[摘 要] 介紹了以C8051F系列單片機產生SPWM算法為基礎制作的數字化AC／DC／AC單相變頻電源，該電源將公網三相交流電轉化為輸出電壓幅值和頻率可獨立調節的單相交流電。實驗結果表明該電源輸出電壓波形較理想，實現的調壓、調頻精度高，反饋靈敏迅速，保護措施齊全有效。 1 引言 目前，變頻電源已在國民經濟的各行各業中得到了廣泛應用。但不同的用電設備對變頻器要求不同，如電動機變頻調速器，要求對輸出電壓信號進行VVVF控制。本文設計的將電網三相交流電轉變為單相交流電的變頻電源裝置，可單獨調節輸出電壓的幅值或頻率，兩者互不影響，調壓范圍（變壓器一次側輸出電壓Uo幅值）為0～450V，誤差±2％，調頻范圍為20～600Hz，精確到0.01Hz，裝置容量為30kVA。負載為工、C串聯諧振電路，通過調節Uo的幅值和頻率，使負載在諧振點附近工作，從而在諧振電容兩端得到一高電壓。整個裝置控制系統由單片機C8051F040實現，最后制作了一臺樣機，并得到了比較理想的實驗結果。 2 單相變頻電源工作原理簡介 M57962L以及單片機等控制部分所需的輔助電源，由TOPSwiteh系列的三端單片開關電源芯片，通過高頻變壓器來提供各自隔離的電源。為了防止同橋臂開關管直通造成短路，M57962L在輸出驅動脈沖之前分別以軟件編程和硬件互鎖兩種方式保證逆變橋的安全運行。 系統負載為L、C串聯諧振電路，當系統輸出電壓Uo的頻率接近負載諧振點時，諧振電容C兩端便得到一高電壓。根據負載變化來調節Uo的幅值和頻率，可使得諧振電容上產生不同的高壓值。 系統運行前，由鍵盤設定輸出電壓幅值和頻率；剛開始運行時，Buck電路開關管占空比逐步上升，實現了軟啟動功能，同時也是冰電壓幅值進行粗調，在穩態時，其輸出UDC恒定；運行過程中輸出電壓頻率穩定，幅值則通過反饋進行微調。電壓采樣電路為單片機提供反饋信號，形成閉環控制，保證輸出電壓的幅值在允許的誤差范圍之內。 顯示電路用來顯示運行時各參數值以及各種故障狀況。過流保護由單片機通過電流互感器采樣每個橋臂電流實現，過熱保護由單片機通過溫度傳感器采樣開關管散熱片溫度實現。系統還包括輸入緩沖電路和整流級電路等，在圖中并未畫出。 3 軟件設計及控制策略 C8051F040是集成在一塊芯片上的混合信號系統級單片機，是真正能獨立工作的片上系統，具有4352B內部RAM空間，64K的Flash存儲器，64K的外部數據存儲RAM，片內最高時鐘可達25 MHz。本文產生SPWM信號主要是使用了其可編程計數器陣列（PCA）功能，而采樣反饋是使用了其12位多通道ADC。主程序流程圖如圖2所示。 （1）產生SP-WM策略 為充分利用開關管開關頻率，以及減小輸出SPWM波濾波后的正弦波畸變率，在軟件中用實時計算和查表法共同作用生成單極性SPWM，并作了三點措施：①載波比N從20～600Hz分成了9個頻段，低頻時取最大值為360，高頻時取最小值為30。在每一頻段，當N＜360時并非正弦表中每個數值都被選擇到并用來計算PWM脈寬，為保證輸出SPWM波的對稱性，在輸出正弦波半個周期（180°）內，應以表中90°角對應的數值為參考，選擇兩邊對稱的數值來計算。②選擇單極性SPWM。由于雙極性SPWM控制電路中，同一橋臂上下兩個開關管的驅動信號是互補的，為防止直通而造成短路，必然要保證上下兩個開關管每個PWM脈沖間的死區時間tn，如圖3所示。這一時間的長短要同時考慮開關管自身特性及單片機的運行速度。這給控制方法的生成和最終的輸出濾波都帶來影響。而在單極性SPWM波的控制電路中，為防止直通只需在輸出正弦波半周期結束時，保證一定的開關死區時間，控制方法簡單，且輸出濾波的實現更便利。