应电子和信息工程方面广泛的工作范围；掌握电子电路的基本理论和实验技术，具备分析和设计电子设备的能力：掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法，具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力；了解信息产业的基本方针、政策和法规，了解企业管理的基本知识；了解电子设备和信息系统的理论前沿，就有研究、开发新系统、新技术的初步能力；掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。

从事电子产品的生产、经营与技术管理和开发工作。主要面向电子产品与设备的生产企业和经营单位，从事各种电子产品与设备的装配、调试、检测、应用及维修技术工作，还可以到一些企事业单位一些机电设备、通信设备及计算机控制等设备的安全运行及维护管理工作。

企业需求：由于信息时代的到来，据推测，在相当长的一段时间内，此类人才仍将供不应求。据调查，现阶段对于电子信息工程人才的需要量十分巨大，“电子信息工程”的专业，对缓解当前该类人才的供需矛盾是非常必要的。电子信息工程专业人才已经成为信息社会人才需求的热点。电子信息产业是一项新兴的高科技产业，被称为朝阳产业。根据信息产业部分析，“十五”期间是我国电子信息产业发展的关键时期，预计电子信息产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展，产业前景十分广阔。

未来发展：重点是电子信息产品制造业、软件产业和集成电路等产业；新兴通信业务如数据通信、多媒体、互联网、电话信息服务、手机短信等业务也将迅速扩展；值得关注的还有文化科技产业，如网络游戏等。目前，信息技术支持人才需求中排除技术故障、设备和顾客服务、硬件和软件安装以及配置更新和系统操作、监视与维修等四类人才最为短缺。此外，电子商务和互动媒体、数据库开发和软件工程方面的需求量也非常大。

未来展望：电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西，并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和开发。

电子信息工程专业主要是学习基本电路知识，并掌握用计算机等处理信息的方法。首先要有扎实的数学知识，对物理学的要求也很高，并且主要是电学方面；要学习许多电路知识、电子技术、信号与系统、计算机控制原理、通信原理等基本课程。学习电子信息工程自己还要动手设计、连接一些电路并结合计算机进行

实验，对动手操作和使用工具的要求也是比较高的。譬如自己连接传感器的电路，用计算机设置小的通信系统，还会参观一些大公司的电子和信息处理设备，理解手机信号、有线电视是如何传输的等，并能有机会在老师指导下参与大的工程设计。学习电子信息工程，要喜欢钻研思考，善于开动脑筋发现问题。

随着社会信息化的深入，各行业大都需要电子信息工程专业人才，而且薪金很高。学生毕业后可以从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等。比如，做电子工程师，设计开发一些电子、通信器件；做软件工程师，设计开发与硬件相关的各种软件；做项目主管，策划一些大的系统，这对经验、知识要求很高；还可以继续进修成为教师，从事科研工作等。

相比前几年的计算机专业的火爆，近年来对这个专业的选择渐趋于了理性和客观。学生和家长考虑更多的是一种基于更利于个人长远自我发展的出发点。职业方向的选择，想来是更多应届毕业生就业时所想的事情，常看到论坛上不少临近毕业的计算机专业学生发出迷茫、困惑的感叹，不知道是否应该将计算机这条路继续走下去。太多太多关于这个行业的言论，媒体频频爆出的各类关于IT从业者身心受到莫大伤害的大小新闻，IT从业者工作很苦很累，繁琐枯燥的程式、技术心理与现实状态的脱节、加班很普遍、这一行更新很快，业余时间也是常用来学习新的专业技术，没有节假日、没有空余时间，不能陪亲人朋友，工作的性质使生活多了一些单调，生活仿佛学生时代一般的两点一线。远没有想象中的那样绚丽多彩：张扬的个性源自技能的自信，时尚现代的生活方式由于富余的回报，“办公室政治”的远离，“自由”的思虑空间„.，只是现在看来，现实来的更多一些了吧。

篇3：dsp技术的介绍

如今高速的信息处理技术发展的特点之一就是计算机、通过消费电子河流, 我国的DSP技术由于起步比较早, 基本上就是与国外同步发展的。在我国已经有上百所的大学有从事DSP的算法的教学还有科研, 出去DSP的处理器是依赖国外的之外, 在信号的处理理论还有算法上面同国外几乎是保持着同一水平的。我国应当努力抓取机会, 投入力量, 组织好队伍, 将部门所有制进行打破, 尽快的去形成DSP的高技术产业, 从而去占领巨大的消费电子还有通信市场, 也是为此做好国家的规划, 组织好国家的公关对于, 分阶段的研发, 具有着自主的知识产权的DSP铲平并行的产业。可以说我国的DSP技术有着非常广阔的发展前景。

相信今后的高速的DSP技术必定是通过以点芯片的系统为核心的, 信息处理速度需要达到每秒数十亿次的乘加运算, 而只有点芯片的系统才能够达到这样一个运算速度的要求, 从而来降低成本。

也是为了推进我国的DSP的技术在声频还有视频领域当中的应用, 首先应该在算法还有结构上对DSP芯片进行适当的优化, 相信这些对于我国的DSP的技术的持续稳定的发展是非常重要的。

一、关于DSP的应用

DSP的来源是英文Digtal Sig Ilal Processor的缩写, 指的就是数字信号处理器。DSP芯片专门用来完成的就是各类实时的数字信息的处理哦, 它是在数字信号处理的各类理论还有算法的基础上所建立起来的。在1982年, 第一款商用的DSP在TI公司诞生了, 虽然说它在今天可以说已经是非常落伍的了, 然而在当时, 它却是开启了一种可能, 并且在它问世的几年之后将温度、图像、电流、电压等几种模拟信号转换为了数字信号的技术, 并且相继出现了一大批的大规模的潮流, 其中包括了手机、快带、硬盘驱动器、三维图像、MP3等数码产品相继应用开来。

面对着DSP的这样的巨大的市场还有广阔的发展前景, 可以说世界上的几个最大的半导体公司都在开展的激烈的竞争工作。就像美国TI、AD、Agere、Motorola、Siemens、Semiconductor等公司都在进行着全力的开发还有生成DSP器件。

