DSP技术综述
数字信号处理综述

数字信号处理综述数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是指对数字信号进行采样、量化和运算等处理的技术领域。
它在现代通信、图像、音频、视频等领域中起着重要的作用。
本文将对数字信号处理的基本原理、应用领域和未来发展进行综述。
一、数字信号处理的基本原理数字信号处理基于离散时间信号,通过数学运算对信号进行处理。
其基本原理包括采样、量化和离散化等步骤。
1. 采样:将连续时间信号转换为离散时间信号,通过对连续时间信号进行等间隔采样,得到一系列的采样值。
2. 量化:将连续幅度信号转换为离散幅度信号。
量化是对连续幅度信号进行近似处理,将其离散化为一系列的离散值。
3. 离散化:将连续时间信号的采样值和离散幅度信号的量化值进行结合,形成离散时间、离散幅度的数字信号。
通过采样、量化和离散化等步骤,数字信号处理能够对原始信号进行数字化表示和处理。
二、数字信号处理的应用领域数字信号处理广泛应用于各个领域,其中包括但不限于以下几个方面。
1. 通信领域:数字信号处理在通信中起着重要作用。
它能够提高信号的抗干扰性能、降低信号传输误码率,并且能够实现信号压缩和编解码等功能。
2. 音频与视频处理:数字信号处理在音频与视频处理中具有重要应用。
它可以实现音频的降噪、音频编码和解码、语音识别等功能。
在视频处理中,数字信号处理可以实现视频压缩、图像增强和视频流分析等功能。
3. 生物医学工程:数字信号处理在生物医学工程中的应用越来越广泛。
它可以实现医学图像的增强和分析、生物信号的滤波和特征提取等功能,为医学诊断和治疗提供支持。
4. 雷达与成像技术:数字信号处理在雷达与成像技术中有重要的应用。
通过数字信号处理,可以实现雷达信号的滤波和目标检测、图像的恢复和重建等功能。
5. 控制系统:数字信号处理在控制系统中起着重要作用。
它可以实现控制信号的滤波、系统的辨识和控制算法的优化等功能。
三、数字信号处理的未来发展随着科技的进步和应用需求的不断增加,数字信号处理在未来有着广阔的发展空间。
dsp原理及技术

dsp原理及技术DSP(Digital Signal Processing)原理及技术一、概述DSP,即数字信号处理,是指利用数字计算机或数字信号处理器(DSP芯片)对模拟信号进行采样、量化、编码、数字滤波、数字调制和解调等一系列算法和技术的处理过程。
本文将介绍DSP的基本原理和技术。
二、DSP的基本原理1. 信号采样与量化在DSP系统中,模拟信号首先要经过采样和量化过程转换为数字信号。
采样是指将连续的模拟信号在时间上离散化,量化则是将采样后的信号在幅度上离散化。
2. 数字信号的编码与解码编码是将模拟信号的采样值转换为二进制代码,使其能够被数字计算机或DSP芯片进行处理。
解码则是将数字信号重新转换为模拟信号。
3. 数字滤波技术数字滤波是DSP中一项重要的技术,用于对信号进行频率分析和去除干扰。
常见的数字滤波器包括FIR(有限脉冲响应)滤波器和IIR (无限脉冲响应)滤波器等。
4. 数字调制与解调技术数字信号在传输过程中,通常需要进行调制和解调。
调制是将数字信号转换为模拟信号,解调则将模拟信号还原为数字信号。
常见的数字调制方式包括ASK(振幅键控)、FSK(频移键控)和PSK(相移键控)等。
三、DSP的应用领域1. 通信领域DSP在通信领域中有着广泛的应用,如无线通信、数字电视、音频处理等。
DSP的高效处理能力和灵活性使得通信系统能够更好地实现信号处理、噪声抑制、编解码等功能。
2. 视频与音频处理在视频和音频处理中,DSP能够实现视频压缩编码(如MPEG)、音频解码(如MP3)等技术,提供更高质量、更高压缩率的音视频传输和存储。
3. 图像处理DSP在图像处理中广泛应用于图像滤波、边缘检测、图像增强、数字图像识别等领域。
DSP能够快速高效地处理大量图像数据,提供准确可靠的图像处理结果。
4. 控制系统DSP在控制系统中的应用也十分重要,可用于数字控制环节、算法实时运算以及信号控制等。
DSP的高性能使得控制系统具备更高的精度和更灵活的控制方式。
DSP课程综述

课程综述课程名称 DSP原理及应用任课教师汪济洲班级 08级电子信息工程(1)班姓名吴章红学号 0805070017 日期 2011年10月29日目录前言: (1)正文 (1)一、DSP应用的结构 (1)二、核心的种类 (1)三、其他性能综述 (2)四、DSP 技术的未来发展和展望 (2)总结 (3)参考文献 (3)前言:DSP即为数字信号处理器(Digital Signal Processing),是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器。
