高性能数字信号处理器的集成电路设计与优化

阐述高性能数字信号处理器(DSP)的集成电路设计与优化,分析现有的设计流程、核心设计和优化技术,以及前端和后端电路的设计与布局优化方法,以提高DSP的性能和效率,降低功耗和成本。

数字信号处理器设计与应用课程实验教学改革与实践

数字信号处理器(DSP)设计与应用是电子信息工程专业一门实践性较强的课程,实践平台一般为DSP实验箱,厂商会提供实验项目和配套案例。由于实验内容侧重DSP的基本应用,与实际工程应用有较大差距,因此学生对实验课积极性不高。为激发学生兴趣,提升实验效果,从企业视角设置实验项目、对标企业开发平台配置实验平台、编写实验指导书、调整理论与实验课时分配等方面进行了改革,并在实践中采用有针对性的教学方法,调动起了学生的积极性,课堂气氛活跃,从“要我学”转变为“我要学”,实验教学效果明显提升。

多核数字信号处理器矩阵乘卷积算法性能评测

矩阵乘卷积算法能够为各种卷积配置提供高性能基础实现,是面向给定芯片进行卷积性能优化的首要选择。针对国防科技大学自主研制的飞腾异构多核数字信号处理器(digital signal processor,DSP)芯片的特征以及矩阵乘卷积算法自身的特点,提出了一种面向多核DSP架构的高性能并行矩阵乘卷积实现算法ftmEConv。该算法由输入特征图转换、卷积核转换、矩阵乘以及输出特征图转换这四个均运行在通用多核DSP上的并行化部分构成,通过有效挖掘通用DSP核中功能单元的潜力来提升各个部分的性能。实验结果表明,ftmEConv实现了高达42.90%的计算效率,与芯片上的其他矩阵乘卷积算法实现相比,获得了高达7.79倍的性能加速。

基于数字信号处理器的保护装置与触摸屏的通信设计

随着数字信号处理技术在电力系统中的广泛应用,以及电力系统对智能保护装置提出的新的需求,选用TMS320F28335为核心处理器、和利时触摸屏为人机交互界面,开发了一种基于Modbus协议的通信方法。介绍了Modbus协议的通信帧格式,给出了数字信号处理器与触摸屏的硬件连接方式,并编写了结合数字信号处理器中串行通信接口功能的Modbus通信程序,实现了数据通信及通过触摸屏读取实时信号、更改整定值、检测设备状态等功能。

“银河飞腾”高性能数字信号处理器研究进展

YHFT-DSP/700是2004年研制成功的“银河飞腾”系列超长指令字结构高性能浮点DSP,其主频达238MHz,峰值性能为每秒14亿次浮点运算和19亿条指令·介绍了YHFT-DSP/700的体系结构、设计方法和编译器等关键技术;介绍了同时多线程YHFT-DSP/SMT的体系结构,它可以将DSP的性能提高40%;分析了国际主流高性能DSP的体系结构和发展趋势·

基于数字信号处理器的有源电力滤波器控制方案综述

有源电力滤波器(ActivePowerFilter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)是一种实时计算速度快、精度高的控制器,能满足APF各种控制方案快速响应的要求,并可有效提高控制系统的实时性和准确性。文章介绍了基于DSP的空间矢量调制、滞环电流控制、单周控制、滑模控制、无差拍控制、重复控制、预测控制、模糊控制以及人工神经网络控制这几种APF控制方案的基本原理,指出了它们各自的优缺点。

基于数字信号处理器的自适应励磁控制器

提出一种以数字信号处理器(DSP)为工作平台的自适应最优励磁控制器(AOEC)。AOEC充分利用了DSP强大的计算处理能力,可以对发电机控制过程进行实时辨识,并将辨识参数代入离散的Riccati方程实时求解最优反馈增益,以得到最优控制输出。理论上,该控制器能够保证被控对象始终保持最优性能。单机无穷大系统的动模实验表明,AOEC具有良好的控制性能,在暂态过程中能够为系统提供足够的阻尼。同时讨论了自适应算法实用化过程中对辨识算法的一些改进措施。