二、关于DSP的发展轨迹与趋势

关于DSP的产业大约在40年的历程当中大概历经了三个阶段:第一个阶段:当DSP以为着数字信号处理并且作为了一个新的理论体系广为流行, 伴随着这个阶段的渐渐成熟, DSP走进了第二个发展阶段, 在这样的一个阶段当中, DSP代表的是数字信号的处理器, 这些DSP期间让我们的生活在很多的方面都发生的质的飞跃;在接下来的第三个结算, 也就是赋能的阶段, 我们所要看到的就是DSP理论还有DSP架构都被嵌入到了So C的产品中去, 下文就对DSP的运用趋势进行简单介绍:

So C化:这项技术史一种高度集成化、固件化的系统集成技术。它将这个的应用电子系统都进行了汇总, 并且全都汇总到了一个芯片当中去。缩小DSP芯片尺寸适中就是DSP的技术的发展方向。在当前的DSP大多数都是基于RISC的结构的, 这样的结构有点在于尺寸小、功耗低、性能高。各个DSP厂家纷纷都采用的是新工艺, 从而来改进DSP的芯核, 通过一系列的专业的技能努力让DSP系统成为一个集成电路。

高性能化:在数据量飞速提高的同时, 更高的运行速度是未来DSP的一个必然趋势和要求。从我们的计算机, 消费类数字产品等方面来看, 更高的性能必定是最终的趋势。

多核化:在多核不断上演的现代社会, DSP也遭受着多核的变化, 尤其是面向高速、高密度的数据处理的应用。多核DSP是面向高性能嵌入式应用而出现的一类CMP。相信多核DSP具有更强的处理能力、也更加能够方便编程还有调试。

可编程化:可编程DSP给生产厂家所提供了很大的灵活性。生产厂家可以在同一个DSP的平台上开发出各类不同型号的产品, 从而来满足不同用户的不同需求。与此同时, 可编程DSP也为广大用户提供了能够容易升级的良好途径。因为受到成本还有功耗的原因, 所以在特别大量的应用当中, 通常情况下都有可编程的DSP, 就像是手机。

根据ITRS的预测, 到了2011年, 在一个芯片上的可以集成晶体管数将达到32亿个.所以说, 想要构建64核以上的大规模异构多核DSP已然具备了足够的基础。

三、结束语

伴随着微电子技术的越来越发展, DSP的性能已经比上一代的产品提高了好几位的数位级。它的广泛应用不仅是在数字通信方面, 在智能控制、消费类的电子产品当中, 还有军用雷达等民用或者是军用的领域当中, 已经是现代半导体产业的基础器件之一了。并且我们相信随着应用范围的不断扩大, 还有市场对高性能低功耗的电子产品的不断追求, DSP必定能够在多个领域当中渐渐地崭露头角, 从而体现出它在计算机性能、系统功耗、体积以及成本方面的巨大优势。

参考文献

[1]苏家洪.DSP技术的创新发展和应用[J].中国新技术新产品, 2009 (20) .

篇4：DSP技术发展趋势的研究与探讨

关键词：DSP；DSP技术

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0044-01

一、引言

数字信号处理（Digital Signal Processing，即DSP），起源于上个世纪80年代，是一门涉及到许多学科并且广泛应用在很多领域的热门学科。它利用微型计算机、专用处理设备，以数字方式对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别处理，得到人们需要的信号形式。它紧紧围绕着数字信号处理的理论、实现以及应用发展。

二、DSP技术

数字信号处理（DSP）的理论基础涉及的范围非常广泛。比如微积分、概率统计、随机过程、数值分析等数学基础是数字信号处理的基本工具，同时它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信原理、故障诊断，传感器技术等密切相关，还有近些年来蓬勃发展的一些学科：人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。

正是由于有这些理论发展的前提基础，和广泛的市场需求，DSP处理的器件也应运而生，在广泛应用在各个领域的同时得到迅速的发展。世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811，在这之后，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个非常重要的里程碑。即使这两种芯片内部没有现代DSP芯片的单周期乘法器，但是他们为DSP的蓬勃、迅速发展奠定了很重要的基础。接着，1980年，日本NEC公司推出了第一个具有乘法器的商用DSP芯片，随后，美国德州仪器公司（TI公司）推出一系列DSPs产品，广泛地应用在信号处理的各个领域。

三、DSP技术的优点

和单片机比较而言，DSPs具有集成度高、CPU快速、存储器容量大，并内置了波特率发生器、FIFO缓冲器，可提供高速、同步串口、标准异步串口。一些dsp芯片内还集成了模数转换、采样/保持电路，PWM输出。DSP芯片采用改进的哈佛结构，内置高速硬件乘、加法器，多级流水线，使DSPs的数据运算大幅度提高。

据统计分析DSPs比传统的16位单片机单指令执行时间快8到10倍，一次乘加运算的时间快16到30倍。DSPs还提供了高度专业化的指令集，提高了FFT（快速傅里叶变换）、滤波器的运算速度。与此同时，DSPs提供JTAG接口和先进的开发手段，使得批量生产、测试更为方便。开发工具ccs可实现全空间透明仿真，软件开发具有汇编/链接C编译器、C源码调试器，有很强的可移植性。

总的来说，DSPs器件具有以下优点：

1.在一个指令周期内能够完成一次乘法、一次加法；

2.程序空间以及数据空间分开，能够同时访问指令和数据；

3.片内具有快速RAM，可通过独立的数据总线同时访问多片RAM；

4.具有循环、跳转的硬件支持；

5.快速的中断处理、I/O（输入输出）支持；

6.在单周期内可同时操作多个硬件地址产生器；

7.并行操作流畅；

8.支持流水线操作方便，使取指、译码和执行等操作可以同步、重叠进行。

同时，它还具有精度高，抗干扰能力强，稳定性好，功耗低以及编程方便，接口简单，电路集成方便等方面的优势。

四、DSP技术的发展趋势

随着数字化的进程快速提高，DSPs技术的地位不断突显，作为数字化处理的基础技术，实时处理数字信号都是由通用型或专业性的DSPs来完成的。正是因为DSPs这种强大的实时处理能力，使得DSPs在声音信号处理、图像处理、模式识别方面不可或缺。随着数字时代的不断前行，它未来的发展趋势可以从以下两个方面来完善：

