数字信号处理器的分析与发展趋势

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1、1数字信号处理器DSP的介绍1.1数字信号处理器DSP的概念数字信号处理器DSP(digitalsignalprocessor)是一种专门设计用来处理数字信号的高速处理器。它可以接受模拟信号并且把它转化为数字信号，再对数字信号进行修改、放大完成相应的逻辑运算。数字信号处理器DSP具冇可编程性，它的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，是处理拥有人量数字信号的系统的重要芯片。它的强人数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。在数字信号处理器之前的处理器主要有两种，一种是通用计算机核心的中映处理器CPU,另

2、一种是微控制器MCUo这两种处理器的在进行人量运算时都面临技术瓶颈，一种高速的数字信号处理的器件亟待产生。那个时候，数字信号处理的理论已经有了，像滤波器、编码解码等对于乘法、浮点运算要求很高，如果用通用CPU来处理的话，指令非常多、效率比较低；而如果在处理器屮就有这样一个乘加结构，数字滤波器就可以在一个指令屮完成而达到实时的处理结果。由于技术与人暈运算和关，每秒完成百力条指令运算就变为一个新的单位每秒百万条指令)。早期DSP出现时采用了NM0S工艺，基于N.M0S工艺的芯片会产生大蚩的功耗，由于这个原因DSP生产工艺很快转换为CMOSo数

3、字信号处理是利用专用或通用数字信号处理芯片，通过数字计算的方法对信号进行处理。与模拟信号处理相比，数字信号处理具有精确，灵活，抗干扰能力强，可靠性好和易于人规模集成等特点。DSP系统以数字信号处理为基础，与模拟信号处理系统相比，其优点:接口简单，方便。由于数字信号的电气特性简单，不同的DSP系统相互连接时，在硬件接口上容易实现。精度高，稳定性好。数字信号处理仅受虽化误差和冇限字长的影响，处理过程不引入其他噪声，因此有较高的信噪比。另外模拟系统的性能受元器件参数性能影响较人,而数字系统基木不变，因此数字系统更便于测试，调试，及批量牛•产。编

4、程方而，容易实现复朵的算法。在DSP系统中，DSP芯片捉供了一个髙速计算平台，系统功能依赖于软件编程实现。当其与现代信号处理理论和计算数学相结合时，可以实现复杂的信号处理功能。集成方而。现代DSP芯片都是将DSP芯核及其外围电路综合集成在单一芯片上。这种结构便于设计便携式高集成度的数字产晶。1.2数字信号处理器DSP的发展阶段但是DSP的成木一直居高不下，实现每个MIPS的成本高达10〜100美元。高产木使得DSP的推广受到一定的影响。因此，上个世纪六、七十年DSP主要用于高尖端领域。到了八1年代，有些公司陆续设计岀适合于DSP处理技术的

5、处理器，于是DSP开始成为一种高性能处理器的名称。TJ在1982年发布了第一颗DSP芯片,名为TMS32010,这是一个处理速度达5个MIPS的处理器。首席科学家兼DSP业务开发经理GeneFrantz的一段话：“DSP产业在约40年的历程屮经历了三个重要阶段：第一阶段，DSP意味着数字信号处理，并作为一个新的理论体系广为流行；随着这个时代的成熟，DSP进入了发展的第二阶段，在这个阶段，DSP代表数字信号处理器，这些DSP器件使我们生活的许多方而都发牛了巨大的变化;接下来乂催半了第三阶段，这是-•个赋能的吋期，我们将看到DSP理论和DSP

6、架构都被嵌入到类产品屮。”八十年代示开始了第二个阶段,DSP从数字信号处理的概念逐步走向了产品。如同任何新兴事务一样，新兴的DSP业务也承担着巨人的风险，如何降低成木成为当时设计师需要考虑的事情。当设计帅努力使DSP处理器每MIPS成本降到了低于10美元范围时，DSP开始在包括商业应用在内的各行屮不断获得成功。九十年代初，TI推岀价格可与16位微处理器不相上下的DSP芯片，首次实现批量单价每MIPS低于5美元，但所能捉供的性能却比以询提高了至10倍。到九十年代中期，多家公司跻身DS1）领域与T1进行市场竞争。首家提供可定制DSP,可定制D

7、SP基于内核的设计对使DSP具有更高的系统集成度，大加速了产站的上市时间。同吋，T1瞄准DSP电子帀场上成长速度最快的领域。到90年代中期,这种可编程的DSP器件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等，其屮最为辉煌的成就是在数字蜂贞电话中的成功。这时，DSP业务也一跃成为TI最人的业务，这个阶段DSP每MIPS的价格已降到10美分到1美元的范围。二十一世纪DSP发展进入第三个阶段，市场竞争更加激烈。激烈的竞争更加促进技术一直前进，未来的发展一定会有更加广阔的空间。随着消费者要求的提高，嵌入式设备也在不

8、断的升级。数字技术正在极大的改变着我们的工活和体验。作为数字化技术的基石，数字信息处理（DSP）技术已经、正在、并且还将在其屮扮演一个不同或缺的角色。越来越多的新的高性能的嵌入式设备被研发出来