DSP技术发展趋势
(姓名:赵鹏;学号:3125568450021
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。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处理器在多个领域的应用状况,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。
关键字:DSP 数字信号处理信息处理通信工程数据调制解调器高性能声音压缩发展趋势
【正文】: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(digital signal processor是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。
一、历史发展
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得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里,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(DSP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,以得到符合们需要的信号形式。
数字信号处理(DSP是围绕着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DSP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。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。
世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811,1979年美Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。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μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP芯片。
在这之后,最成功的DSP芯片当数美国德州仪器公司(TexasInstruments,简称TI的一系列产品。TI公司在1982年成功推出其第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等,之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28,第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32,第四代DSP芯片TMS320C40/C44,第五代DSP芯片TMS320C5X/C54X,第二代DSP 芯片的改进型TMS320C2XX,集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X 以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。TI将常用的DSP芯片归纳为三大系列,即:TMS320C2000系列(包括TMS320C2X/C2XX、TMS320C5000系列(包括TMS320C5X/C54X/C55X、TMS320C6000系列
(TMS320C62X/C67X。 DSP技术在航空航天方面,主要用于雷达和声纳信号处理;在通信方面,主要用于移动电话、IP电话(voice over IP、ADSL和HFC的信号传输;在控制方面,主要用于电机控制、光驱和硬盘驱动器;在测试/测量方面,主要用于虚拟
仪器、自动测试系统、医疗诊断等;在电子娱乐方面,主要用于高清晰度电视(HDTV、机顶盒(STB、AC-3、家庭影院、DVD等应用;还有数字相机、网络相机等等都应用了DSP技术。同时,SOC芯片系统、无线应用、嵌入式DSP都是未来DSP的发展方向和趋势。可以说,没有DSP就没有对互联网的访问,也不会有多媒体,也没有无线通信。因此,DSP仍将是整个半导体工业的技术驱动力。现在,DSP
应用领域不断拓宽,其函盖面包括宽带Internet接入业务、下一代无线通信系统的发展、数字消费电子市场、汽车电子市场的发展等诸多多方面。
二、技术发展趋势
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。
2、DSP 和微处理器的融合。微处理器是低成本的,主要执行智能定向控制任务的通用处理器能很好执行智能控制任务,但是数字信号处理功能很差。而DSP的功能正好与之相反。在许多应用中均需要同时具有智能控制和数字信号处理两种功能,如数字蜂窝电话就需要监测和声音处理功能。因此,把DSP和微处理器结合起来,用单一芯片的处理器实现这两种功能,将加速个人通信机、智能电话、无线网络产品的开发,同时简化设计,减小PCB体积,降低功耗和整个系统的成本。例如,有多个处理器的Motorola公司的DSP5665x,有协处理器功能的Massan公司FILU-200,把MCU功能扩展成DSP和MCU功能的TI公司的TMS320C27xx以及Hitachi公司的SH-DSP,都是DSP和MCU融合在一起的产品。互联网和多媒体的应用需要将进一步加速这一融合过程。
3、DSP 和高档CPU的融合。大多数高档GPP如Pentium 和PowerPC都是SIMD指令组的超标量结构,速度很快。LSI Logic 公司的LSI401Z采用高档CPU 的分支预示和动态缓冲技术,结构规范,利于编程,不用担心指令排队,使得性能大幅度提高。Intel公司涉足数字信号处理器领域将会加速这种融合。
DSP的技术发展趋势(精)