（一）与ARM（Advanced RISC Machines）相结合。ARM架构是面向低预算市场设计的一款RISC微处理器，以32位单片机的行业标准，提供一系列内核、体系扩展、微处理器以及系统芯片方案，四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。ARM具有较强的事务管理功能，在控制方便具有很强的优势，而DSPs具有强大的数据处理能力和很高的运行速度。将两者结合起来可以更好的进行数字信号处理，以及实现相应的控制功能。

（二）与FPGA（Field Programmable Gate Array）结合使用。即与现场可编程门阵列巧妙的结合起来。FPGA是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础发展起来的，是ASIC（即为专用集成电路）中集成度最高的一种电子设备。FPGA采用逻辑单元阵列（Logic Cell Array），包括可配置逻辑模块（Configurable Logic Block）、输出输入模块（Input Output Block）以及内部连线（Interconnect）三部分。通过对FPGA内部逻辑模块、I/O模块的配置，可以实现不同的逻辑状态。同时，FPAG还具有静态可重复编程、动态在系统重构的特性，这使得硬件的功能能够像软件一样通过编程来实现。它与DSP芯片集成，可以在很大程度上提高信号处理的速度，将会使得DSPs在无线通信、多媒体领域有更加广泛的应用。

参考文献：

[1]刘艳萍.DSP 技术原理及应用教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005

[2]戴明桢,周建江.TMS320C54x DSP 结构原理及应用[M].北京:北京航天航空大学出版社,2001

[3]彭启宗.TMS320C54x 实用教程[M].成都:电子科技大学出版社,2004

[4]张雄伟,陈亮,徐光辉.DSP 芯片的原理与开发应用[M](第3版).北京:电子工业出版社,2003

篇5：dsp技术的介绍

罗锦彬

（龙岩学院 福建龙岩 364000）

摘要：从教学内容、教学手段、教学与科研结合三个方面对“DSP技术”课程的教学思路进行讨论，使学生打下坚实的数字信号处理理论基础的同时，提高他们分析问题和解决问题的能力、实践动手能力、设计和创新能力。

关键词：DSP技术；数字信号处理；教学内容；教学手段

中图分类号： 文献标示符：A 文章编号：

DSP既是Digital Signal Processing缩写，也是Digital Signal Processor缩写。前者是指数字信号处理的理论和方法，后者则是只用于数字信号处理的可编程微处理器。在这里是指通用的或者专用的DSP处理器，用于完成数字信号处理的方法与技术。“DSP技术”课程是电子信息、自动化、测控仪器、生物医学等专业的本科生和研究生必须掌握的一门实用新技术课程，是一门综合性和工程性很强的应用型课程[1]。它以工程实践为主的技术类专业课程，其内容发展快、应用越来越广、实践性强，在培养应用型人才中有它独特的重要性。

通过该课程的学习，使学生了解DSP及DSP控制器的发展过程及其特点；使学生较熟练地掌握DSP及DSP处理器的硬件结构及其各部件的基本工作原理；使学生掌握DSP的指令系统、程序设计方法。学会TMS320系列中1至2种DSP芯片的基本使用方法，并能重点利用DSP及DSP控制器设计典型的应用系统, 为今后从事相关设计与研究打下良好的基础。为了提高学生的DSP技术应用能力，我们在以下几个方面进行了探索与实践： 1 教学内容探索与实践

1.1 理论讲授与动手实验相结合

“DSP技术”是一门综合性应用课程，其课程学习的实质就是学习和掌握DSP器件有哪些资源，通过系统配置和软件算法，对这些资源加以合理的应用。因而，在课程教学中必须强调DSP技术的基本知识、基本概念和基本技能学习。使学生掌握DSP结构和DSP的开发环境与工具。在教学中我们把理论教学和实践操作能力培养结合在一起，突出实践应用能力的培养。并开设了相关实验，最后落实到DSP应用系统的开发上。

1.2 传统技术与现代技术结合

近年来，随着新技术、新器件、新工艺的出现，使DSP的性能和高新技术含量都有很大的提高。DSP的应用需要考虑数据格式、数据宽度、速度、存储器的安排和系统开发工具等方面[1]。通过课程改革和创新，调整授课内容和顺序，增减课时数，提高教学效果。

授课过程中，根据通常情况下开发一个DSP系统，80%的努力以及80%的复杂程度取决于软件这一特点，把“DSP技术”课程的教学重点放在DSP开发的关键——软件编程能力上。把学生的DSP软件编程能力培养贯穿整个教学过程，提高学生的编程开发能力。使学生对DSP的开发与应用有清晰的了解。1.3课程内容与专业基础课程相结合

DSP应用技术集中了大量的模拟电路、数字电路和数字信号处理知识。例如：一个DSP应用系统，很多情况下，先将模拟输入信号经过预处理后变换成数字信号，经数字信号处理之后，再变换为模拟信号输出。这就涉及到模拟信号与数字信号之间转换的问题，应用到数[2]字信号处理中的信号采样及奈奎斯特定理。因而，“DSP技术”教学要与专业基础课程相结合。

1.4 教书育与人相结合

爱岗敬业，认真备课，不断进行教学探索与实践，以教风促进学风。强调以学生为主体的教学理念，学生是教学过程的核心，因此，所有的教学环节都是以有利于调动学生自主学习能力为原则，使课程体现出开放性、交互性、共享性、自主性和协作性等特点。让课程突出了个知识点之间的联系和逻辑关系，通过课程内容及其逻辑运算过程的学习，使学生在学习DSP技术的基本概念和应用方法的同时，能从提出问题、分析问题和解决问题全过程中培养学生思维的逻辑性和科学性，从而达到培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。组织学生参加电子竞赛和全国DSP大赛等活动，培养学生综合应用能力。2 教学手段的探索与实践 2.1 课堂讲授与多媒体教学相结合

“DSP技术”课程的最大特点就是器件复杂，算法灵活，授课难度大。多媒体计算机辅助教学，可将抽象的概念和难以理解的知识表现得生动形象、通俗易懂，可以充分调动学生的积极性和学习兴趣，为学生的学习提供一个全方位的交互环境。在教学过程中,利用多媒体教学容量大、全兼容和交互性强等特点，将各种教学信息以文字、图片、声音、视频的形式展示给学生，极大地吸引学生的注意，提高他们的学习兴趣，增强课堂教学密度，提高教学质量与效率，使课堂教学由被动变为互动[3]。例如在讲解DSP访问外部存储器的时序时，可参照相应的硬件连接原理图，在课件中利用动画丰富的表现力并配合讲解，可将控制信号有效的先后次序及其产生的效果一览无余。从而使学生轻松地掌握这一知识难点，提高了授课效率。图片的大量应用,使DSP芯片的复杂结构和功能更直观展现出来, 课堂教学密度得到了极大的提高，这些都大大的提高了学生的学习效率。2.2 理论教学与开发实践相结合