③考慮到單片機本身的運行速度以及IG-BT的通斷速度，在編程時，限制了SPWM波的最低和最高脈沖寬度。在頻率一定的情況下，如輸出電壓過低，則相應的調制比m　。很低，計算得到的SPWM波中會出現大量脈寬相近的脈沖波。因此，這時輸出的SPWM波并未嚴格按正弦規律變化，最后用這樣的SPWM波去驅動IGBT得到的輸出波形經濾波后得到的正弦波會發生一定的畸變。解決的辦法是在AC／DC級后增加DC／DC級Buck電路，穩態時Buck電路占空比根據鍵盤設定的電壓幅值計算而得，故輸出低壓可由其來調節而使ma。不會降太低；或者使用頻率更高的IGBT和速度更快的單片機，在ma過小時增加載波比N，以防止低壓時波形畸變加劇。本設計采用的是第一種方法。 （2）調壓、調頻相互獨立 由于系統工作的頻率和電壓變化范圍均很寬，而要求在單獨改變輸出電壓頻率時，電壓幅值基本不變；單獨改變輸出電壓幅值時，頻率不變。由于輸出的SPWM脈寬由單片機PCA計數實現，精確度可以達到很高，故輸出電壓頻率精度很高。而確保輸出電壓的幅值穩定則主要利用調節調制比ma來實現，輸出電壓的幅值有一定的誤差。 （3）采樣反饋閉環控制 在單片機電壓采樣的A／D反饋控制策略上，如果每次采樣后均對輸出電壓幅值進行調節，會造成輸出電壓穩定性變差。因為程序在運行時，當采樣后的反饋數據超過參考電壓偏差允許范圍時，就會根據這偏差去調節調制比ma，然后根據新的調制比ma重新計算SPWM脈寬，最后先停止運行舊的SPWM脈寬數據，重新裝載新的SPWM脈寬數據。在這個調節過程中，就會使相鄰輸出周波在轉換之間有很小的延遲，輸出波形頻率出現波動。為了改善這一狀況，并保證輸出電壓的穩定和快速響應，取多次采樣反饋值后求其平均值，利用平均值對輸出電壓幅值進行調節，這同時可減少誤調節現象的發生。當平均值在參考電壓允許范圍內變化時，調制比ma不變，輸出電壓幅值不變；當平均值超出參考電壓允許范圍時，調節調制比ma來調節輸出電壓幅值。 4 實驗結果 實驗參數如下：輸人為380V三相交流電，開關管IGBT選用CMIOODY—24NF，直流環電容為兩個1000µF／450V串聯，輸出濾波電感Lf＝0.5mH，輸出濾波電容CF＝4.7µF，負載采用一個電感與一組電容串聯，通過變壓器連接在逆變器輸出端。主要針對在不同頻率、相同電壓設定下，以及相同頻率、不同電壓設定下，輸出結果是否滿足要求，進行了實驗，實驗結果如圖4～圖6所示。 圖4為單片機輸出的典型的SPWM波形，頻率為100Hz。圖5和圖6為變壓器一次側電壓波形。 從輸出實驗結果波形圖可見，輸出頻率單獨變化時，電壓幅值基本不變；輸出電壓幅值單獨變化時，頻率基本不變，達到了調壓、調頻相互獨立的效果。 5 結束語 本文提出的調壓、調頻相互獨立的數字化單相變頻電源可實現的正弦波輸出電壓調頻范圍寬而精確、調幅范圍廣而誤差小，并且電壓幅值、頻率可獨立調節而互不影響。與傳統電源相比，此數字電源具有輸出精度高、穩定可靠、可實現遠程控制、便于智能化管理等優點，可作為對頻率和電壓幅值有特殊要求的多種用電設備的電源。 DSP技術的應用及發展趨勢 發布時間：2006.07.31 閱覽次數：16 作者：王琳 單位： 回顧國際上電子工業最近30年來發展的歷程，我們不難看到：70年代的電子工業以消費電子為主，主要代表廠商是日本的Sony、JVC、荷蘭Philips等家電廠商。80年代是計算機時代，主要代表廠商是美國的Intel、IBM、Microsoft、Compaq等公司。90年代起是信息時代，代表性的產品是個人通信網、網絡接入設備、數字化消費類電子產品，主要獲勝的戰略之一是以DSP為核心的技術及其創新產品。