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。

数字信号处理器在数据复接中的应用

介绍了采用第二代数字信号处理器实现的零次群数据复接器。分析了系统的侦结构、组成及特点；论述了通过设置环形缓冲区由软件实现对多路数据进行调整速率的方法。

基于PCIE的多嵌入式人工智能处理器低延迟数据交换技术

针对多嵌入式人工智能(Artificial Intelligence,AI)处理器板卡之间的任务调度和数据交换冲突以及提高多板卡堆叠扩展时的可靠性和运行效率问题,文中提出了一种虫洞交换结构多嵌入式人工智能处理器高速数据交换技术和数据帧结构的解决方法。该方法基于PCIE(PCI Express)高速数据接口,将数据以数据单元的形式进行信息传递,并设计多重权重决策算法避免数据传输中的冲突,实现任务的并发多线程处理。搭建FPGA(Field Programmable Gate Array)平台进行设计和测试,结果表明PCIE的传输带宽利用效率达到了85%以上,数据交换延迟小于20μs,系统中断任务响应平均最大延迟时间为8.775μs。该技术适用于多处理器协同的高速交换电路,可扩展至混合PCIE和RapidIO交换电路结构。

基于C31数字信号处理器的高精度新型地震数据采集站

基于ＴＭＳ３２０Ｃ３１数字信号处理器设计了一种新型的地震数据采集站。该采集站用过采样Ａ／Ｄ转换器作为数据采集的模数转换器件，采用两片ＴＭＳ３２０Ｃ３１构成流水线式的多级实时抽取滤波器，对采集的信号进行实时滤波抽取处理，将采集站的瞬时动态范围提高到１２０ｄＢ。介绍了地震采集站的结构，根据过采样Ａ／Ｄ转换器采样率很高的特点，着重说明了多级抽取滤波器的设计方法以及采用ＴＭＳ３２０Ｃ３１实现实时滤波抽取的过程，最后给出了试验结果。

基于数字信号处理器的数据采集与显示系统

以TMS320F2812芯片为核心处理器,自主设计制作数字信号处理器开发板,实现了对多路模拟信号的采集。提出以CCS与Matlab联合开发方式建立数字信号处理模型对采样数据进行数字滤波分析,最终将采样数据通过数字信号处理器的SPI串行通信接口传输到液晶显示屏实现液晶同步显示。系统测试时,采用信号发生器产生不同幅值与频率的正弦交流信号分别输入到各采样通道进行数据采集。实验表明:系统能实现对被测量数据的精确采集和同步显示,交流模拟量最大采样误差可保证在1%以内。

多数字信号处理器在 SPECT 数据采集系统上的应用研究

本文介绍了在环境探头ＳＰＥＣＴ数据采集系统上利用多数字信号处理器技术的几种方案，并在现有的ＭｃＳＰＥＣＴ系统上对几种方案进行了测试比较。

可编程浮点数字信号处理器LS-DSP数据路径的设计

LS-DSP是针对航天数字信号处理应用而开发的32位可编程浮点数字信号处理器。本文讨论LS—DSP数据路径的设计,即ALU、乘法器、数据地址产生器三大功能单元的设计。在ALU的设计中,本文采用了一种新的前导0／1判断逻辑结构,其AT2比传统并行方式减少了约15．3％。在乘法器设计中,本文采用了一种新的尾数乘法阵列组织结构,其 AT2比传统的Wallace树结构减少了约12％。为了使LS-DSP更好的支持数字信号处理应用,本文提出了支持顺序、倒位序、循环三种数据寻址计算的数据地址产生器生成算法。LS-DSP现已投片成功,其采用0．5um三层金属布线CMOS工艺制造,面积6．2×6．7mm2,主频为50MHz。

基于阵列处理器的HEVC数据流图可重构实现

提出一种基于阵列处理器的HEVC算法数据流图可重构实现方法。基于动态重构机制完成不同的划分方式、算法间的灵活切换,采用深度优先贪婪对数据流图划分后子任务时域流水的并行方式对HEVC中典型编码算法的数据流图重新划分后设计合理映射方案,以Sobel算子值为重构依据在阵列处理器上进行帧内预测算法验证。实验结果表明,与块间流水方案实现相比加速比可达14.97,各算法资源利用率及计算速度均有提升,与帧内预测模式选择快速算法相比每个时钟周期可多处理7.1个像素。

数字信号处理技术在电子信息工程中的实践

数字信号处理技术在电子信息工程中扮演着关键的角色,可以高效地将信息转化为数字形式,以保障信息处理的准确性。该技术不仅创新了通信方式,还推动了电子信息工程活动的顺利进行。文章主要对数字信号处理技术的基本概念与应用优点和计算机技术在数字信号处理中的重要作用进行探讨。

英特尔发布至强6性能核处理器,携手生态加速数据中心算力升级

2024年9月26日,英特尔正式发布英特尔至强6性能核处理器(代号Granite Rapids),可为AI、数据分析、科学计算等计算密集型业务提供卓越性能。在发布会上,英特尔联合生态合作伙伴分享了全新英特尔至强6处理器在云计算、数据中心架构创新、绿色可持续发展等领域的应用实践,并携手多家产业伙伴进行了联合发布。

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。

“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。