有关DSP处理器及数字信号处理方法的DSP实现的问题，最终都要落实到实际的工程应用中。面对具体的开发目标，分析其技术指标和要求，确定适当的算法，估计运算量、存储器的使用和功耗，从而选择适当的DSP处理器，进行软硬件的设计、实现和调试，是难度和工作量都很大的工作。只有在大量工程实践中，不断地积累经验，不断地学习与完善，才能越做越好[4]。因而在教学中要把理论教学和实践应用结合起来。让学生在不断的实践与应用中，掌握DSP技术的基本知识和使用方法，培养学生工程实际应用能力。通过DSP开发和应用实践提高学生分析问题和解决问题的能力，掌握DSP的应用设计方案思路，如基于DSP方案设计中的数字化的实现、DSP基本系统设计、DSP系统软件开发思路以及工程应用的注意事项等基本要素的实现。通过DSP实验室的开放，使学生有更多的而实践机会，让学生在实践中领会知识、掌握技能，让他们在实践中直面困难、克服困难，培养学生迎难而上精神。2.3 课堂学习与课后学习相结合

DSP课程作为一门复杂的综合性应用课程，学好它要充分调动学生的学习积极性和主动性，使学生把课堂学习和课后学习结合起来。在教学实践中，把学生分成若干学习小组，共同承担一定的开发任务，使学生把课堂和课后学习相结合，提高学习效率。

2.4 图书资料与网络资源相结合

当今的社会是信息化的时代，计算机、多媒体和互联网提供各种教育技术和媒体资源。这些资源为学生施展才华提供了前所未有的的空间，它不仅拓展了学生的思维视野，而且丰富了学生自主学习的选择范围，学生真正成为教学实践过程中的主人。在“DSP技术”课程教学中，布置学习性、探究性和创新性的任务，组织、指导和帮助学生采取网络查询、图书阅览、讨论交流、互动协作等多种方式实现教学目标，在作品的创制中采取鼓励性评价方式，给学生以体验开发过程的激情和感悟成功的喜悦，促进学生的学习与发展。网络教育环境下，教师作为学生学习与发展的引导者和协作者，在上课时告诉学生自己的电子邮箱号码、QQ 号码、手机号码。在课后，利用网络和通信等各种手段与学生进行交流，进行辅导答疑，与学生及时地沟通、讨论教学内容。把DSP技术相关资源的网址告诉学生，并指导他们如何利用网络资源。3 教学与科研相互促进

3.1 教学与科研相结合

坚持教学与科研相结合，通过科研水平的提升促进教学质量上台阶。立足本校实际的科研条件，重视专业发展，体现自主特色，开展科学研究,培养具有地方特色的创新型应用人才。

3.2 教师科研与学生科研相结合

从科研课题和开发项目中,提炼出一些关键问题作为本科生毕业设计的题目,使学生的科研和实践活动更加接近实际应用,有利于增强了学生的实践能力,极大地促进了学生自主研究意识和创新能力的提高。教师将科学研究中取得的成果、积累的经验及科研的新动态引入到课程教学,充实丰富教学内容。同时,根据科研工作及时改变实践环节的选题,提高学生解决实际问题的能力,启发他们的创造性思维。同时,教师把科研工作的思维方法融入教学中,对学生素质的提高起到潜移默化的作用,有利于培养创新型高素质人才。结束语

“DSP技术”课程探索和实践的指导思想是: 理论教学与实验教学相结合、传统技术与现代技术相结合、传统教学与多媒体教学手段相结合、教书与育人相结合, 教学与科研相结合，为学生打下坚实的DSP基础理论知识, 同时培养学生分析问题和解决问题的能力、实践动手能力、设计和创新能力。“DSP技术”课程探索与实践证明, 学生学习兴趣更加浓厚, 学习的主动性更强, 分析问题的能力和解决问题的能力得到很大提高。为了培养合格的、高素质的、创新型应用人才, 还需要在教学实践中认真总结经验, 不断改进教学和实践方法, 提高教学与科研水平。

参考文献

[1]徐科军,黄云志.以科研促进DSP课程的教学改革与实践[J].理工高教研究，2007,(6):94-96.[2]彭启琮,李玉柏,管 庆编著.DSP技术的发展与应用[M].北京:高等教育出版社,2002:123.[3] 李天华,杨秀德.“电视技术”课程教学内容和手段的改革与实践[J].遵义:遵义师范学院学报，2008,(4):62-76.[4]彭启琮,李玉柏,管 庆编著.DSP技术的发展与应用[M].北京:高等教育出版社,2002:419.作者简介：罗锦彬（1973-），男，福建龙岩人，助教，硕士（学历），主要研究方向：微机及电子技术应用。

Exploration and Practice of Teaching in “DSP Technology Curriculum”

Luo Jin-bin

篇6：dsp技术的介绍

[关键词] DSP;学习动机;实验兴趣

doi : 10.3969 / j.issn.1673-0194.2010.21.040 数字信号处理器(DSP)由于其控制功能强,处理速度快,运算处理的实时性强等优点而被广泛应用在工业控制的各个领域,DSP应用技术已成为电子类专业学生必修的专业课程。在DSP学习中,理论与实践是紧密联系,相辅相成的,用理论来指导实践,用实践来加强理论。在教学中实验课占据很大的比例是非常重要的,因此在实验教学中如何激发学生的实验兴趣,使实验教学过程成为一个愉快的学习过程,发展学生动手能力,培养学生学习兴趣,值得我们深入研究。

一、妨碍学生实验兴趣发展的原因分析 1.实验课与考试内容脱节

由于实验课的内容在考试时很难体现或体现很少,因此,学生将大部分精力与时间用于理论课学习。上实验时,只机械地模仿教师的操作过程以完成实验,很少考虑实验原理、实验中出现的各种问题等,不能主动地学习和思考。长此以往,实验也就失去了培养学生动手能力的意义。

