浅析数字信号处理DSP.docx

数字信号处理器（DSP）摘要：/view/162096.htm数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与/view/2510039.htm模拟信号处理是信号处理的子集。/view/162096.htm数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或/view/162707.htm滤波。目前DSP已经处于数字信息产品核心引擎的地位。对DSP的发展历史、优缺点、发展现状、以及它的发展趋势进行分析。关键词：数字信号处理器、发展趋势0、引言DSP（DigitalSignalProcessor)也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，DSP也是一种嵌入式处理器，它完全可以完成单片机的功能。唯一重要的区别在于DSP支持单时钟周期的“乘加”运算。其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。自从数字信号处理器问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口的特点，已在/view/15007.htm通信与/view/8231.htm信息系统、/view/54338.htm信号与/view/553565.htm信息处理、/view/294361.htm自动控制、/view/1457.htm雷达、/view/4656.htm军事、/view/51553.htm航空航天、/view/178859.htm医疗、/view/174977.htm家用电器等许多领域应用，并发挥越来越重要的作用。1、数字信号处理器(DSP)的发展历程DSP的概念最早出现在上个世纪60年代，直到70年代提出了DSP理论和算法。1982年，德克萨斯仪器公司推出了世界上首枚DSP芯片，即TMS32010，运算速度比MPU快了几十倍，尤其在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。日立公司于80年代中期推出了它的第一片CMOSDSPHD61810，这是第一片运用浮点运算的DSP。其存储容量和运算速度成倍提高，成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。80年代后期，第三代DSP芯片问世，运算速度进一步提高，其应用于范围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代DSP发展最快，相继出现了第四代和第五代DSP器件。现在的DSP属于第五代产品，与第四代相比，系统集成度更高。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们日常消费领域。经过20多年的发展，DSP产品的应用已扩大到人们的学习、工作和生活的各个方面，并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。目前，对DSP爆炸性需求的时代已经来临，前景十分可观。21世纪DSP发展进入第三个阶段，市场竞争更加激烈，TI及时调整DSP发展战略全局规划，并以全面的产品规划和完善的解决方案，加之全新的开发理念，深化产业化进程。成就这一进展的前提就是DSP每MIPS价格目标已设定为几个美分或更低。无疑，CMOS工艺的改变大大降低了功耗，而且随着工艺节点从3微米、0.8微米、0.1微米以及未来的纳米工艺，低功耗是DSP一个不变的特性。同时，DSP的主频不断得到提升，从开始的5MHz，到100MHz、200MHz。今天针对基站应用的DSP芯片主频达到1.1GHz、处理能力超过8000MIPS。2 DSP系统和芯片的基本结构3、数字信号处理器(DSP)的特点3.1优点DSP具有体积小、功耗小、使用方便、实时处理迅速、处理数据量大、处理精度高、性能价格比高等优点。DSP之所以有以上优点，是因为DSP内部采用了以下5种技术：　1)采用哈佛(Harvard)结构体系或改进的哈佛结构体系。DSP处理器几乎毫无例外的采用哈佛结构。哈佛结构把程序代码和数据的存储空间分开，并有各自的地址和数据总线，每个存储器独立编址，用独立的一组程序总线和数据总线进行访问。　2)采用多总线结构。多总线结构可以同时读取多组数据和存储多组数据，即同一时钟周期内可以执行多个操作指令。　3)采用流水线操作。由于DSP哈佛结构指令的各个阶段可以重叠进行，这样对每一条指令似乎都是在一个周期内完成，可以把指令周期减到最小，增加数据吞吐量。　4)采用硬件乘法器和高效的MAC指令。DSP芯片都有硬件乘法器，使得乘法运算做到一个周期内完成。与之配合的指令为MAC乘法累加指令，它可以在单周期内取两个操作数相乘，并将结果加载到累加器。　5)采用独立的传输总线及其控制器。处理器高速处理速度必须与高速的数据访问和传输相配合。而且为不影响CPU及其相关总线的工作，DSP的DMA单独设置了传输总线及其控制器，因此DMA可以独立工作。3.2缺点成本较高 、高频时钟的高频干扰 、功率消耗较大等。4、DSP芯片的产品和市场DSP主要应用市场为3C（communication、computer、consumer——通信、计算机、消费类）领域，所占市场比