它具有计算速度快、体积小、功耗低等优点,是实现数字信号处理的强大工具。
它的工作原理是将现实世界的模拟信号转换成数字信号,再用数学方法处理此信号,得到相应的结果。
数字信号处理是一门涉及许多领域的新兴学科,在现代科技发展中发挥着极其重要的作用。
近年来,数字信号处理理论在不断取得进步的同时,随着半导体技术的突飞猛进,专用的数字信号处理器芯片也获得了飞速发展。
随着半导体技术的进步,处理器芯片的处理能力越来越强大,使得信号处理的研究可以主要放在算法和软件方面,不再像过去那样需要过多考虑硬件。
由于它的出色性能,DSP目前被广泛应用于数字通信、信号处理、工业控制、图像处理等领域。
随着成本的降低,控制界已对此产生浓厚兴趣,已在不少场合得到成功应用。
DSP数字信号处理器DSP芯片采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构及改进的哈佛结构,诺依曼结构具有更高的指令执行速度。
其处理速度比最快的CPU快10—50倍。
在当今数字化时代背景下,DSP 已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件,被誉为信息社会革命的“旗手”。
正文:一、DSP应用的结构DSP应用不同于主流的嵌入式系统应用,在那些应用中,你可以依赖一个通用的多优先级核心(Kernel)的服务。
而在DSP领域,该核心与DSP模块可能是两回事,尽管核心都应该提供CPU资源、中断处理、通信机制等。
所以,一个有丰富细节的核心和操作系统通常是不加以考虑的,因为它加在紧凑的DSP上实在勉强。
dsp原理及应用技术

dsp原理及应用技术数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一种处理数字信号的技术,广泛应用于各个领域,例如通信、音频处理、图像处理等。
本文将介绍DSP的原理、应用技术以及其在不同领域中的具体应用。
一、DSP原理及基本概念数字信号处理是将连续的信号转化为离散的信号,并通过计算机进行处理和分析的技术。
其原理基于采样、量化和数字编码等基本概念。
1. 采样:将模拟信号以一定的频率进行采样,将连续信号离散化成一系列样本点,从而得到离散的信号序列。
2. 量化:对采样得到的样本进行量化,将其映射到离散的数值,以表示样本的幅度。
3. 数字编码:将量化后的样本映射为二进制码,以实现信号的数字化表示。
4. 数字滤波:通过对数字信号进行滤波操作,可以去除噪声、增强信号等。
5. 数字变换:对数字信号进行变换,常见的有傅里叶变换、离散傅里叶变换等,以实现信号的频域分析。
二、DSP的应用技术DSP技术在各个领域中都有广泛的应用,下面将介绍DSP在通信、音频处理和图像处理中的具体应用技术。
1. 通信领域中的DSP应用技术在通信领域中,DSP技术起到了至关重要的作用。
其中,数字调制和解调技术是DSP在通信中的核心应用之一。
通过数字调制和解调,可以将模拟信号转化为数字信号进行传输,并在接收端进行解调还原为模拟信号。
此外,DSP在音频编解码、信号增强和数字滤波等方面也具有广泛应用。
2. 音频处理领域中的DSP应用技术在音频处理中,DSP技术可以用于音频信号的降噪和音效处理,如环境噪声抑制、回声消除和均衡器等。
此外,通过DSP技术,还可以实现语音识别、语音合成等高级音频处理技术。
3. 图像处理领域中的DSP应用技术在图像处理中,DSP技术可以应用于图像的压缩、增强和识别等方面。
图像压缩技术通过对图像进行编码和解码,将图像的数据量减小,实现图像的高效传输和存储。
图像增强技术通过滤波、锐化和去噪等操作,改善图像的质量。
DSP应用前景_综述

DSP应用前景_综述论文目录`摘要 (2)关键词 (2)前言 (2)1 DSP的发展历程 (3)2 DSP技术在数字化移动的应用 (3)3数据调制解调器 (4)4在虚拟现实领域的作用 (4)5在自动导航当中的应用 (5)6 DSP技术发展的未来 (5)7小结 (5)8参考文献 (6)9致 (6)DSP应用前景_综述论文摘要:数字信号处理简称为DSP,在当代科学技术的高速发展下,特别是计算机科学的应用与发展取得了很大的进步,并且在大规模电路和大量软件开发的推动下,计算机科学在当今许多的领域起到了不可替代的作用,其中受到快速傅里叶变换算法的推动,DSP技术迅速发展,并且在许多领域有着其不替代的价值,本文主要介绍DSP的发展历程,应用领域,未来展望。
关键词:发展;DSP技术;发展;领域;优点;展望。
前言:21世纪是属于计算机科学的实际,我们生活中已经离不开计算机科学,其中DSP作为计算机科学推动下,另外新兴发展的一门科学DSP也慢慢扮演着更加接近于应用的一门科学技术。
