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DSP技术发展趋势的研究和探讨

   发布时间:2017-11-22   [点击量:526]  


一、导言

    数字信号处理(Digital Signal Processing,即DSP),起源于上个世纪80年代,是一门触及到许多学科而且广泛运用在许多范畴的抢手学科。它运用微型计算机、专用处理设备,以数字方法对信号的收集、改换、滤波、估值、增强、紧缩、辨认处理,得到人们需求的信号方式。它紧紧围绕着数字信号处理的理论、完结以及运用开展。

    二、DSP技能

    数字信号处理(DSP)的理论根底触及的规模十分广泛。比方微积分、概率计算、随机进程、数值剖析等数学根底是数字信号处理的根本东西,一起它与网络理论、信号与体系、操控理论、通讯原理、故障诊断,传感器技能等密切相关,还有近些年来繁荣开展的一些学科:人工智能、模式辨认、神经网络等,都与数字信号处理密不可分。

    正是由于有这些理论开展的条件根底,和广泛的商场需求,DSP处理的器材也应运而生,在广泛运用在各个范畴的一起得到敏捷的开展。世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811,在这之后,1979年美国Intel公司发布的商用可编程器材2920是DSP芯片的一个十分重要的里程碑。即便这两种芯片内部没有现代DSP芯片的单周期乘法器,可是他们为DSP的繁荣、敏捷开展奠定了很重要的根底。接着,1980年,日本NEC公司推出了第一个具有乘法器的商用DSP芯片,随后,美国德州仪器公司(TI公司)推出一系列DSPs产品,广泛地运用在信号处理的各个范畴。

    三、DSP技能的长处

    和单片机比较而言,DSPs具有集成度高、CPU快速、存储器容量大,并内置了波特率发生器、FIFO缓冲器,可供给高速、同步串口、规范异步串口。一些dsp芯片内还集成了模数变换、采样/坚持电路,PWM输出。DSP芯片选用改善的哈佛结构,内置高速硬件乘、加法器,多级流水线,使DSPs的数据运算大幅度进步。

    据计算剖析DSPs比传统的16位单片机单指令履行时刻快8到10倍,一次乘加运算的时刻快16到30倍。DSPs还供给了高度专业化的指令集,进步了FFT(快速傅里叶改换)、滤波器的运算速度。与此一起,DSPs供给JTAG接口和先进的开发手法,使得批量出产、测验更为便利。开发东西ccs可完结全空间通明仿真,软件开发具有汇编/链接C编译器、C源码调试器,有很强的可移植性。

    总的来说,DSPs器材具有以下长处:

    1.在一个指令周期内能够完结一次乘法、一次加法;

    2.程序空间以及数据空间分隔,能够一起拜访指令和数据;

    3.片内具有快速RAM,可经过独立的数据总线一起拜访多片RAM;

    4.具有循环、跳转的硬件支撑;

    5.快速的中止处理、I/O(输入输出)支撑;

    6.在单周期内可一起操作多个硬件地址产生器;

    7.并行操作流通;

    8.支撑流水线操作便利,使取指、译码和履行等操作能够同步、堆叠进行。

    一起,它还具有精度高,抗干扰才能强,稳定性好,功耗低以及编程便利,接口简略,电路集成便利等方面的优势。

    四、DSP技能的开展趋势

    跟着数字化的进程快速进步,DSPs技能的位置不断突显,作为数字化处理的根底技能,实时处理数字信号都是由通用型或专业性的DSPs来完结的。正是由于DSPs这种强壮的实时处理才能,使得DSPs在声响信号处理、图画处理、模式辨认方面不可或缺。跟着数字年代的不断前行,它未来的开展趋势能够从以下两个方面来完善:

    (一)与ARM(Advanced RISC Machines)相结合。ARM架构是面向低预算商场规划的一款RISC微处理器,以32位单片机的行业规范,供给一系列内核、体系扩展、微处理器以及体系芯片计划,四个功用模块可供出产厂商依据不同用户的要求来装备出产。ARM具有较强的事务管理功用,在操控便利具有很强的优势,而DSPs具有强壮的数据处理才能和很高的运转速度。将两者结合起来能够更好的进行数字信号处理,以及完结相应的操控功用。

    (二)与FPGA(Field Programmable Gate Array)结合运用。即与现场可编程门阵列奇妙的结合起来。FPGA是在PAL、GAL、PLD等可编程器材的根底开展起来的,是ASIC(即为专用集成电路)中集成度最高的一种电子设备。FPGA选用逻辑单元阵列(Logic Cell Array),包含可装备逻辑模块(Configurable Logic Block)、输出输入模块(Input Output Block)以及内部连线(Interconnect)三部分。经过对FPGA内部逻辑模块、I/O模块的装备,能够完结不同的逻辑状况。一起,FPAG还具有静态可重复编程、动态在体系重构的特性,这使得硬件的功用能够像软件相同经过编程来完结。它与DSP芯片集成,能够在很大程度上进步信号处理的速度,将会使得DSPs在无线通讯、多媒体范畴有愈加广泛的运用。

文章标题:《DSP技术发展趋势的研究和探讨》,原文地址:,如有转载请标明出处,谢谢。

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