中國是發展中的大國，應用方面中國一直保持著與國際上DSP技術同步的態勢，其中颶風數字系統（北京）有限公司等幾個龍頭企業一直伴隨著中國社會數字化、信息化的進展而成長。 從70年代DSP的理論和算法基礎的提出，經過20多年的發展，DSP產品的應用已擴大到人們的學習、工作和生活的各個方面，并逐漸成為電子產品更新換代的決定因素。在計算機技術日新月異的時代，嵌入式系統軟件、硬件不斷進行著新的突破性發展。如今DSP技術和DSP應用已經成為當今嵌入式系統應用領域中最熱門的技術，是高校、科研院所和高新技術企業的DSP軟件、硬件開發人員的新的課題。可以說，對DSP爆炸性需求的時代已經來臨。 目前市場上的主要DSP生產商包括TI，ADI，Motorola，Lucent和Zilog等，其中TI占有最大市場份額。產品包括了從低端的低速度DSP到高端的大運算量的DSP產品。目前，廣泛使用的TI DSP有三個系列：C2000、C5000、C6000（C3X也有使用），其它型號都基本淘汰。需要提醒注意的是：在TI的DSP中，同一系列中不同型號的DSP都具有相同的DSP核，相同或兼容的匯編指令系統，其差別僅在于片內存儲器的大小，外設資源（如定時器、串口、并口等）的多少；不同系列DSP的匯編指令系統不兼容，但匯編語言的語法非常相似。除了匯編語言外，TI還為每個系列都提供了優化的C/C++編譯器，方便用戶使用高級語言進行開發，效率可以達到手工匯編的90%甚至更高。 DSP應用廣泛，其主要應用市場為3C（Communication、Computer、Consumer-通信、計算機、消費類）領域，合占整個市場需求的90%。目前，在VoIP、 Internet Audio 、DSL、 Cable Modem 、3G、數字相機和馬達控制等需要實時處理大量數據應用中都可見到DSP的身影。 主要有以下幾個領域： 典型應用一：電機控制 據統計，各類電動機消耗了全球總電能的40%以上，然而目前正在使用的那些電機中只有不到20%配備了基于逆變技術的數字控制裝置。新技術的發展給電機控制行業帶來了新的發展機遇，尤其是專用集成電路、DSP數字信號處理和FPGA近年來令人矚目的發展，給電機控制系統帶來新的契機。總之，電機控制是各種自動化技術的基本環節，它的發展是與微電子技術、電力電子技術和自控技術密切相關的。 TI公司為實現高速控制應用設計了TMS320LF2407系列DSP處理器， CY-MCS2407型全數字電機控制開發板已廣泛應用于大功率電機控制、小功率馬達控制、電池檢測、UPS、燃料電池等產品中。其中電機控制的方案適用于：直流無刷電機控制、交流感應電機控制、永磁同步電機控制、開關磁組電機控制，可實現開環、半閉環和閉環控制，同時可以將電機運行的狀態和參數通過LCD現場顯示，并可直接通過打印機打印。 系統功能框圖如下： 系統包括以下幾部分： 一、硬件組成： 1、高速DSP控制板 包括DSP、電源、時鐘、復位和存儲器部分、鍵盤和顯示模塊、打印機控制模塊、串口通信模塊和與功率驅動板的標準接口。 2、 功率驅動板 包括系統電源管理部分、整流濾波模塊、逆變驅動部分和反饋電路部分。 二、 軟件和算法 該系統不僅提供了完整的各模塊的測試程序源代碼，而且還可根據用戶的不同需求定制以下專用算法，有Random PWM、無傳感器控制算法、變速控制算法、PFC控制算法、DC紋波補償算法、空間矢量控制算法、自適應控制算法等 DSP核心處理板 功率驅動板 電機控制套件　　　　　　　 典型應用二：通信電源 通信業的迅速發展極大地推動了通信電源的發展，開關電源在通信系統中處于核心地位，并已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中，通常將高頻整流器稱為一次電源，而將直流-直流（DC/DC）變換器稱為二次電源。