数字信号处理在当今的信号数字化传播中必然起到不可替代的作用。
特别是对于快速傅里叶变换技术的应用使得DSP技术更加成熟,应用更加方便。
在大学xx教授的讲堂中初步接触到DSP技术,其讲述了DSP技术的强大,使作者产生了很大的兴趣去阅读DSP技术的发展与应用,本文主要是探究并且简单谈一下DSP技术,其中不乏一些不少不妥之处,希望广大读者批评指正。
1 DSP技术的发展历程DSP即为数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing),是利用计算机技术或者通用(专用)的信号处理设备,采用数值计算的方法对信号进行处理的一门学科,包括滤波、变换、压缩、扩展、增强、复原、估计、识别、分析、综合等加工处理,以达到提取有用信息、便于应用的目的。
直到70年代才提出DSP的理论与算法的基础,80年代开始进行实际的DSP应用的探索,并于90年代迎来辉煌的发展。
DSP综述论文

DSP应用综述摘要:数字信号处理(DSP)是一门涉及多门学科并广泛应用于很多科学和工程领域的新兴学科。
DSP技术已经在通信、网络、控制等诸多领域得到广泛的应用。
文中阐述了DSP 的基本原理,DSP的特点,DSP系统构成,DSP芯片的发展现状和趋势。
关键词:数字信号处理,DSP1 介绍随着计算机和信息技术的飞速发展,信息社会已经进入数字化时代,DSP技术已经成为数字化社会最重要的技术之一。
DSP可以代表数字信号处理技术,也可以代表数字信号处理器,其实两者是不可分割的。
前者是理论和计算方法上的技术,后者是指实现这些技术的的通用或专用可编程微处理器芯片。
随着DSP芯片的快速发展,DSP这一英文缩写已被大家公认为数字信号处理器的代名词。
数字信号处理是以众多学科为理论基础的,它所涉及的范围极其广泛。
例如,在数学领域,微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具,与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科,如人工智能、模式识别、神经网络等,都与数字信号处理密不可分。
数字信号处理包括两个方面的内容:1.1 算法的研究算法的研究是指如何以最小的运算量和存储空间来完成指定的任务。
如20世纪60年代出现的快速傅里叶变换,使数字信号处理技术发生了革命性的的变换。
到现今,数字信号处理的理论和方法得到快速发展,如:语音与图像的压缩编码、识别与鉴别,信号的调制与解调、加密和解密,信道的辨识和与均衡,智能天线,频谱分析等各种快速算法都成为研究的热点,并取得长足的进步,为各种实时处理的的应用提供了算法基础。
1.2 数字信号处理的实现数字信号处理的实现是用硬件、软件或软硬结合的方法来实现各种算法。
2 DSP的特点数字信号处理不同于普通的科学计算与分析,它强调运算的实时性。
除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制能力外,针对实时数字信号处理的特点,在处理器的结构、指令系统、指令流程上作了很大的改进,其主要特点如下:采用哈佛结构,采用多总线结构,采用流水线技术,配有专用的硬件乘法、累加器,具有特殊的DSP指令,快速的指令周期,硬件配置强,支持多处理器结构,省电管理和低功耗等。
dsp技术综述论文
题目:数字信号处理(DSP)技术综述作者:李欢摘要:数字信号处理(DSP)相对于模拟信号处理有很大的优越性,表现在精度高、灵活性大、可靠性好、易于大规模集成等方面。
DSP技术已成为目前电子工业领域发展最迅速的技术,在各行各业的应用越来越广泛,在我国的市场全景也越来越广阔,了解和学习DSP技术知识也越来越重要。
本文简要介绍了DSP的发展历史、DSP的特点、DSP技术的应用领域和其在我国的市场前景情况。
关键字:数字信号处理DSP芯片正文:数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并且得到迅速的发展,在过去的二十多年里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需求的信号形式。
数字信号处理是围绕数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。
数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。
反过来,数字信号处理的应用有又促进了数字信号处理理论的提高。
而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。
数字信号处理以众多学科理论为基础,它涉及的范围也是极其广泛。
