摘 要： 本文以基于DSP的信号处理系统为例, 分析其在电子信息工程综合实践中的运用及重要性。
关键词： 电子信息工程; 信号处理; DSP;
电子信息工程是一门以计算机现代化工程为基础的综合类学科, 其研究重点包括信息、设备与系统三个方面, 同时在其他行业中也具有重要的运用价值, 是现代化社会中不可或缺的技术类型。DSP出现后, 使得信号处理技术向着更先进、更强大的方向发展, 其运用领域更加广泛, 运用领域涉及到通信、消费电子、军事、计算机、医学电子等。其中, 在电子信息工程实践中的运用, 也是信号处理系统典型的实践运用, 能够有效提升电子信息工程实践效果, 基于此, 加强对电子信息工程综合实践中信号处理系统运用的研究具有十分现实的意义。
1、 DSP系统设计过程
(1) 信号处理问题。输入和输出结果特性分析;确定DSP算法、用汇编语言将相关性能指标在通用机上进行编程仿真。在DSP系统设计过程中, 算法研究、仿真是关键的步骤之一, 能够实现系统性能指标, 用哪一种算法、结构, 都是设计过程中必须考虑的问题;而仿真主要是利用高级汇编语言在通用机上加以实现, 编程过程中, 为了提高真实性, 可以在仿DSP处理形式下运行。
(2) 非信号处理问题。对于非信号处理问题, 主要包括设备可靠性、环境、设备功耗、信号、维护成本、整体性价比。
2、 DSP信号处理系统优势
(1) 可控性强。基于DSP技术的信号处理系统功能强大, 能够根据需要处理信号任务不同, 选择相应的处理软件, 方便使用者进行信号数据处理。DSP可控性强主要是体现在多样化信息处理过程中。例如, 在计算机行业中, 相关人员能够利用DSP载入一些数据采集程序, 将其作为计算机调制解调器, 或者发挥数据采集功能。与其他仪器设备不同, 通过DSP技术设计的数字滤波器, 能够完成不同程序编程的滤波任务, 在处理过程中并不会对内部硬件构造造成影响。这种加强的可控性, 也让信号处理系统更加灵活, 运用范围更加广阔。
(2) 数据处理速度快。DSP为基础的信号处理系统, 运用独特的芯片结构, 提升数据处理速度与能力。该芯片结构为哈弗结构, 采用独立的数据储存空间以及程序空间, 程序与存储运行线路、数据线路不同。哈弗结构与一般微处理器结构不同, 能够在执行指令过程中进行数据处理, 有助于提升数据信息处理的速度, 保证信号处理系统整体运行的效率。DSP数据传输速度快, 目前大多数数字信号处理其都设置了单独的控制器、DMA总线, 在数据传输过程中, 其传输速度可以达到美妙百兆字节, 同时对DSP数据处理速度不会造成影响。较强的数据传输能力、数据处理能力, 能够让信号处理系统应对更加复杂的信息算法, 提升信号处理能力。
(3) 集成性强、芯片体积小。与传统的模拟信号处理器相比, DSP信号处理器采用的芯片具有高集成性, 在计算机技术、集成电路设计技术基础上, 运用高危高速单片计算机加以实现。这种芯片体积小, 但功能强大, 同时能够减少能耗, 小巧便捷, 适用范围更广。
3、 电子信息工程综合实践中DSP实际运用
电子信息工程综合实践平台设计过程中, 运用DSP信号处理系统, 能够作为核心的单元, 并以此为基础设计一个能够实时处理信号的实践平台。利用计算机进行辅助, 实现对该系统平台的操作, 其中, 该综合实践系统主要包括DSP系统以及微机单元两个部分。
(1) 整机系统结构介绍。基于DSP技术设计的电子信息工程综合实践平台, 主要包括DSP系统以及微机单元两部分。这一平台具有较为简单的运行步骤, 操作者容易掌握, 将信息通过微机端输入后, 能够将信息有效的传输到DSP处理器中, 同时信息数据处理结果也会通过微机端进行显示, 这就完成了整个过程。微机端的控制主要包括DSP处理器、操作者, 其中操作者负责数据的输入, 而DSP处理器负责数据的输出。而DSP处理单元则主要完成数据存储、处理、加工以及传输。
(2) 微机单元。在电子信息工程综合实践实验中, 微机单元作用重大, 能够将实验操作人员与实验处理过程紧密的联系起来。在选定实验内容后, 通过DSP中的数字调制解调器、FFI、数字滤波器以及语言分析合成功能, 对相关信息进行有效的采集, 并完成数字变频、图像处理、自动测量等一系列实验步骤, 另外, 在DSP信号处理系统中模拟教学功能。微机单元结构中, 利用专业的通讯接口, 向实验人员下达实验指令, 在接受到实验指令后, 需要对该信息负责的主控器完成有关操作, 同时对DSP处理结果进行有效的分析、保存, 为实验操作者提供控制选项, 让实验者能够利用微机端的微机界面完成相关的实验程序, 大大节约了实验过程, 还能够保证实验的精确性。
(3) DSP处理单元。DSP结构例, 为了保证信息输入的真实度, 需要在输入信息后, 利用模拟低通滤波器保护, 保证信息不失真, 同时将放大器设置在输入端, 将输入信号电压进行放大, 保证电压要求与输入通道相关要求吻合。传输后, 开启开关, 相关信息就会被A/D转换器进行转换, 信号也被转换成模拟信号, 将模拟信号传输到DSP处理中心进行相关处理。将处理完的信息, 利用另一端D/A转换器, 将信息进行还原处理, 并用功率放大器, 将信号放大, 并在输出端显示出来。该单元中, 核心单位为DSP芯片, 通过芯片运行完成信号处理, 并且控制信号输入、输出以及存取过程。
4、 运用DSP信号处理系统的重要性
传统的实验设备体积大、零部件众多, 在操作过程中相对繁琐, 不容易掌握, 得到的实验结果也不够准确。当涉及到数字信号处理是, 一般都是通过计算机演示相关处理数据过程, 但是在计算机上演示, 对于希尔伯特变换、傅氏变换、滤波以及卷积等很难演示出来。通过DSP技术为基础的数字信号处理, 能够解决这一难题, 在电子信息工程综合实践中, 利用DSP处理器能够精确处理大部分信号, 加上这种处理器可控性强、灵活性高, 能够在一个系统中完成绝大多数的实践过程, 提升实践效率, 也能够满足电子信息工程综合实践的特点。
参考文献：
[1]邓开勇.基于DSP的信号处理系统在电子信息工程综合实践中的应用[J].电子科技大学, 2016, 21 (8) .