隨著大規模集成電路的發展，要求電源模塊實現小型化，因而需要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構，這就對高頻開關電源技術提出了更高的要求。 TMS320LF2407A為高性能的控制提供先進、可靠、高效的信號處理與控制的平臺，它將數字信號處理的運算能力與面向高性能控制的能力集于一體，可以實現用軟件取代模擬器件，可方便地修改控制策略，修正控制參數，兼具故障監測、自診斷和上位機管理與通信等功能，將成為控制系統開發的主流處理器 ，被廣泛用語通信電源。TMS320LF2407A被廣泛用于數字化控制中，系統主要由DSP（TMS320LF2407A）、電壓電流反饋、PWM驅動放大電路、鍵盤顯示及上位機組成。當DSP接受主機發出的參考輸入后，將其轉換為PWM輸出，經過驅動放大送給逆變主電路，產生輸出。逆變電路輸出的電壓、電流反饋信號送入A/D轉換器引腳。通過光電編碼器檢測電機的轉動方向及轉角，反饋回DSP的正交編碼脈沖電路（QEP），形成閉環控制，實時有效地控制交流電機。鍵盤和顯示由SPI同步串行口實現，用于讀取鍵盤輸入和寫輸出到顯示器。DSP與上位機之間的通信由SCI異步串行口實現。JTAG接口用于系統的在線仿真和測試。 系統功能框圖: 一、硬件設計 以DSP為核心的伺服系統硬件，整個系統的控制電路由DSP組成。DSP作為控制核心，接受外部信息后判斷伺服系統的工作模式，并轉換成逆變器的開關信號輸出，該信號經隔離電路后直接驅動IPM模塊給電機供電。另外EEPROM用于參數的保存和用戶信息的存儲。 二、軟件設計 DSP伺服控制程序由3個部分組成：主程序、定時采樣程序和DSP與周邊資源的數據交換程序。 典型應用三：圖像處理 美國TI公司2002年推出TMS320C64x系列DSP，基于該處理器北京颶風中天科技發展有限公司（TI公司的第三方）推出了具有超高速、高性能、高可靠性的實時圖象處理應用平臺。 可廣泛應用于雷達、實時圖象處理、IP可視電話、圖象監控、模式識別等領域。 系統功能框圖： 一、 硬件 1、 高速DSP核心處理板 （1）DSP選用TI公司推出的全世界最快的DSP——TMS320C64xx，根據用戶不同的應用可選擇： TMS320C6416 /15 /14GLZ：工作頻率可達到：750-、600-、500-MHz，運算速度可達到：4000、4800、5760MIPS （2）存儲器資源： 片內： - 128K-Bit （16K-Byte） L1P 程序緩存 - 128K-Bit （16K-Byte） L1D 數據緩存 - 8M-Bit （1024K-Byte） L2 全局存儲器 板上EMIFs擴展： - EMIFA（64-Bit）：256M-Bit/32M-Byte SDRAM - EMIFB（16-Bit）：256M-Bit/32M-Byte SDRAM - FLASH Memory擴展：16M-Bit/2M-Byte 或32M-Bit/4M-Byte可選 （3）64個獨立的增強DMA通道 （4）一個主機通信接口（HPI）（總線寬度可由用戶配置為32-/16-Bit），根據不同的項目需求用戶可選擇以下擴展板： - ARM嵌入式系統板（CY-ARM4510B）可擴展出10Base-T 或10/100Base-T以太網接口（可選）、IDE硬盤或CF卡（可選）、RS-232接口、RS-485接口、液晶顯示、鍵盤等。 - PCI接口板（CY-PCI2.2）：32-Bit/33-MHz, 3.3-V PCI Master/Slave Interface Conforms to PCI Specification 2.2 （適用于6415、6416 DSP），四線串行的EEPROM。 （5）三個McBSP串口（多通道緩存串口） （6）三個32-Bit定時器 （7）一個RS-232接口 （8）三路模擬圖象輸入接口：支持NTSC/PAL/SECAM復合視頻輸入，具有卓越的三線自適應梳狀濾波器能克服傳統梳狀濾波器的人工痕跡而保證全屏視頻分辨率，其靈活的像素端口即支持數字視頻輸入又支持VIP、VMI、ByteStream這些流行圖像控制器接口。 2、ARM嵌入式系統擴展板（CY-ARM4510B） 硬件資源： - 8M-Byte SDRAM - 16M-Byte Flash memory - 10Base-T 或10/100Base-T以太網接口（可選） - IDE硬盤或CF卡（可選） - RS-232接口 - RS-485接口 -可擴展液晶顯示、鍵盤等 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 （適用于6415、6416 DSP） -四線串行的EEPROM -根據用戶需求可選擇CPCI接口卡 二、 硬件測試軟件、操作系統和算法 1、 硬件測試軟件： 測試軟件包括：SDRAM、Flash memory、RTC、IIC、等板上所有資源的測試程序源代碼。 2、操作系統和接口驅動程序： -操作系統：uCLinxu 2.4 （提供源代碼） -提供板上各種接口的驅動程序（提供源代碼） -提供與DSP通信的驅動程序 3、 DSP BIOS和API接口： 板上提供了針對DSP芯片的函數庫、板上各種資源的基本輸入輸出操作系統（BIOS）和專用于圖象處理的應用程序接口（API），以及方便用戶做二此開發的軟件開發包（SDK）。 4、 應用算法： - JPEG - MPEG2 - MPEG4 - H.263 - H.264 典型應用四：語音信號處理 系統功能框圖如下: 具體的資源包括以下內容: 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、 擴展程序存儲器：256K-16bit SRAM，配置在片外，全速（零等待）運行。 3、 擴展數據存儲： 256K-16bit SRAM，配置在片外，全速進行。 4、 擴展Flash：512K-16bit FLASH，可擴充至1M-16bit；配置在DSP片外，讀寫周期70ns。 5、 擴展同步串口：擴展兩個同步串口，MCBSP0＋MCBSP1／MCBSP2。 6、 擴展IO：擴展16 bit通用IO（GPIO），可以按位配置為輸入或輸出，電平兼容5V和3.3V。 7、 JTAG 接口：符合IEEE 1149.1標準,支持TI公司的Code Composer Studio（CCS）, 軟件開發可以用匯編語言，也可以用C語言。 8、 看門狗（WATCHDOG）：硬件看門狗，使系統可以適應復雜的工作現場。 9、 電源：單一電源（＋5V）供電，電流＜500mA；可以使用USB接口提供的電源，也可以使用外接電源供電，二者可以靈活轉換。 10． 信號源、電源、音箱、實驗箱 二、軟件組成 鑒于該系統目前主要用戶是高校，所以針對本實驗開發系統，目前開發了如下實驗，今后還將開發系列化DSP應用實驗。 1、 基本數學運算實驗 2、 數據采集實驗 3、 采樣定理實驗 4、 信號發生實驗 5、 IIR濾波器實驗 6、 FFT變換實驗 7、 FIR濾波器實驗 8、 自適應濾波器實驗 9、 語音處理實驗 典型應用五：指紋識別 DSP應用于指紋識別已成為一個新的科技領域和獨立的學科體系，當前已形成了有潛力的產業和市場。