2.实验课的内容与形式不能很好调动学生的学习积极性

学生最感兴趣的是那些有所了解却又不完全已知、能够引起思考的东西,而教材中的实验大多具有已知程序、已知实验结果的特点,实验时只需查找代码后输入即可,很容易造成重复与感到枯燥。3.教师的教育、教学思想和策略不当

不少学生在做实验时小心翼翼、缩手缩脚,不敢大胆实验,担心自己一不小心把实验仪器给弄坏了,所以在实验时采取避而远之的态度。实验课时,不能全身心地投入学习,抱着不求有功,但求无过的态度。教师在实验中应亲自示范,鼓励学生按照实验规则做实验,不要担心损坏实验仪器,使学生放下思想包袱,培养学生的自信心和勇于探索的精神。

二、如何激发学生的实验学习兴趣

兴趣是激发学生深入探索的动力源泉,因此培养学生的学习兴趣是实验教学的重中之重。DSP实验不仅能看到实验现象及结果,而且能与实际应用相联系。1.充分发挥教师的引导作用 在DSP实验教学中要着重引导学生有目标、有重点地进行训练,既重视编程能力的培养,又注意养成科学思维方法。在实验教学中,教师要积极引导,使学生从内心体验到亲自动手实践而带来的喜悦和成就感。有意识、有目的地激发和培养学生持久的认知兴趣,使之不仅成为上好实验课的动力,也能成为促进学生心理品质良好发展的重要因素。

2.对学生采取个性化教学及分层教学的方式

由于学生的素质和接受能力不同,如果采用相同的实验题目会造成有的学生来不及做而有的学生无事可做的情况,因此除做好规定实验外,还可对部分学生增加探索性实验、综合性设计实验等,以多种方式来培养学生的实验兴趣。3.注重培养学生的思维能力及严谨的实验态度

由于DSP的灵活性较强,可以根据实际条件设立一些无现成教材,学生可自由发挥的实验题目,这样可以培养学生以科学的思维方式来观察和独立地分析实验中出现的问题,既有利于激发学生的学习兴趣又有利于加深对理论的理解。同时在DSP实验中会由于诸多原因(如源代码错误,或是目标代码错误,链接文件错误等)造成学生在实验中不能获得预期的结果,这时一定要引导学生自己独立地分析失败原因,以培养学生独立思维的能力和严谨认真的实验态度。

三、对现有DSP实验的改革设想 1.改革实验教学内容

(1)设计实验内容时注意其可比性。例如:在学习命令链接文件编制时,可以将程序存储器配置成在内部RAM和外部RAM中运行,这样可使学生了解DSP与以前学过的单片机的不同点。

(2)设置必做实验和选做实验项目,给学有余力的学生发挥创造性和发挥个性特长的条件。例如在三相步进电机驱动实验中,可将实验设计成三相三拍驱动和三相六拍驱动。

(3)鼓励、引导学生提出不同的设计方案和解题途径,并能从中优选最佳方案和途径。

2.改革教学方法

(1)明确实验课的地位和目的,增强实验教学的趣味性,让学生重视实验课,变“要我学”为“我要学”。

(2)突出学生的主体地位。实验课教学要精讲多练,在教师的引导和组织下,以学生独立活动为主,教师讲授为辅。教师要重视兴趣激发、思路开发、方法引导、作风培养等,做到言传身教、以身作则。凡是能够由学生自己动脑动手解决的问题,尽量让他们独立完成。(3)灵活地利用现代化的教学设备。教师通过多媒体课件演示实验应出现的现象,配以生动形象的讲解,并延伸到工程应用。

(4)重视发挥实验课的实践作用。DSP有着广泛的社会应用,把实验课堂与社会课堂结合起来,组织课外参观见习、技术创新等活动,既拓展了学生的创新精神,培养了创新能力,又能使学生毕业后,为适应未来的工作打下坚实的基础。3.改革教学实验设备

现在大多数学校的DSP实验设备都是从各个公司购买的成套的实验箱,这种设备在一定程度上能够锻炼学生的软件编程能力,但无法锻炼学生的硬件设计能力。因此,有必要自制一些DSP实验设备,通过自制的DSP实验设备讲解软件编程和硬件电路设计,不仅在软件编程方面而且还能在硬件电路设计方面使学生得到锻炼,使学生在DSP应用方面得到质的提高,为以后工作中应用DSP打下坚实的基础。

总之,在DSP实验教学中,应注意探索实验教学的规律,激发学生的学习兴趣,营造一种轻松的学习氛围,积极探索DSP技术的实用性和前瞻性,保证实验课程与时俱进,不断拓宽学生的视野,加强理论与应用的联系,构筑理论教学、实验教学和科研共进的良好环境。主要参考文献

篇7：DSP控制器原理及技术

DSP控制器原理及技术

院(系)名称学生姓名专业班级名称学号时间实验报告

自动化学院

2014年6月

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： ： 课内实验

3.1 CCS入门

3.1.1 CCS 入门实验 1（CCS 使用）3.1.1.1 实验目的：

1.熟悉 CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法； 2.熟悉 SEED-DEC28335 实验环境； 3.掌握 CCS 集成开发环境的调试方法。3.1.1.2 实验内容： 1.DSP 源文件的建立； 2.DSP 程序工程文件的建立；

3.学习使用 CCS 集成开发工具的调试工具。3.1.1.3 实验背景知识： 3.1.1.3.1 CCS 简介

CCS 提供了配置、建立、调试、跟踪和分析程序的工具，它便于实时、嵌入式信号处理程序的编制和测试，它能够加速开发进程，提高工作效率。CCS 提供了基本的代码生成工具，它们具有一系列的调试、分析能力。CCS 支持如下所示的开发周期的所有阶段。如下图所示。

开发环境界面如下图所示。

3.1.1.3.2 使用 CCS 常遇见文件简介：

1.program.c: C 程序源文件 2.program.asm: 汇编程序源文件

3.filename.h: C 程序的头文件，包含 DSP/BIOS API 模块的头文件 4.filename.lib: 库文件 5.project.cmd: 连接命令文件