例如,在数学领域,微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具,与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。
近来新兴的一些学科,如人工智能、模式识别、神经网络等,都与数字信号处理密不可分。
可以说,数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础,同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
数字信号处理的实现方法一般有以下几种:1.在通用的计算机上用软件(如C语言、Fortran)实现;2.在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现;3.在通用的单片机(如MCS—51、96系列等)实现,这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理,如数字控制等;4.用通用的可编程DSP芯片实现。
DSP技术综述1
DSP技术综述1DSP技术综述摘要:简要介绍了DSP概念的由来发展,DSP芯⽚的结构、设计流程和实现⽅法,着重介绍了⼀种由Matlab辅助的DSP程序开发⽅式。
关键词:DSP数字信号处理器设计流程 CCSLinkSummary of DSP TechnologyAbstract This paper introduces the development of DSP, the structural characteristic of DSP, and the designing flow of DSP as well as the way to implement it. Then a new developing method of DSP program is detailedly introduced.Key words DSP designing flow of DSP CCSLink1 DSP概念的由来众所周知, 数字信号处理有模拟信号处理所不能⽐拟的很多优点,因此得到了很好的发展,也使得信号的数字化成为了现代通信的主要特点。
⽽DSP是⼀种特别适合于进⾏数字信号处理运算的微处理器。
但它不同于⼀般的微处理,DSP 具有极其⾼速的数字处理能⼒和很⼤的运算量。
因此它能满⾜⾼效实时信号处理的要求。
DSP既是Digital Signal Processing的缩写,也是Digital signal Processor 的缩写。
前者是指数字信号处理的理论和⽅法。
后者则是指⽤于数字信号处理的可编程微处理器。
从实现⾓度讲,可分软件和硬件:软件是指⽤程序实现算法,硬件是指实现算法的器件。
2 DSP的发展历程DSP的发展历程⼤致分为三个阶段:上世纪70年代理论先⾏,80年代产品普及,90年代突飞猛进。
在DSP出现之前,数字信号处理只能依靠MPU(微处理器)来完成。
但MPU较低的处理速度⽆法满⾜⾼速实时的要求。
DSP综述
DSP综述摘要:数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
其利用计算机或专用(通用)处理设备,将模拟信号通过采样进行数字化,以数字的数值计算方法对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以满足我们实际应用的要求。
本文简单综述了DSP的优点、发展历程、应用、发展方向及展望。
关键词:DSP模拟信号数字信号优点发展史应用发展方向Abstract:Digital signal processing(DSP for short)is a new discipline which involves many subjects and is widely used in many fields.It uses computers or special(general)equipment to make the analog signal digitized by sampling,deal with the signal in the numerical calculation method,such as collecting,transforming,filtering,valuing,strengthening,condensing, distinguishing,to meet our practical application requirements.This paper briefly summarizes the advantages,development,application,development direction and prospects of DSP.Key words:DSP the analog signal the digital signal advantages development application development direction前言:数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
