dsp在玩具开发上的应用

《dsp在玩具开发上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、DSP在玩具开发上的应用

2、第1内容加载中...看似琐碎的细节有时可以很好地反映出业界意义深远的变化。以玩具为例，很多孩子的父母经常会在本地玩具店里一个走道接一个走道地寻找会说话的玩偶、会说话的填充动物、会说话的游戏、会说话的谜语以及其它各种会说话的玩具，它们都能在按下按钮或听到声音后立即作出电子应答。你可以对这种社会变化做出自己的结论，但是很明显技术进步已经使得会说话的玩具变得很普通。玩具是数字信号处理变得日益重要的佐证之一，它说明数字信号处理已经应用到对成本最敏感的大众消费市场。继DSP在早期的“说-拼”及Julie玩偶

3、中获得突破性应用之后，玩具中的数字信号处理器和其它信号处理元件一直在不断地增加。今天，随着日益激烈的竞争促使玩具供应商制造出使用更方便且互动性更好的会说话玩具，以使得它们对儿童更具吸引力，DSP在玩具中的应用趋势正变得越来越明显。　　用系统术语来说，玩具的输入/输出量正变得越来越密集。在任一时间来自真实世界的复杂模拟信号(如儿童的说话)必须转换成数字信号，经数据处理后再转换成模拟信号输出(玩具的反应)，处理中枢可以是DSP，也可以是其它可执行特殊数字信号处理功能的逻辑，这取决于成本和面市周期等方面的考虑。　　当然，玩具不是

4、DSP在大众市场中的唯一或最重要应用。目前，、基站、硬盘、DVD播放机、DSL和线缆MODEM、用户线路卡和其它有线通讯设备基本上都采用了DSP技术。　　数字相机、助听器、马达控制器和因特网音频播放机只是基于DSP技术的许多常见大批量应用中的几个实例，DSP还可用于更特殊的应用，如图像处理、医疗仪器和导航设备。为了满足这些应用市场的需求，DSP不仅必须继续提高性价比和降低功耗，而且还必须更具特色。　　最初，DSP是一种相当特殊的微处理器，它专门为庞大的数字运算而设计。DSP架构基于专用于执行多次乘加操作(MAC)的硬件，为

5、了加速MAC运算，DSP通过独立的总线为每个MAC运算符加载指令和数据，这样可以在每个周期内完成一个完整的MAC。中断和其它可能破坏实时任务连续性的功能都要从架构中去除或修改，以保证MAC运算不会被中断。　　后来，DSP逐渐可以支持原来由微控制器和RISC微处理器执行的函数。对嵌入式控制系统多任务处理功能至关重要的中断支持，现已成为许多DSP的常见特征，这意味着控制和信号处理功能已可结合在单个器件中。直接存储器访问控制和各种I/O外设通常也可集成在DSP中，以提供系统级支持。　　两级缓存存储器也已经为了DSP的特殊要求而作

6、了相应调整。两级缓存架构可使相对较小的片上存储器对核心来说显得大得多，从而使得速度非常快的DSP运行时随时可得到所需的数据，毋需等待。这种与高速DSP相配合的缓存设计，为系统设计者提供了足够的配置灵活性和性能开销，从而可确保满足关键信号处理任务的需要。　　最近影响最大的技术进步是将超长指令字(VLIAC和其它操作提供多条数据路径。1997年TI首次推出基于VLIS320C6000内核，将DSP的性能提高了一个数量级。最高档DSP的性能不再以几百Mips来衡量，而是以几千Mips来衡量。　　当VLIips更重要，而且这个比例

7、还在继续增加。　　最近几年DSP成功的另一个原因是IC技术的进步。1985年，一个5万门晶体管DSP可提供5Mips性能，单价为150美元，每Mips耗电150毫瓦。十年后，50万门晶体管的DSP可提供40Mips性能，功耗仅为12.5mips，单价15美元。九十年代开始，DSP才开始步入大批量应用。与此同时，市场要求DSP提供更高的信号处理性能，以开辟更多的无线通道、加速因特网传输速度和执行其它市场所需服务。　　这些趋势现在仍在持续。业界预测，到2002年，5百万门晶体管DSP可提供5千Mips性能，单价仅需5美元，功耗

8、仅为0.1mips。估计十年后，5千万门晶体管DSP可提供5万Mips性能，单价仅15美分，功耗仅1μips。到那时，预计工作频率将可高达10GHz。现在先进DSP内核正采用0.15微米工艺制造，内核工作电压为1.5V。不久以后，工艺水平将达到0.1微米，内核电压约为1V。根据TI的预测数据，发展计划要求十年内工艺水平达到20纳米。　　与工艺进步同样重要的是，对系统开发人员来说，它们的应用必须具有商业价值。在对某一特定设计评价一款DSP时，最重要的三个考虑因素是“3P”，即价格、性能和功耗。开发人员的要求促使DSP供应商将

9、“3P”作为器件优化的三个主要方向。或者，换句话讲，DSP供应商应根据应用的要求在低成本、高处理速度和低功耗操作三个方面对器件进行优化。过分重视任何一个因素都将在一定程度上牺牲其它两项性能表现。　　目前，采用最先进工艺制造的DSP越来越多地用于满足高性能系统(如多通道基站和线路卡)或低功耗系统(如无线)