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独立调压调频的数字化单相变频电源的研究

   日期:2013-03-23     来源:工控之家网    作者:工控之家    浏览:38    评论:0    
[摘 要] 介绍了以C8051F系列单片机产生SPWM算法为基础制作的数字化AC/DC/AC单相变频电源,该电源将公网三相交流电转化为输出电压幅值和频率可独立调节的单相交流电。实验结果表明该电源输出电压波形较理想,实现的调压、调频精度高,反馈灵敏迅速,保护措施齐全有效。

1 引言
目前,变频电源已在国民经济的各行各业中得到了广泛应用。但不同的用电设备对变频器要求不同,如电动机变频调速器,要求对输出电压信号进行VVVF控制。本文设计的将电网三相交流电转变为单相交流电的变频电源装置,可单独调节输出电压的幅值或频率,两者互不影响,调压范围(变压器一次侧输出电压Uo幅值)为0~450V,误差±2%,调频范围为20~600Hz,精确到0.01Hz,装置容量为30kVA。负载为工、C串联谐振电路,通过调节Uo的幅值和频率,使负载在谐振点附近工作,从而在谐振电容两端得到一高电压。整个装置控制系统由单片机C8051F040实现,最后制作了一台样机,并得到了比较理想的实验结果。
2 单相变频电源工作原理简介

M57962L以及单片机等控制部分所需的辅助电源,由TOPSwiteh系列的三端单片开关电源芯片,通过高频变压器来提供各自隔离的电源。为了防止同桥臂开关管直通造成短路,M57962L在输出驱动脉冲之前分别以软件编程和硬件互锁两种方式保证逆变桥的安全运行。

系统负载为L、C串联谐振电路,当系统输出电压Uo的频率接近负载谐振点时,谐振电容C两端便得到一高电压。根据负载变化来调节Uo的幅值和频率,可使得谐振电容上产生不同的高压值。
系统运行前,由键盘设定输出电压幅值和频率;刚开始运行时,Buck电路开关管占空比逐步上升,实现了软启动功能,同时也是冰电压幅值进行粗调,在稳态时,其输出UDC恒定;运行过程中输出电压频率稳定,幅值则通过反馈进行微调。电压采样电路为单片机提供反馈信号,形成闭环控制,保证输出电压的幅值在允许的误差范围之内。

显示电路用来显示运行时各参数值以及各种故障状况。过流保护由单片机通过电流互感器采样每个桥臂电流实现,过热保护由单片机通过温度传感器采样开关管散热片温度实现。系统还包括输入缓冲电路和整流级电路等,在图中并未画出。
3 软件设计及控制策略
C8051F040是集成在一块芯片上的混合信号系统级单片机,是真正能独立工作的片上系统,具有4352B内部RAM空间,64K的Flash存储器,64K的外部数据存储RAM,片内最高时钟可达25 MHz。本文产生SPWM信号主要是使用了其可编程计数器阵列(PCA)功能,而采样反馈是使用了其12位多通道ADC。主程序流程图如图2所示。