DSP综述
DSP综述DSP也就是所谓的数字信号处理器,数字信号处理是当代发展最快的信息学科之一,尤其是在20世纪末,数字信号处理理论的逐步成熟和研究内容的日益广泛,超大规模集成电路技术和计算机技术的高速发展,特别是网络化和数字化信息市场的巨大需求,使得数字信号处理理论及其工程实现得到了广泛的应用。
数字信号处理器技术是工程实现的关键技术,数字信号处理器的的使用遍及通信、雷达、声纳、生物医学、机器人、语音和图像处理、虚拟现实及自动控制等领域,在未来数字化技术发展进程中,数字信号处理器将以其独特的数字信号处理优势得到更加广泛的应用和普及。
DSP的发展历程在DSP出现之前数字信号处理只能依靠MPU(微处理器)来完成,但MPU较低的处理速度却无法满足系统高速实时的要求。
直到20世纪70年代,才有人提出了DSP理论和算法基础。
1978年AMI公司生产出第一片DSP芯片S2811。
1979年美国Intel公司发布了商用可编程DSP器件Intel2920,由于内部没有单周期的硬件乘法器,使芯片的运算速度、数据处理能力和运算精度受到了很大的限制。
运算速度大约为单指令周期200~250ns,应用领域仅局限于军事或航空航天部门。
【1】随着大规模集成电路技术的发展,1982年世界上诞生了第一批DSP芯片TMS32010及其系列产品。
这种DSP期间采用微米工艺、NMOS技术制作,虽功耗和尺寸稍大,但运算速度却比MPU快几十倍,尤其在语音合成和编解码器中得到了广泛应用。
DSP芯片的问世是个里程碑,它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。
【2】这便是第一代DSP芯片。
至20世纪80年代中期,随着CMOS技术的进步和发展,第二代基于CMOS工艺的DSP应运而生,其存储容量和运算速度都得到成倍提高,成为语音处理及图像处理技术的基础。
硬件结构上更适合数字信号处理的要求,能进行硬件乘法、硬件FFT变换和单指令滤波处理,其单指令周期为80~100ns。
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DSP技术综述班级:7学号:姓名:【摘要】数字信号处理(DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
它是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息,来处理现实信号的方法,这些信号由数字序列表示。
本文概述了数字信号处理技术的发展过程,分析了DSP处理器在多个领域应用状况,介绍了DSP的最新发展,对数字信号处理技术的发展前景进行了展望。
【Abstract】:Digital signal processing (DSP) is the one who is widely used in many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. It is a through the use of mathematical skills execution conversion or extract information, to deal with real signal method, these signals by digital sequence said.This paper outlines the development of digital signal processing technology, processes, analyzes the DSP processor, application status in many areas, introduced the latest developments in DSP, digital signal processing technology for the future development prospects.【关键词】数字信号处理;DSP平台;DSP发展趋势【Key words】Signal digital signal processing ; DSP platform ; the development trend of DSP一、DSP技术的发展历程DSP的发展大致分为三个阶段:1.在数字信号处理技术发展的初期(二十世纪50-60年代),人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。