利用生物認證技術取代傳統的使用鑰匙、身份證、密碼等方法進行個人身份鑒定，可廣泛應用于銀行、機場、公安等領域的出入管理。將信息技術與生物技術相結合的生物認證技術是本世紀最有發展潛力的技術之一，而指紋識別技術則是其中非常有前景的一種。 指紋處理過程可分為三個階段：獲取原始指紋圖像，進行預處理；提取指紋特征點；指紋識別分析判斷。在以述三個階段中，指紋圖像的預處理階段成為重要，該階段對圖像進行的好壞直接關系到后面兩個階段工作的開展。 在指紋的預處理中，由于DSP具有10ns指令周期，使采用改進的極值濾波和改進的卷積核平滑濾波對指紋圖像進行一次、二次平滑實時處理成為可能。實驗結果表明，該方法能有效地處理指紋圖像的沖擊性噪聲和隨機噪聲。而迭代二值化的運算充分利用了DSP五級流水線操作，達到了利用DSP對指紋圖像進行預處理的應用目的。 TI公司的高速DSP芯片TMS320VC5402的指紋識別系統的預處理算法和編程實現。算法實現采用的DSP集成開發環境（IDE）為CCS 2.2。通過采用極值濾波、平滑濾波、拉普拉斯銳化、二值化等對指紋圖像進行預處理，可以取得了良好的試驗結果。 系統的結構框圖： 識別算法在DSP上的實現： 程序設計上使用混合語言編程，用C語言設計程序中對運行時間影響不大的模塊，而用匯編語言設計嚴格要求實時性的核心算法。為達到最佳利用DSP資源的目的，在程序的設計中要注意以下幾個方面： 1、VC5402指令集中提供了一些零開銷的循環指令，如RPT和RPTB等。為進一步提高效率，在執行循環指令時，應充分利用輔助寄存器和累加器。數組盡量用寄存器間接尋址，中間變量盡量存放于累加器中，以盡可能地減少中間變量存放所消耗的時間。 2、VC5402采用流水線結構，允許多條指令同時訪問CPU資源，從而提高系統的執行速度。但當CPU的某一資源同時被流水線的幾個階段訪問時，就會發生流水線沖突。因此，必須通過合理的調整匯編程序的代碼順序或加入適當的NOP指令來解決這一問題。 3、識別算法中涉及到了卷積和乘累加操作，這可以通過使用循環尋址功能和乘累加指令來實現。另外，VC5402提供了可延遲的轉移、調用和返回指令。這些指令的執行時間比它們對應的非延遲指令要少2個周期，需要注意的是有時要在延遲指令后插入NOP指令，以保證適當的操作順序。 4、在涉及數字信號處理算法時應盡可能地使用DSPLIB庫中的函數，因為這些函數均用匯編語言編寫，優化程度很高。另外，在C程序中盡可能地采用內聯（inline）函數，以便提高代碼的集成度。由于采用混合編程方法，因此在程序設計上要嚴格遵循函數調用規則和寄存器的使用約定。 以上給大家介紹的是DSP的典型應用，要實現以上的應用需要建立相應的軟件開發環境。而開發環境建立在項目開發中至關重要，開發工具主要包括仿真器、CCS、評估板等。 在選擇開發工具時，用戶應該使用最成熟的開發工具，北京颶風數字系統有限公司時目前國內仿真工具最穩定的供應商，包括XDS510H和XDS560全系列仿真開發工具。CY-XDS560USB實時仿真開發系統支持TI的C2000、F2400、C27X、F28X、C54X、C55X、C6000、C64X、TMS470以及OMAP平臺系列芯片，性能穩定、仿真速度快，完全符合TI系列實時仿真器技術標準。 隨著中國數字消費類產品需求的大幅增長，及DSP對數字信號高速運算與同步處理能力的提高，DSP的應用領域將逐漸從移動電話領域擴展到新型數字消費類產品領域，從而使應用領域橫跨3C整個領域，且分布將日趨均衡。DSP芯片在數字消費類產品中主要從事圖像壓縮與傳輸等圖像信號的處理，語音的編碼、合成、識別及高保真等語音信號的處理及通信信號的調制解調、加密、多路復用、擴頻、糾錯編碼等處理。 