6.program.obj: 由源文件编译或汇编而得的目标文件

7.program.out: 经完整的编译、汇编以及连接后生成可执行文件 8.program.map: 经完整的编译、汇编以及连接后生成空间分配文件 9.project.pjt: 存储环境设置信息的工作区文件 保存配置文件时将产生下列文件： 1.programcfg.cmd: 连接器命令文件 2.programcfg.h54: 汇编头文件 3.programcfg.s54: 汇编源文件 3.1.1.3.3 CCS 常用指令简介 1.设置断点。将光标放置在需要设置断点的程序行前，选择 Debug→Breakpoints，即完成可 一个断点的设置。

2.CCS 提供 3 种方法复位目标板

1)Reset DSP： Debug →Reset D，初始化所有的寄存器内容并暂停运行中的 程序。使用此命令后，要重新装载.out 文件后，再执行程序。

2)Restart： Debug → Restart，将 PC 值恢复到当前载入程序的入口地址。3)Go main： Debug →Go main，将程序运行到主程序的入口处暂停。3.CCS 提供 4 种执行操作

1)执行执行： Debug →Run，程序运行直到遇到断点为止。2)暂停执行： Debug →Halt，程序停止运行。

3)动画执行： Debug →Animate，用户反复运行程序，直到遇到断点为止。4)自由执行： Debug →Run Free，禁止所有断点运行程序。4.CCS 提供 4 种单步执行操作

1)单步进入： 快捷键 F8，Debug →step into，当调试语句不是基本的汇编指令时，此操作进入语句内部。

2)单步执行： Debug → step Over，此命令将函数或子函数当作一条语句执行，不进入内部调试。

3)单步跳出： Debug →step Out，此命令作用为从子程序中跳出 4)执行到光标处： 快捷键 crtl+F10，Debug → Run to Cursor，此命令作用为将程序运行到光标处。5.内存、寄存器与变量的操作

1)查看变量： 使用 view →Watch Window 命令

2)查看寄存器： 使用 view →Registers →CPU Registers 命令 3)查看内存： 使用 view →memory 命令 3.1.1.4 实验准备：

1.将 DSP 仿真器与计算机连接好；

2.将 DSP 仿真器的 JTAG 插头与 SEED-DEC28335 单元的 J18 相连接； 3.启动计算机，当计算机启动后，打开 SEED-DTK28335 的电源。观察

SEED-DTK_MBoard 单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V 的电源指示灯灯及SEED-DEC28335 的电源指示灯 D2 是否均亮；若有不亮，请断开电源，检查电源。

4.CCS配置

（1）双击SETUP CCStudio3.3；

（2）在famlily中选择C28XX,在platform中选择SEEDXDS510PLUS；

（3）点击左下角save&quit,进入CCS主调试界面。3.1.1.5 实验步骤： 3.1.1.5.1 创建源文件 1.双击图标进入 CCS 环境。

2.打开 CCS 选择 File →New →Source File 命令。

3.编写源代码并保存

4.保存源程序名为 math.c，选择 File →Save

5.创建其他源程序（如.cmd）可重复上述步骤。3.1.1.5.2 创建工程文件

1.打开 CCS，点击 Project-->New,创建一个新工程，其中工程名及路径可任

指定。

弹出如下对话框：

2.在 Project 中填入工程名，Location 中输入工程路径；其余按照默认选项，点击完成即可完成工程创建；

3.点击 Project 选择 add files to project，添加工程所需文件；

4.在弹出的对话框中的下拉菜单中分别选择.c 点击打开，即可添加源程序Math.c添加到工程。

5.同样的方法可以添加文件 math.cmd、rts.lib 到工程中；在下面窗口中可以看到math.c、math.cmd、rts.lib 文件已经加到工程文件中。

3.1.1.5.3 设置编译与连接选项

1.点击 Project 选择 Build Opitions；

2.在弹出的对话框中设置相应的编译参数，一般情况下，按默认值就可以；

3.在弹出的对话框中选择连接的参数设置，设置输出文件名（可执行文件与空间分配文件），堆栈的大小以及初始化的方式。

3.1.1.5.4 工程编译与调试

1.点击 Project →Build all，对工程进行编译，如正确则生成 out 文件；若是修改程序，可以使用 Project →Build 命令，进行编译连接，它只对修改部分做编译连接工作。可节省编译与连接的时间。编译通过，生成.out 文件；

2.点击 File →load program，在弹出的对话框中载入 debug 文件夹下的.out 可执行文件；

3.装载完毕；

4.点击 debug →Go Main 回到 C 程序的入口；

5.打开 File →Workspace →Save Workspace 保存调试环境，以便下次调试时不需要重新进行设置。只要 File →Workspace →Load Workspace 即可恢复当前设置。

心得体会：通过本次实验使我掌握了CCS实验环境的使用以及相应程序的内容和使用并粗略掌握用C语言编写DSP程序的方法。对本次实验的程序有了全面的了解，并在CCS实验环境下程序的编译及编译中出现的错误的排除错误，警告的处理方法。通过实验，加深了我对DSP试验箱的TMS320F2812主控板的了解同时懂得了如何使用DSP硬件仿真器。

篇8：dsp技术的介绍

电力电子技术是利用功率半导体器件的开关作用控制电功率的流动，实现对电能进行变换或控制的技术。数字仿真是电力电子系统设计研究的一种基本手段，可分为非实时仿真和实时仿真两类[1]。相对非实时仿真，实时仿真可节省开发费用、缩短开发周期，提高系统开发的可靠性和安全性。本文主要研究实时仿真系统，实时仿真平台主要包含FPGA仿真器和DSP控制器两大部分。

DSP控制器主要有传统式和模型化两种开发方式。传统开发方式编程过程费时耗力，对控制器算法的高效开发构成局限。而如图1所示基于模型的设计方法则打破了手工编程的局限性，大大提高了算法的可移植性。因此本文提出基于Simulink/Embedded Coder的DSP控制器算法设计方法和开发流程。在Simulink环境下，用C281x等模块库中的模块设计控制算法模型，基于Embedded Coder代码生成机制自动生成代码、编译链接、下载至DSP运行。

模型的DSP开发方式，使得模型参数设置直观简便，大大降低了DSP的开发难度。在Simulink环境中实现整个开发流程，增强控制算法的可控性和能观性。控制对象由FPGA仿真器实时仿真，使DSP控制器等同于连接到实际装置中，减少开发风险。DSP控制器与FPGA仿真器都采用模型化开发方式，可方便、高效地实现电力电子系统的离线、实时仿真以及DSP控制器的设计、开发和验证。