直到70年代,有人才提出了DSP的理论和算法基础。
一般认为,世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S281l。
1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个重要里程碑。
这两种芯片内部都没有现代DSP 芯片所必须有的单周期乘法器。
1980年,日本NEC公司推出的mPD7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP芯片,从而被认为是第一块单片DSP器件。
2.随着大规模集成电路技术的发展,1982年美国德州仪器公司推出世界上第一代DSP 芯片TMS32010及其系列产品,标志了实时数字信号处理领域的重大突破。
Ti公司之后不久相继推出了第二代和第三代DSP芯片。
90年代DSP发展最快。
Ti公司相继推出第四代、第五代DSP芯片等。
3.随着CMOS技术的进步与发展,日本的Hitachi公司在1982年推出第一个基于CMOS 工艺的浮点DSP芯片,1983年日本Fujitsu公司推出的MB8764,其指令周期为120ns,且具有双内部总线,从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。
而第一个高性能浮点DSP芯片应是A T&T公司于1984年推出的DSP32.与其他公司相比,Motorola公司在推出DSP芯片方面相对较晚。
1986年,该公司推出了定点处理器MC56001.1990年推出了与IEEE浮点格式兼容的浮点DSP芯片MC96002。
美国模拟器件公司(AD)在DSP芯片市场上也占有一定的份额,相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片。
自1980年以来,DSP芯片得到了突飞猛进的发展,DSP芯片的应用越来越广泛,并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。
从运算速度来看,MAC(一次乘法和一次加法)时间已经从20世纪80年代初的400ns降低到10ns以下,处理能力提高了几十倍。
DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年占模片区的40%左右下降到5%以下,片内RAM数量增加一个数量级以上。
DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上,引脚数量的增加,意味着结构灵活性的增加,如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。
二、DSP的现状1.国际发展现状国际DSP处理发展的现状,国外的商业化信号处理设备一直保持着快速的发展势头。
欧美等科技大国保持着国际领先的地位。
例如美国DSP research公司,Pentek公司,Motorola 公司,加拿大Dy4公司等,他们很多已经发展到相当大的规模,竞争也愈发激烈。
我们从国际知名DSP技术公司发布的产品中就可以了解一些当今世界先进的数字信号处理系统的情况。
以Pentek公司一款处理板4293为例,使用8片TI公司 300 MHz的TMS320C6203芯片,具有19 200 MIPS的处理能力,同时集成了8片32 MB的SDRAM,数据吞吐600 MB/s。
该公司另一款处理板4294集成了4片Motorola MPC7410 G4 PowerPC处理器,工作频率400/500 MHz,两级缓存256K×64 bit,最高具有16MB的SDRAM。
ADI公司的TigerSHARC芯片也由于其出色的协同工作能力,可以组成强大的处理器阵列,在诸多领域(特别是军事领域)获得了广泛的应用。
以英国Transtech DSP公司的TP-P36N 为例,它由4~8片TS101b(TigerSharc)芯片构成,时钟 250 MHz,具有6~12 GFLOPS的处理能力。
DSP应用产品获得成功的一个标志就是进入产业化。
在以往的20年中,这一进程在不断重复进行,而且周期在不断缩小。
在数字信息时代,更多的新技术和新产品需要快速地推上市场,因此,DSP的产业化进程还是需要加速进行。