目前，DSP市場正處于高速成長的階段。在數字化、個人化和網絡化的推動下，1997年世界DSP市場營銷額超過32億美元，預計未來的年均增長率高達40%，按照這一增長速度，至2007年，世界DSP市場營銷額將突破500億美元。在全球DSP產品市場中，TI公司獨占鰲頭，占世界市場45%的份額，其次是朗訊（28%）、ADI（12%）、摩托羅拉（12%）、其他公司（3%）。 DSP應用產品具有巨大的市場需求前景，僅就美國市場而言，據估計，21世紀將有1億輛汽車、幾千萬臺個人通信裝置、每個家庭中5～20個聯網的家用電器以及數以百萬計的工廠使用DSP系統。中國已成為了DSP芯片的最大市場，數碼相機、IP電話和手持電子設備的熱銷帶來了對DSP芯片的巨大需求。目前，國內的DSP市場正處于戰國七雄爭霸時代，其中颶風數字系統（北京）有限公司作為TI在亞太地區的第三方合作伙伴，多年來一直致力于數字信號處理技術的研究、應用以及產品開發，在國內更是具有行業領導地位。 （1）系統級集成DSP是潮流 縮小DSP芯片尺寸始終是DSP的技術發展方向。當前的DSP多數基于RISC（精簡指令集計算）結構，這種結構的優點是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP廠商紛紛采用新工藝，改進DSP芯核，并將幾個DSP芯核、MPU芯核、專用處理單元、外圍電路單元、存儲單元統統集成在一個芯片上，成為DSP系統級集成電路。TI公司的TMS320C80代表當今DSP領域中的最高水平，它在一塊芯片上集成了4個DSP、1個RISC處理器、1個傳輸控制器、2個視頻控制器。這樣的芯片通常稱之為MVP（多媒體視頻處理器）。它可支持各種圖像規格和各種算法，功能相當強。 （2）可編程DSP是主導產品 可編程DSP給生產廠商提供了很大的靈活性。生產廠商可在同一個DSP平臺上開發出各種不同型號的系列產品，以滿足不同用戶的需求。同時，可編程DSP也為廣大用戶提供了易于升級的良好途徑。人們已經發現，許多微控制器能做的事情，使用可編程DSP將做得更好更便宜。例如冰箱、洗衣機，這些原來裝有微控制器的家電如今已換成可編程DSP來進行大功率電機控制。 據統計，去年的可編程DSP銷售額占了整個DSP市場的40%份額，預計今后的比重將逐年增大，到2001年可望占據整個DSP銷售額的半邊江山。 （3）追求更高的運算速度 目前一般的DSP運算速度為100MIPS，即每秒鐘可運算1億條指令。但仍嫌不夠快。由于電子設備的個人化和客戶化趨勢，DSP必須追求更高更快的運算速度，才能跟上電子設備的更新步伐。DSP運算速度的提高，主要依靠新工藝改進芯片結構。目前，TI的TM320C6X芯片由于采用VLIW（Very Long Instruction Word超長指令字）結構設計，其處理速度已高達2000MIPS，計劃今年年中批量生產，這是迄今為止的最高速度。當前DSP器件大都采用0.5μm——0.35μmCMOS工藝，按照CMOS的發展趨勢，DSP的運算速度再提高100倍（達到1600GIPS）是完全有可能的。 （4）定點DSP是主流 從理論上講，雖然浮點DSP的動態范圍比定點DSP大，且更適合于DSP的應用場合，但定點運算的DSP器件的成本較低，對存儲器的要求也較低，而且耗電較省。因此，定點運算的可編程DSP器件仍是市場上的主流產品。據統計，目前銷售的DSP器件中的80%以上屬于16位定點可編程DSP器件，預計今后的比重將逐漸增大。 　 作者單位：颶風數字系統（北京）有限公司 　 地址：北京市海淀區花園東路30號花園商務會館5103　100083　 Email：linlin.happy@tom.com