(1)产生SP-WM策略 为充分利用开关管开关频率,以及减小输出SPWM波滤波后的正弦波畸变率,在软件中用实时计算和查表法共同作用生成单极性SPWM,并作了三点措施:①载波比N从20~600Hz分成了9个频段,低频时取最大值为360,高频时取最小值为30。在每一频段,当N<360时并非正弦表中每个数值都被选择到并用来计算PWM脉宽,为保证输出SPWM波的对称性,在输出正弦波半个周期(180°)内,应以表中90°角对应的数值为参考,选择两边对称的数值来计算。②选择单极性SPWM。由于双极性SPWM控制电路中,同一桥臂上下两个开关管的驱动信号是互补的,为防止直通而造成短路,必然要保证上下两个开关管每个PWM脉冲间的死区时间tn,如图3所示。这一时间的长短要同时考虑开关管自身特性及单片机的运行速度。这给控制方法的生成和最终的输出滤波都带来影响。而在单极性SPWM波的控制电路中,为防止直通只需在输出正弦波半周期结束时,保证一定的开关死区时间,控制方法简单,且输出滤波的实现更便利。③考虑到单片机本身的运行速度以及IG-BT的通断速度,在编程时,限制了SPWM波的最低和最高脉冲宽度。在频率一定的情况下,如输出电压过低,则相应的调制比m 。很低,计算得到的SPWM波中会出现大量脉宽相近的脉冲波。因此,这时输出的SPWM波并未严格按正弦规律变化,最后用这样的SPWM波去驱动IGBT得到的输出波形经滤波后得到的正弦波会发生一定的畸变。解决的办法是在AC/DC级后增加DC/DC级Buck电路,稳态时Buck电路占空比根据键盘设定的电压幅值计算而得,故输出低压可由其来调节而使ma。不会降太低;或者使用频率更高的IGBT和速度更快的单片机,在ma过小时增加载波比N,以防止低压时波形畸变加剧。本设计采用的是第一种方法。


(2)调压、调频相互独立 由于系统工作的频率和电压变化范围均很宽,而要求在单独改变输出电压频率时,电压幅值基本不变;单独改变输出电压幅值时,频率不变。由于输出的SPWM脉宽由单片机PCA计数实现,精确度可以达到很高,故输出电压频率精度很高。而确保输出电压的幅值稳定则主要利用调节调制比ma来实现,输出电压的幅值有一定的误差。
(3)采样反馈闭环控制 在单片机电压采样的A/D反馈控制策略上,如果每次采样后均对输出电压幅值进行调节,会造成输出电压稳定性变差。因为程序在运行时,当采样后的反馈数据超过参考电压偏差允许范围时,就会根据这偏差去调节调制比ma,然后根据新的调制比ma重新计算SPWM脉宽,最后先停止运行旧的SPWM脉宽数据,重新装载新的SPWM脉宽数据。在这个调节过程中,就会使相邻输出周波在转换之间有很小的延迟,输出波形频率出现波动。为了改善这一状况,并保证输出电压的稳定和快速响应,取多次采样反馈值后求其平均值,利用平均值对输出电压幅值进行调节,这同时可减少误调节现象的发生。当平均值在参考电压允许范围内变化时,调制比ma不变,输出电压幅值不变;当平均值超出参考电压允许范围时,调节调制比ma来调节输出电压幅值。
4 实验结果
实验参数如下:输人为380V三相交流电,开关管IGBT选用CMIOODY—24NF,直流环电容为两个1000µF/450V串联,输出滤波电感Lf=0.5mH,输出滤波电容CF=4.7µF,负载采用一个电感与一组电容串联,通过变压器连接在逆变器输出端。主要针对在不同频率、相同电压设定下,以及相同频率、不同电压设定下,输出结果是否满足要求,进行了实验,实验结果如图4~图6所示。


图4为单片机输出的典型的SPWM波形,频率为100Hz。图5和图6为变压器一次侧电压波形。


从输出实验结果波形图可见,输出频率单独变化时,电压幅值基本不变;输出电压幅值单独变化时,频率基本不变,达到了调压、调频相互独立的效果。
5 结束语
本文提出的调压、调频相互独立的数字化单相变频电源可实现的正弦波输出电压调频范围宽而精确、调幅范围广而误差小,并且电压幅值、频率可独立调节而互不影响。与传统电源相比,此数字电源具有输出精度高、稳定可靠、可实现远程控制、便于智能化管理等优点,可作为对频率和电压幅值有特殊要求的多种用电设备的电源。 
 
DSP技术的应用及发展趋势  
发布时间:2006.07.31 阅览次数:16 作者:王琳 单位:  
 