随着竞争的加剧,DSP生产商随时调整发展规划,以全面的市场规划和完善的解决方案,加上新的开发历年,不断深化产业化进程。
2.我国发展现状随着我国信息产业的发展,近年来我国的数字信号处理学科发展较快。
DSP处理器已经在我国的数字通信、信号处理、雷达、电子对抗、图像处理等方面得到了广泛的应用,为科学技术和国民经济建设创造了很大价值。
全国有很多高校、科研机构的信号处理实验室都在大力研究性能更高的数字信号处理设备,取得了很多研究成果。
我国的科研人员通过对先进的DSP芯片的研究,已经研制出一些高性能处理设备的解决方案,并且在板级PCB设计方面,也取得了宝贵的设计经验。
以我国某电子技术研究所研制的DSP雷达数字信号处理通用模块为例,它使用了6片ADSP21060和大规模可编程器件构成通用处理模块。
通过信号处理算法并行设计、系统多数据流设计、处理任务分配调度程序设计,实现高速实时雷达数字信号处理 [4> 。
以FFT算法为例,将任务分为3个流水处理过程:FFT、复数乘法、IFFT,实现多片DSP组成并行处理。
在33 MHz时钟下,1 024点处理通过时间为0.7 ms,可以实现单通道数据率为1 MHz,双通道并行工作为2 MHz。
国内的某大学所研制的基于TMS320C6201的高速实时数字信号处理平台,实现基-2的复数FFT,允许输入数据的动态范围16-bit,可以实现59 μs内完成512点的FFT,130 μs内可以完成1 024点的FFT。
但是,应该看到,我国在信号处理理论、高速高性能处理器设计和制造方面与国际先进水平还有较大差距。
而且,主要的核心处理器件基本完全依赖进口,这也是我国半导体研究领域需要大力加强的工作之一。
复杂的大型处理机PCB板级设计和制造也存在一定困难,也是需要我国科研人员发扬勇于拼搏的精神,继续的刻苦努力。
三、TI DSP平台及应用简述世界上没有完美的处理器,DSP不是万能的。
DSP器件的特点使得它特别适合嵌入式的实时数字信号处理任务。
1.实时的概念实时的定义因具体应用而异。
一般而言,对于逐样本 (sample-by-sample) 处理的系统,如果对单次样本的处理可以在相邻两次采样的时间间隔之内完成,我们就称这个系统满足实时性的要求。
即:tproess>tsample,其中,tproess代表系统对单次采样样本的处理时间,tsample代表两次采样之间的时间间隔。
举例来说,某个系统要对输入信号进行滤波,采用的是一个100阶的FIR滤波器,即。
假设系统的采样率为1KHz,如果系统在1ms之内可以完成一次100阶的FIR滤波运算,我们就认为这个系统满足实时性的要求。
如果采样率提高到10KHz,那么实时性条件也相应提高,系统必须在0.1ms内完成所有的运算。
需要注意,tproess 还应当考虑各种系统开销,包括中断的响应时间,数据的吞吐时间等。
正确理解实时的概念是很重要的。
工程实现的原则是“量体裁衣”,即从工程的实际需要出发设计系统,选择最合适的方案。
对于DSP的工程实现而言,脱离系统的实时性要求,盲目选择高性能的DSP器件是不科学的,因为这意味着系统复杂度、可靠性设计、生产工艺、开发时间、开发成本以及生产成本等方面不必要的开销。
从这个角度而言,即使系统开发成功,整个工程项目可能仍然是失败的。
2.嵌入式应用嵌入式应用对系统成本、体积和功耗等因素敏感。
DSP器件在这些方面都具有可比的优势,因此DSP器件特别适合嵌入式的实时数字信号处理应用。
反过来,对于某一个具体的嵌入式的实时数字信号处理任务,DSP却往往不是唯一的,或者是最佳的解决方案。
越来越多的嵌入式RISC处理器开始增强数字信号处理的功能;FPGA厂商为DSP应用所做的努力一直没有停止过;针对某项特定应用的ASIC/ASSP器件的推出时间也越来越快。
开发人员面临的问题是如何根据实际的应用需求客观地评价和选择处理器件。
以媒体处理应用为例,现行的国际标准较多,包括MPEG1/2/4、H261/3/4等,各种标准在一段时间内共存,新的标准还在不断涌现。
如果系统设计需要兼顾实现性能和多标准的适应性,DSP可能是一个较好的选择。
但是,如果应用比较固定,对价格又特别敏感,采用专用的ASIC芯片可能就会更加合适。
3.算法是DSP应用的核心随着DSP器件的发展,DSP系统开发的主要工作已经转向软件开发,软件开发将占据约80%的工作量,必须引起足够的重视。
另外,在目前的现状条件下,算法是我们核心知识产权的主要体现,也是产品竞争力的主要因素。
因此算法是DSP应用的核心。
四、DSP的未来趋势1、技术发展趋势1.1 数字信号处理器的内核结构进一步改善,多通道结构和单指令多重数据(SIMD)、特大指令字组(VLIM)将在新的高性能处理器中将占主导地位,如Analog Devices的ADSP-2116x。