1 实时仿真平台设计

1.1 系统构架

实时仿真平台硬件架构如图2所示，包含Host计算机、DSP控制器、FPGA仿真板卡和I/O箱。

Host计算机用于电力系统建模，本文采用的建模软件是Matlab R2012b的Simulink软件及其所包含的SimPowerSystem工具箱。FPGA仿真板卡采用Xilin公司的ML605开发板，通过SoPC的方式将仿真求解器IP核、PCIe接口、PWM输入接口、Aurora高速串行接口等资源集成在一起。DSP控制器采用TI公司推出的TMS320F2812，产生PWM控制信号，驱动逆变器上的IGBT器件。I/O机箱可以将仿真结果转换成模拟量输出供示波器显示，也可以和外界物理设备进行交互。综合考虑性能和价格因素，本平台选择了大道科技公司的QQ2812开发板为DSP开发板。

1.2 DSP控制器

TMS320F2812是一款用于控制的32位定点DSP芯片，兼容F2407的指令系统，最高可以在150 MHz主频下工作。该控制器由内核和片内外设两部分组成，其中片内外设主要包括：两个事件管理器（EVA和EVB),16路12位精度的ADC,1路SPI,2路SCI通信接口（SCIA和SCIB),1路CAN、外部中断接口等，如图3所示。

每个281x处理器都包含两个事件管理（Event Manager,EV）。每个事件管理器包含两个通用定时器（GP）、比较器、PWM单元、捕获单元、正交编码脉冲电路（QEP）以及中断逻辑电路。

1.3 PWM控制技术

软件生成SPWM波的方法主要有三种[2]：自然采样法、不对称规则采样法和对称规则采样法。基于对称规则采样法的数据处理量是三种采样法中最少，且效果较好的方法。本文确定用对称规则采样。

1.4 实时仿真实现流程

根据实时仿真系统的硬件架构，整个实时仿真实现的流程图如图4所示。对被仿真对象进行建模，并离线仿真，验证模型功能是否正确。如果模型功能不正确，则进行相应的修改；如果模型功能正确，性能满足要求，则对离线仿真模型进行如下两方面的处理。

(1)FPGA仿真器方面：利用Matlab脚本程序对仿真模型进行分析和参数提取。因为FPGA实现的实时仿真算法和SimPowerSystem软件实现的离线仿真算法存在一定的差异，因此利用脚本语言解析的模型参数加载到Simulink离线仿真求解器对FPGA实时仿真，并对产生的结果进行预判。

(2)DSP控制器方面：在离线仿真模型中，控制信号是根据PWM波的产生原理，由Simulink模块搭建实现的，可以通过示波器模块（Scope）显示及被控仿真电路的输出来判断控制信号是否正确。离线模型验证之后，需要在DSP硬件平台上实现控制算法。

2 DSP控制器模型化开发

2.1 开发工具

本文模型将Matlab/Simulink/Stateflow与CCS集成开发环境（IDE）和C2000微控制器完美地整合在一起。这些产品集成使开发者能够完成自动代码生成、原型设计和嵌入式系统开发。

Matlab与CCS之间的无缝连接是通过Embedded Coder中的Embedded IDE Link功能实现的，在此基础上，用户可以利用Simulink模型在TI系列DSP上调试、验证自动生成的嵌入式代码。利用RTW-EC等工具，从模型生成C代码，通过For Use with TI′s Code Composer Studio自动调用CCS开发工具来编译链接生成的C代码，并自动下载到目标板上执行生成的代码，其具体流程如图5所示。

2.2 两电平三相SPWM控制波形设计实现

两电平三相SPWM控制模型如图6所示，根据逆变电路输出信号频率的要求，设置正弦调制波频率f0=50 Hz，载波比N=600，则三角载波频率fc=30kHz。选择Waveform period为2 500，设置Waveform type为Symmetric，使输出对称的PWM波。调制正弦波向上平移量为1 250，使中心值与三角载波对齐。设置PWM1,3,5为高有效，PWM2,4,6为低有效。

将PWM1～6管脚接到示波器，可分析输出的波形。如图7所示，三角载波周期约为33.3μs，与其设定的频率30 kHz相符合。

为进一步清晰观察和验证代码产生的正确性，更改参数设置。将载波比减小至N=30，正弦调制波频率不变，则三角载波频率fc=1 500 Hz,Waveform period设置为50 000，调制正弦波偏移量为25 000，调制比仍为0.8，正弦幅值为20 000。同时对C281x PWM设置死区时间，Deadband prescaler为32,Deadband period为10，死区时间大小为1/75×32×10=4.26μs。同样经过自动代码生成过程后，用示波器观察运行结果。

测量显示三角载波周期约为667μs，与设定频率相近。死区时间如图8所示约为4.28μs，与搭建模型时的设定值（4.26μs）相符，再次验证了DSP模型化开发方式实现SPWM波的正确性。

2.3 三电平三相SPWM控制波形设计实现

三电平三相SPWM控制[3]算法模型如图9所示，该控制器需要运用两个C281x PWM模块。图中Sine Wave是频率为50 Hz、相位为0的正弦调制信号，Sine Wave1和Sine Wave2与Sine Wave相位分别相差2π3和4π3。载波比N=600，三角载波频率fc=30 kHz，设置Waveform period为2 500，调制比为0.8。Sine Wave经过Saturation模块和Add模块处理后，生成分别对应Ta1,Ta3和Ta2,Ta4的调制波信号。Sine Wave1和Sine Wave2经过同样的处理后，分别产生B相和C相的调制信号。对模型进行离线仿真，用Scope模块观察Ta1,Ta3和Ta2,Ta4的调制波信号。

示波器测量SPWM波周期约为20 ms，三角载波周期如图10所示约为33.3μs，与模型设置相符。

由图11可知，控制波方面，Tb1比Ta1超前约6.6 ms,Tc1比Tb1超前约6.6 ms。因SPWM波在相位上相差2π3，对应时间为T 3，约为6.67 ms。由此证明，模型产生的三相SPWM波在相位关系上也是正确的。

2.4 两电平三相SVPWM控制波形设计实现

离线仿真两电平三相SVPWM控制模型如图12所示。利用creat-subsystem功能将SVPWM离线模型封装为一个模块SVPWM＿offline，用该模块的输出去控制如图13所示的两电平三相逆变电路，并用Scope模块观察线电压波形。