电磁脉冲对数字信号处理器的干扰及其防护

为寻找有效的电磁脉冲防护加固措施,首先对电磁脉冲模拟器的干扰路径进行分析,包括数字信号处理器(DSP)与放电回路的共地耦合干扰及共网电耦合干扰,并将结构优化设计、硬件屏蔽加固措施与设置软件陷阱、开启看门狗等抗干扰措施相结合,对数字信号处理器(DSP)内核工作电压、输入/输出(I/O)端口以及显示屏等进行了干扰测试。实验结果表明,采用硬件与软件相结合的防护加固技术后,DSP主板的内核工作电压及I/O端口的干扰脉冲幅值减小,且干扰持续时间由2μs减少到400 ns,干扰脉冲获得了有效抑制。

基于数字信号处理器的指数加减速算法仿真

通过对指数加减速原理分析,建立了离散时间域的软件加减速公式,并改进了算法,实际应用于自行开发的基于数字信号处理器(DSP)的多轴运动控制器。通过测量运动控制器输出电压以及与MATLAB的数值仿真结果比较,证明了改进的指数加减速算法公式在数控加工中具有实际意义。

数字信号处理器(DSP)结构设计及发展趋势

高速信息化的时代需要更高性能的数字信号处理器(DSP),以满足网络通信和3G移动通信等方面的要求。该文分析了早期DSP处理器的结构特点和当今最先进的体系结构,结合应用背景着重探讨了不同DSP体系结构和它们各自的优势和劣势,在研究了数字信号处理新应用领域的特点后,根据今后的半导体制造工艺和微处理器体系结构设计的发展,指出了DSP处理器在微结构设计方面的发展趋势。

基于数字信号处理器的多轴运动控制器设计

根据开放式运动控制的要求,以数字信号处理器(DSP)为核心,使用大规模在系统可编程(ISP)技术进行逻辑控制,而位置反馈控制采用复杂编程逻辑器件(CPLD)来实现.应用面向对象技术开发控制系统软件,设计了多轴运动控制器,与传统运动控制器相比,它不仅克服了系统结构固定的缺陷,而且缩短了开发周期,提高了系统的集成度.ISP模块的最高频率可达到24MHz,CPLD的最高频率可达20MHz,因此大大提高了运动控制器的执行速度.

基于数字信号处理器控制的新型全桥移相式零电压零电流开关PWM DC-DC变换器

针对传统的全桥移相式零电压零电流开关(ZVZCS)PWM DC-DC变换器在实现滞后桥臂开关管零电流开关(ZCS)的过程中,存在着辅助谐振电路附加损耗较大、软开关实现方式复杂以及功率开关管电压和电流应力高等缺点,提出了一种通过辅助无源钳位网络来实现软开关的新型全桥ZVZCS PWM DC-DC变换器。分析了变换器的软开关实现原理,并采用TMS320F240 DSP作为控制芯片,设计了变换器数字控制系统。通过一台0.8kW,60kHz的样机验证了这种基于数字控制的软开关变换器相关理论的正确性。

数字信号处理器在随钻声波测井仪中的应用

随钻声波测井仪器由于受到系统传输速率的限制,无法传输大批量的数据和控制命令,井下仪器基本无法由地面程序或者人工进行实时干预。介绍了以数字信号处理器(DSP)为核心的随钻声波测井仪器设计方法。它可以实现井下仪器的声波发射、接收通道控制、数据采集、存储等控制时序,并由DSP对采集到的多通道波形数据进行处理得到时差。采集到的大批量波形数据和实时处理结果由DSP存储到FLASH存储器中。初步测试结果表明,以DSP为核心的井下控制器能够较好地满足随钻声波测井仪器在控制和数据处理等方面的要求。