 
回顾国际上电子工业最近30年来发展的历程,我们不难看到:70年代的电子工业以消费电子为主,主要代表厂商是日本的Sony、JVC、荷兰Philips等家电厂商。80年代是计算机时代,主要代表厂商是美国的Intel、IBM、Microsoft、Compaq等公司。90年代起是信息时代,代表性的产品是个人通信网、网络接入设备、数字化消费类电子产品,主要获胜的战略之一是以DSP为核心的技术及其创新产品。中国是发展中的大国,应用方面中国一直保持着与国际上DSP技术同步的态势,其中飓风数字系统(北京)有限公司等几个龙头企业一直伴随着中国社会数字化、信息化的进展而成长。
从70年代DSP的理论和算法基础的提出,经过20多年的发展,DSP产品的应用已扩大到人们的学习、工作和生活的各个方面,并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。在计算机技术日新月异的时代,嵌入式系统软件、硬件不断进行着新的突破性发展。如今DSP技术和DSP应用已经成为当今嵌入式系统应用领域中最热门的技术,是高校、科研院所和高新技术企业的DSP软件、硬件开发人员的新的课题。可以说,对DSP爆炸性需求的时代已经来临。
目前市场上的主要DSP生产商包括TI,ADI,Motorola,Lucent和Zilog等,其中TI占有最大市场份额。产品包括了从低端的低速度DSP到高端的大运算量的DSP产品。目前,广泛使用的TI DSP有三个系列:C2000、C5000、C6000(C3X也有使用),其它型号都基本淘汰。需要提醒注意的是:在TI的DSP中,同一系列中不同型号的DSP都具有相同的DSP核,相同或兼容的汇编指令系统,其差别仅在于片内存储器的大小,外设资源(如定时器、串口、并口等)的多少;不同系列DSP的汇编指令系统不兼容,但汇编语言的语法非常相似。除了汇编语言外,TI还为每个系列都提供了优化的C/C++编译器,方便用户使用高级语言进行开发,效率可以达到手工汇编的90%甚至更高。 
DSP应用广泛,其主要应用市场为3C(Communication、Computer、Consumer-通信、计算机、消费类)领域,合占整个市场需求的90%。目前,在VoIP、 Internet Audio 、DSL、 Cable Modem 、3G、数字相机和马达控制等需要实时处理大量数据应用中都可见到DSP的身影。 主要有以下几个领域:
典型应用一:电机控制 
据统计,各类电动机消耗了全球总电能的40%以上,然而目前正在使用的那些电机中只有不到20%配备了基于逆变技术的数字控制装置。新技术的发展给电机控制行业带来了新的发展机遇,尤其是专用集成电路、DSP数字信号处理和FPGA近年来令人瞩目的发展,给电机控制系统带来新的契机。总之,电机控制是各种自动化技术的基本环节,它的发展是与微电子技术、电力电子技术和自控技术密切相关的。
TI公司为实现高速控制应用设计了TMS320LF2407系列DSP处理器, CY-MCS2407型全数字电机控制开发板已广泛应用于大功率电机控制、小功率马达控制、电池检测、UPS、燃料电池等产品中。其中电机控制的方案适用于:直流无刷电机控制、交流感应电机控制、永磁同步电机控制、开关磁组电机控制,可实现开环、半闭环和闭环控制,同时可以将电机运行的状态和参数通过LCD现场显示,并可直接通过打印机打印。
系统功能框图如下:


系统包括以下几部分:
一、硬件组成:
1、高速DSP控制板
包括DSP、电源、时钟、复位和存储器部分、键盘和显示模块、打印机控制模块、串口通信模块和与功率驱动板的标准接口。
2、 功率驱动板
包括系统电源管理部分、整流滤波模块、逆变驱动部分和反馈电路部分。
二、 软件和算法
该系统不仅提供了完整的各模块的测试程序源代码,而且还可根据用户的不同需求定制以下专用算法,有Random PWM、无传感器控制算法、变速控制算法、PFC控制算法、DC纹波补偿算法、空间矢量控制算法、自适应控制算法等
DSP核心处理板
功率驱动板 电机控制套件       
典型应用二:通信电源 
通信业的迅速发展极大地推动了通信电源的发展,开关电源在通信系统中处于核心地位,并已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将高频整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因而需要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,这就对高频开关电源技术提出了更高的要求。
TMS320LF2407A为高性能的控制提供先进、可靠、高效的信号处理与控制的平台,它将数字信号处理的运算能力与面向高性能控制的能力集于一体,可以实现用软件取代模拟器件,可方便地修改控制策略,修正控制参数,兼具故障监测、自诊断和上位机管理与通信等功能,将成为控制系统开发的主流处理器 ,被广泛用语通信电源。TMS320LF2407A被广泛用于数字化控制中,系统主要由DSP(TMS320LF2407A)、电压电流反馈、PWM驱动放大电路、键盘显示及上位机组成。当DSP接受主机发出的参考输入后,将其转换为PWM输出,经过驱动放大送给逆变主电路,产生输出。逆变电路输出的电压、电流反馈信号送入A/D转换器引脚。通过光电编码器检测电机的转动方向及转角,反馈回DSP的正交编码脉冲电路(QEP),形成闭环控制,实时有效地控制交流电机。键盘和显示由SPI同步串行口实现,用于读取键盘输入和写输出到显示器。DSP与上位机之间的通信由SCI异步串行口实现。JTAG接口用于系统的在线仿真和测试。 
系统功能框图:


一、硬件设计
以DSP为核心的伺服系统硬件,整个系统的控制电路由DSP组成。DSP作为控制核心,接受外部信息后判断伺服系统的工作模式,并转换成逆变器的开关信号输出,该信号经隔离电路后直接驱动IPM模块给电机供电。另外EEPROM用于参数的保存和用户信息的存储。
二、软件设计
DSP伺服控制程序由3个部分组成:主程序、定时采样程序和DSP与周边资源的数据交换程序。
典型应用三:图像处理
美国TI公司2002年推出TMS320C64x系列DSP,基于该处理器北京飓风中天科技发展有限公司(TI公司的第三方)推出了具有超高速、高性能、高可靠性的实时图象处理应用平台。 可广泛应用于雷达、实时图象处理、IP可视电话、图象监控、模式识别等领域。
系统功能框图:


一、 硬件
1、 高速DSP核心处理板
(1)DSP选用TI公司推出的全世界最快的DSP——TMS320C64xx,根据用户不同的应用可选择:
TMS320C6416 /15 /14GLZ:工作频率可达到:750-、600-、500-MHz,运算速度可达到:4000、4800、5760MIPS
(2)存储器资源:
片内:
- 128K-Bit (16K-Byte) L1P 程序缓存
- 128K-Bit (16K-Byte) L1D 数据缓存
- 8M-Bit (1024K-Byte) L2 全局存储器
板上EMIFs扩展:
- EMIFA(64-Bit):256M-Bit/32M-Byte SDRAM
- EMIFB(16-Bit):256M-Bit/32M-Byte SDRAM
- FLASH Memory扩展:16M-Bit/2M-Byte 或32M-Bit/4M-Byte可选
(3)64个独立的增强DMA通道
(4)一个主机通信接口(HPI)(总线宽度可由用户配置为32-/16-Bit),根据不同的项目需求用户可选择以下扩展板:
- ARM嵌入式系统板(CY-ARM4510B)可扩展出10Base-T 或10/100Base-T以太网接口(可选)、IDE硬盘或CF卡(可选)、RS-232接口、RS-485接口、液晶显示、键盘等。
- PCI接口板(CY-PCI2.2):32-Bit/33-MHz, 3.3-V PCI Master/Slave Interface Conforms to PCI Specification 2.2 (适用于6415、6416 DSP),四线串行的EEPROM。
(5)三个McBSP串口(多通道缓存串口)
(6)三个32-Bit定时器
(7)一个RS-232接口
(8)三路模拟图象输入接口:支持NTSC/PAL/SECAM复合视频输入,具有卓越的三线自适应梳状滤波器能克服传统梳状滤波器的人工痕迹而保证全屏视频分辨率,其灵活的像素端口即支持数字视频输入又支持VIP、VMI、ByteStream这些流行图像控制器接口。
2、ARM嵌入式系统扩展板(CY-ARM4510B)
硬件资源:
- 8M-Byte SDRAM
- 16M-Byte Flash memory
- 10Base-T 或10/100Base-T以太网接口(可选)
- IDE硬盘或CF卡(可选)
- RS-232接口
- RS-485接口
-可扩展液晶显示、键盘等
3、 PCI接口板(CY-PCI2.2)
- PCI接口:32-Bit/33-MHz, 3.3-V PCI Master/Slave Interface Conforms to PCI Specification 2.2 (适用于6415、6416 DSP)
-四线串行的EEPROM
-根据用户需求可选择CPCI接口卡
二、 硬件测试软件、操作系统和算法
1、 硬件测试软件:
测试软件包括:SDRAM、Flash memory、RTC、IIC、等板上所有资源的测试程序源代码。
2、操作系统和接口驱动程序:
-操作系统:uCLinxu 2.4 (提供源代码)
-提供板上各种接口的驱动程序(提供源代码)
-提供与DSP通信的驱动程序
3、 DSP BIOS和API接口:
板上提供了针对DSP芯片的函数库、板上各种资源的基本输入输出操作系统(BIOS)和专用于图象处理的应用程序接口(API),以及方便用户做二此开发的软件开发包(SDK)。
4、 应用算法:
- JPEG
- MPEG2
- MPEG4
- H.263
- H.264
典型应用四:语音信号处理
系统功能框图如下:


具体的资源包括以下内容:
1、 DSP:兼容TI公司TMS320C54XX系列和TMS320C54XX(A)系列,包括5402、5409、5416、5402A、5409A、5410A等。DSP可以工作在最高160MHz。
2、 扩展程序存储器:256K-16bit SRAM,配置在片外,全速(零等待)运行。
3、 扩展数据存储: 256K-16bit SRAM,配置在片外,全速进行。
4、 扩展Flash:512K-16bit FLASH,可扩充至1M-16bit;配置在DSP片外,读写周期70ns。
5、 扩展同步串口:扩展两个同步串口,MCBSP0+MCBSP1/MCBSP2。
6、 扩展IO:扩展16 bit通用IO(GPIO),可以按位配置为输入或输出,电平兼容5V和3.3V。
7、 JTAG 接口:符合IEEE 1149.1标准,支持TI公司的Code Composer Studio(CCS), 软件开发可以用汇编语言,也可以用C语言。
8、 看门狗(WATCHDOG):硬件看门狗,使系统可以适应复杂的工作现场。
9、 电源:单一电源(+5V)供电,电流<500mA;可以使用USB接口提供的电源,也可以使用外接电源供电,二者可以灵活转换。
10. 信号源、电源、音箱、实验箱
二、软件组成
鉴于该系统目前主要用户是高校,所以针对本实验开发系统,目前开发了如下实验,今后还将开发系列化DSP应用实验。
1、 基本数学运算实验 
2、 数据采集实验
3、 采样定理实验 
4、 信号发生实验
5、 IIR滤波器实验 
6、 FFT变换实验 
7、 FIR滤波器实验
8、 自适应滤波器实验 
9、 语音处理实验
典型应用五:指纹识别
DSP应用于指纹识别已成为一个新的科技领域和独立的学科体系,当前已形成了有潜力的产业和市场。利用生物认证技术取代传统的使用钥匙、身份证、密码等方法进行个人身份鉴定,可广泛应用于银行、机场、公安等领域的出入管理。将信息技术与生物技术相结合的生物认证技术是本世纪最有发展潜力的技术之一,而指纹识别技术则是其中非常有前景的一种。
指纹处理过程可分为三个阶段:获取原始指纹图像,进行预处理;提取指纹特征点;指纹识别分析判断。在以述三个阶段中,指纹图像的预处理阶段成为重要,该阶段对图像进行的好坏直接关系到后面两个阶段工作的开展。
在指纹的预处理中,由于DSP具有10ns指令周期,使采用改进的极值滤波和改进的卷积核平滑滤波对指纹图像进行一次、二次平滑实时处理成为可能。实验结果表明,该方法能有效地处理指纹图像的冲击性噪声和随机噪声。而迭代二值化的运算充分利用了DSP五级流水线操作,达到了利用DSP对指纹图像进行预处理的应用目的。
TI公司的高速DSP芯片TMS320VC5402的指纹识别系统的预处理算法和编程实现。算法实现采用的DSP集成开发环境(IDE)为CCS 2.2。通过采用极值滤波、平滑滤波、拉普拉斯锐化、二值化等对指纹图像进行预处理,可以取得了良好的试验结果。
系统的结构框图:


识别算法在DSP上的实现:
程序设计上使用混合语言编程,用C语言设计程序中对运行时间影响不大的模块,而用汇编语言设计严格要求实时性的核心算法。为达到最佳利用DSP资源的目的,在程序的设计中要注意以下几个方面:
1、VC5402指令集中提供了一些零开销的循环指令,如RPT和RPTB等。为进一步提高效率,在执行循环指令时,应充分利用辅助寄存器和累加器。数组尽量用寄存器间接寻址,中间变量尽量存放于累加器中,以尽可能地减少中间变量存放所消耗的时间。
2、VC5402采用流水线结构,允许多条指令同时访问CPU资源,从而提高系统的执行速度。但当CPU的某一资源同时被流水线的几个阶段访问时,就会发生流水线冲突。因此,必须通过合理的调整汇编程序的代码顺序或加入适当的NOP指令来解决这一问题。
3、识别算法中涉及到了卷积和乘累加操作,这可以通过使用循环寻址功能和乘累加指令来实现。另外,VC5402提供了可延迟的转移、调用和返回指令。这些指令的执行时间比它们对应的非延迟指令要少2个周期,需要注意的是有时要在延迟指令后插入NOP指令,以保证适当的操作顺序。
4、在涉及数字信号处理算法时应尽可能地使用DSPLIB库中的函数,因为这些函数均用汇编语言编写,优化程度很高。另外,在C程序中尽可能地采用内联(inline)函数,以便提高代码的集成度。由于采用混合编程方法,因此在程序设计上要严格遵循函数调用规则和寄存器的使用约定。
以上给大家介绍的是DSP的典型应用,要实现以上的应用需要建立相应的软件开发环境。而开发环境建立在项目开发中至关重要,开发工具主要包括仿真器、CCS、评估板等。
在选择开发工具时,用户应该使用最成熟的开发工具,北京飓风数字系统有限公司时目前国内仿真工具最稳定的供应商,包括XDS510H和XDS560全系列仿真开发工具。CY-XDS560USB实时仿真开发系统支持TI的C2000、F2400、C27X、F28X、C54X、C55X、C6000、C64X、TMS470以及OMAP平台系列芯片,性能稳定、仿真速度快,完全符合TI系列实时仿真器技术标准。
随着中国数字消费类产品需求的大幅增长,及DSP对数字信号高速运算与同步处理能力的提高,DSP的应用领域将逐渐从移动电话领域扩展到新型数字消费类产品领域,从而使应用领域横跨3C整个领域,且分布将日趋均衡。DSP芯片在数字消费类产品中主要从事图像压缩与传输等图像信号的处理,语音的编码、合成、识别及高保真等语音信号的处理及通信信号的调制解调、加密、多路复用、扩频、纠错编码等处理。
目前,DSP市场正处于高速成长的阶段。在数字化、个人化和网络化的推动下,1997年世界DSP市场营销额超过32亿美元,预计未来的年均增长率高达40%,按照这一增长速度,至2007年,世界DSP市场营销额将突破500亿美元。在全球DSP产品市场中,TI公司独占鳌头,占世界市场45%的份额,其次是朗讯(28%)、ADI(12%)、摩托罗拉(12%)、其他公司(3%)。
DSP应用产品具有巨大的市场需求前景,仅就美国市场而言,据估计,21世纪将有1亿辆汽车、几千万台个人通信装置、每个家庭中5~20个联网的家用电器以及数以百万计的工厂使用DSP系统。中国已成为了DSP芯片的最大市场,数码相机、IP电话和手持电子设备的热销带来了对DSP芯片的巨大需求。目前,国内的DSP市场正处于战国七雄争霸时代,其中飓风数字系统(北京)有限公司作为TI在亚太地区的第三方合作伙伴,多年来一直致力于数字信号处理技术的研究、应用以及产品开发,在国内更是具有行业领导地位。
(1)系统级集成DSP是潮流 
缩小DSP芯片尺寸始终是DSP的技术发展方向。当前的DSP多数基于RISC(精简指令集计算)结构,这种结构的优点是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP厂商纷纷采用新工艺,改进DSP芯核,并将几个DSP芯核、MPU芯核、专用处理单元、外围电路单元、存储单元统统集成在一个芯片上,成为DSP系统级集成电路。TI公司的TMS320C80代表当今DSP领域中的最高水平,它在一块芯片上集成了4个DSP、1个RISC处理器、1个传输控制器、2个视频控制器。这样的芯片通常称之为MVP(多媒体视频处理器)。它可支持各种图像规格和各种算法,功能相当强。 
(2)可编程DSP是主导产品 
可编程DSP给生产厂商提供了很大的灵活性。生产厂商可在同一个DSP平台上开发出各种不同型号的系列产品,以满足不同用户的需求。同时,可编程DSP也为广大用户提供了易于升级的良好途径。人们已经发现,许多微控制器能做的事情,使用可编程DSP将做得更好更便宜。例如冰箱、洗衣机,这些原来装有微控制器的家电如今已换成可编程DSP来进行大功率电机控制。 据统计,去年的可编程DSP销售额占了整个DSP市场的40%份额,预计今后的比重将逐年增大,到2001年可望占据整个DSP销售额的半边江山。 
(3)追求更高的运算速度 
目前一般的DSP运算速度为100MIPS,即每秒钟可运算1亿条指令。但仍嫌不够快。由于电子设备的个人化和客户化趋势,DSP必须追求更高更快的运算速度,才能跟上电子设备的更新步伐。DSP运算速度的提高,主要依靠新工艺改进芯片结构。目前,TI的TM320C6X芯片由于采用VLIW(Very Long Instruction Word超长指令字)结构设计,其处理速度已高达2000MIPS,计划今年年中批量生产,这是迄今为止的最高速度。当前DSP器件大都采用0.5μm——0.35μmCMOS工艺,按照CMOS的发展趋势,DSP的运算速度再提高100倍(达到1600GIPS)是完全有可能的。 
(4)定点DSP是主流 
从理论上讲,虽然浮点DSP的动态范围比定点DSP大,且更适合于DSP的应用场合,但定点运算的DSP器件的成本较低,对存储器的要求也较低,而且耗电较省。因此,定点运算的可编程DSP器件仍是市场上的主流产品。据统计,目前销售的DSP器件中的80%以上属于16位定点可编程DSP器件,预计今后的比重将逐渐增大。
 
   
作者单位:飓风数字系统(北京)有限公司  
地址:北京市海淀区花园东路30号花园商务会馆5103 100083 
Email:linlin.happy@tom.com  

 
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