对模型进行离线仿真，在给定输入条件下，观察到Ta,Tb,Tc对应的仿真图形是马鞍波，验证了模型的正确性。经过代码自动产生后，DSP运行输出SVPWM波，如图14所示，设置的载波频率是30 kHz，对应图中测量的32.2μs。期望输出电压频率是50 Hz，对应图中测得的20 ms。

为了进一步清晰地观察、分析波形规律，更改模型参数，设置Waveform period=50 000。结果如图15所示，图中(1)～(9)的波形时间分别为：568μs,592μs,600μs,592μs,584μs,576μs,600μs,600μs,596μs，可见此处占空比符合马鞍波的规律与SPWM波的变化规律（整个周期中占空比按正弦规律变化）区别很明显。由此可证明SVPWM模型产生代码的正确性。

3 实时仿真平台的整体验证

前面设计建立了两电平三相、三电平三相SPWM控制算法模型、两电平三相SVPWM控制算法模型，并由模型自动生成代码运行，用示波器分析并验证了产生波形的正确性。

本文利用RTDX(Real-Time Data Exchange，实时数据交换）技术，实现在不停止DSP程序运行的前提下，完成主机与目标DSP之间的实时数据交换[4]。

3.1 两电平三相逆变电路实时仿真

图13采用了一个两电平三相逆变电路，且已经给出了部分离线仿真结果，现将该电路在实时仿真平台上进行仿真。由FPGA实时仿真，控制信号SVPWM代码自动生成模型。用示波器观察经I/O机箱输出的线电压，并与离线仿真结果对比。

如图16，图17所示，左边为离线线电压，右边为实时仿真电压，实时仿真结果与离线仿真结果相同，滤波后的线电压频率为50 Hz的正弦信号，证明由模型自动生成的控制程序产生的SVPWM波是正确的，可以驱动逆变电路。同时也验证了FPGA仿真器实时仿真主电路的正确性。

3.2 离网光伏发电系统实时仿真

在Simulink中设计并搭建一个离网光伏发电系统[5]离线仿真模型。为方便研究，将光伏电池板用一个恒定直流源代替，三电平逆变器三相输出经RLC电路滤波后给负载供电。系统相关参数设置为：直流电源电压Ud=600 V，电感L=0.1 mH，电容C1=C2=1 000μF,C3=200μF，电阻R1=R2=0.001Ω，R3=10-4Ω，R4=20Ω，PWM控制器的三角载波频率fc=30 kHz，正弦调制波频率f0=50 Hz。

分别利用SimPowerSystem软件仿真工具和实时仿真平台进行了离线仿真和实时仿真，离线和实时仿真的步长均设置为2μs。在实时仿真中，FPGA进行主电路模型的实时仿真。控制器部分采用DSP模型化开发技术，生成可执行代码运行在2812DSP芯片中，产生三相SPWM波信号。

图18～图20为实时仿真与离线仿真结果对比，左侧图为Simulink中的离线仿真波形，右侧图为实时仿真示波器观察的波形。分析可知，实时仿真的实验结果与离线仿真的结果基本相同，验证了仿真平台中应用DSP模型化开发技术的正确性和整个实时仿真系统的正确性。

3.3 单相逆变电路闭环实时仿真

本文以一台5 VA的单相全桥逆变器电路为仿真对象，研究设计单相逆变电路电压瞬时值闭环控制的实时仿真[6]。

图21为单相全桥逆变电路电压瞬时值反馈闭环控制离线仿真模型，电路的参数设置如下：Udc=400 V，电感L=0.22mH，电容C=20μF，电阻R=4.48Ω，PWM控制器的三角载波频率fc=30 kHz，参考正弦电压频率f0=50 Hz，峰值为220 V。输出电压经采样反馈后输入PID控制器子模型调节PI控制器参数，使输出电压能够跟随给定正弦信号。

参考正弦信号和输出电压仿真结果如图22所示，说明闭环控制后，输出电压在相位和幅值上都能准确跟踪参考正弦信号。

在实时仿真时，DSP控制器闭环控制模型如图23所示。

选择从ADCINA0引脚输入反馈电压值，在PWM模块参数中选择在三角载波的周期匹配时触发ADC转换。ADC转换后的输入值与参考正弦信号做差得误差信号，输入PI控制器，PI控制器的输出作为PWM模块的占空比输入。将I/O机箱输出的反馈信号与板卡相应ADC输入管脚连接，自动生成代码后，用示波器观察输出电压波形如图24所示，输出电压为50 Hz正弦信号。验证了整个实时仿真系统的正确性。

4 结论

为改善当前电力电子数字控制器的设计现状，缩短开发周期，本文将模型化开发方式成功地运用在电力电子数字控制器（DSP）的算法开发上，所设计的两电平三相逆变器SPWM控制、两电平三相逆变器SVPWM控制、三电平三相逆变器SPWM控制、单相逆变器电压反馈闭环控制等算法，已经在电力电子实时仿真平台上实现。证明了采用模型化开发方式开发DSP控制器PWM开/闭环控制算法的高效性和正确性，同时也验证了整个电力电子实时仿真平台的正确性。

同时系统还存在一定缺陷，需要进一步研究：

(1）在闭环控制策略上，目前只研究了单相逆变电路的电压瞬时值单环控制，且没有定量地分析控制性能，后续可以研究三相逆变电路的闭环控制和其他更先进的控制算法。

(2）目前对RTDX的应用只进行了初步探索，后续研究可以利用Matlab的图形用户界面GUI和API函数，结合RTDX模块实现DSP的实时数据交换，设计友好的实验交互界面。

参考文献

[1]彭冲.电力系统数字仿真技术现状及展望[J].河北电力技术,2013,32(4):23-26.

[2]季伟.基于DSP的SPWM交流变压电源的设计[D].宁波:宁波大学,2012.

[3]吴小溪.二极管钳位型三电平逆变器的研究[D].武汉:华中科技大学,2011.

[4]许海丽,张茂青,严震宇.基于Matlab的DSP2812RTDX实时绘制电机转速曲线[J].苏州大学学报(工科版),2012,32(5):47-50.

[5]郭伟,宗波,乔尔敏.基于Lab VIEW的大功率电力电子装置监控系统设计[J].计算机测量与控制,2012,20(10):2676-2679.