基于数字信号处理器和LabView的焊接电源系统

介绍了基于数字信号处理器 ( DSP)控制的气体保护焊接电源 ,以及在此数字化焊接电源的基础上 ,采用实验室虚拟仪器工程平台 ( Lab View)技术建立的焊接电源系统研究平台 .通过数字信号处理控制和自调节以及柔性化的控制程序实现合适的电源外特性、网压补偿、焊接电压及电流的反馈、送丝机构等 ,大大增强了焊接电源的稳定性和可靠性 ;在基于虚拟仪器 Lab View技术建立的焊接电源系统研究平台上 ,对焊接过程中焊接电流和焊接电压信号进行采集 ,并加入时刻标定信号表示焊接过程的不同阶段 .焊接过程实时采集和显示各个信号波形 ,并对焊接电流和焊接电压统计分析运算 ,得到焊接过程主要参数的概率密度分布图 .实验表明 ,该系统工作稳定 ,满足研究工作需要 .

基于数字信号处理器的潜油电泵机组转速测量系统的设计

为了实现潜油电泵机组的转速测量,对振动检测系统和信号处理方法进行设计。振动检测系统的核心为数字信号处理器和三维加速度传感器。利用Chirp-Z变换可实现信号的任意窄带高分辨率分析的特点,对振动基频附近的窄带范围进行谱分析,从而精确地得到机组的转速。试验结果表明,测速系统的测量精度可以达到0.1%,完全满足测量要求。设计方法适用于很多测速场合,具有推广价值。

高性能数字信号处理器TMS320LF2407A及其应用

介绍了高性能数字信号处理器TMS320LF2407A的体系结构、功能特性、开发及典型应用,并介绍了对交流电机的实际控制。

基于数字信号处理器和小波包重构算法的配电网接地选线装置的研究

根据配电网单相接地故障中零序电流的特点,利用小波包对零序电流进行分解,在按能量最大原则选取的特征频带中通过比较重构后电流瞬时值的符号进行接地故障选线,仿真结果表明该方法既能实现相电压峰值附近的故障选线,也能实现相电压过零点附近的故障选线;并针对该方法构建了基于数字信号处理器(DSP)的配电网接地选线硬件平台,试验结果表明,该软硬件平台运算速度快、抗干扰能力强、运行稳定。

数字信号处理器抗辐射设计技术研究

分析了空间辐射效应对高性能数字信号处理器(DSP)的影响,并对单粒子效应引起的DSP故障模式进行了研究,结合工程实践从器件级和系统级两个层次给出了解决数字信号处理器的抗辐射加固设计技术.器件级的加固技术从存储区、控制寄存器、Cache、乘加器等角度给出解决DSP故障的一些有用方法;系统级的抗辐射设计技术则提出一种由高性能DSP和高可靠性的反熔丝FPGA为主要组成部分的“由顶到底”的星载信号处理平台体系结构,并分析了这种结构在提高DSP对抗空间单粒子效应时的优势.文章给出的有关DSP的可靠性设计方法已经在某卫星通信载荷中成功应用,并通过了各种卫星产品要求的环境试验,该抗辐射可靠性设计方法可以为有关航天电子设备的设计提供参考.

采用数字信号处理器的永磁机构同步控制系统

断路器的同步(或相控)操作能有效削弱分合闸所产生的涌流、过电压等暂态冲击,是电器智能化的前沿课题。文中介绍了以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为核心的永磁机构同步控制系统的软硬件设计。该系统实时采集电参数并用有限冲激响应(FIR)数字滤波器检测参考信号零点,针对不同输入指令调用相应的控制算法,使永磁机构在预定相位完成同步投切。整个装置的设计均采用模块化思想,具有必要的抗干扰措施,并能与控制中心通信,便于现场调试与维护。试验结果表明样机运行稳定可靠,达到了预期的设计要求。

数字信号处理器控制焊接电源的抗干扰设计

数字信号处理器、微控制器已成为焊接电源的主要控制芯片,由于焊接电源本身就是干扰源以及外部干扰源的影响,使得基于计算机控制焊接电源的抗干扰设计的优劣成为焊接电源设计成功与否的重要因素之一。详细分析了影响焊接电源正常工作的干扰来源,提出了在设计焊接电源时防止干扰源的措施。通过在基于数字信号处理器控制焊接电源设计中的验证,这些设计措施能保证焊接电源免受干扰影响,使焊机正常可靠工作。