浅谈DSP技术的应用和发展前景

浅谈DSP技术的应用和发展前景

【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。本文概述了数字信号处理技术的发展过程，分析了DSP处理器的优点以及适用领域，对数字信号处理技术的发展前景进行了展望。

【Abstract】: Digital signal processing (DSP) is a new subject that involves many disciplines and widely applied in many fields. This paper briefly described the development process of digital signal processing technology, analysis of the advantages of DSP processor and the application fields, development prospect of the digital signal processing technology is prospected.

【关键词】DSP技术，发展历程，优点，领域，前景

【Key words】DSP technology, development, advantages, field, prospect

一、DSP技术的发展历程

在数字信号处理技术发展的初期（二十世纪50-60年代），人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。直到70年代，有人才提出了DSP的理论和算法基础。一般认为，世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S281l。1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个重要里程碑。这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mPD7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP芯片，从而被认为是第一块单片DSP器件。

随着大规模集成电路技术的发展，1982年美国德州仪器公司推出世界上第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品，标志了实时数字信号处理领域的重大突破。Ti公司之后不久相继推出了第二代和第三代DSP芯片。90年代DSP发展最快。Ti公司相继推出第四代、第五代DSP芯片等。

随着CMOS技术的进步与发展，日本的Hitachi公司在1982年推出第一个基于CMOS工艺的浮点DSP芯片，1983年日本Fujitsu公司推出的MB8764，其指令周期为120ns，且具有双内部总线，从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能浮点DSP芯片应是AT&T公司于1984年推出的DSP32.与其他公司相比，Motorola公司在推出DSP芯片方面相对较晚。1986年，该公司推出了定点处理器MC56001.1990年推出了与IEEE浮点格式兼容的浮点DSP芯片MC96002。美国模拟器件公司（AD）在DSP芯片市场上也占有一定的份额，相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片。自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛，并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。从运算速度来看，MAC（一次乘法和一次加法）时间已经从20世纪80年代初的400ns降低到10ns以下，处理能力提高了几十倍。DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年占模片区的40%左右下降到5%以下，片内RAM数量增

加一个数量级以上。DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加，如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。

二、dsp技术的优点

1.哈佛结构：即独立的程序存储空间和独立的数据存储空间；独立的程序总线和独立的数据总线。

2. 流水线技术：将指令的各个步骤重叠起来执行，缩短了指令的平均执行时间。

3. 特殊的DSP指令：如同时具有加、乘、数据移动的MACD指令，专门针对FIR滤波器的FIRS指令和LMS算法的LMS指令等。

4. 指令周期短：随着集成电路工艺的发展，DSP广泛采用亚微米CMOS制造工艺，运行速度越来越快。如TMS320C54X运行速度可达100MIPS。而C64XX主频可达

1.1GHz。

5. 专用的硬件乘法器：与一般计算机不同，DSP都有硬件乘法器，使乘法运算可在一个指令周期内完成。

6. 运算精度高：已从8位字长提高到16位、24位、32位等。其中，浮点DSP可比定点DSP有更高的精度。

7. 硬件配置强：DSP的接口越来越强，片内有 McBSP、HPI、DMA控制器、锁相环时钟产生器、定时器、通用I/O、JTAG边界扫描逻辑电路等等。

8. 良好的多机性：多DSP芯片的并行处理逐渐 在应用中暂露头角。

9. 耗电省：低电压3.3V/2.5V/1.8V/0.9V

10. 高度集成：芯片的集成度在数十到数百万门 量级。

三、dsp主要应用领域：

1.信号处理：如数字滤波、FFT、DCT、CORR、CONV、PatternMatch等。

2.通信：自适应均衡、调制解调、数据压缩、编码、扩频通信、移动通信、软件无线电等。

3.语音：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音存储、语音邮件等。 图形与图像：二维和三维图形处理、图像压缩、编码处理、机器人视觉、模式识别等。

4.军事：保密通信、雷达处理、声纳处理、图像处理、射频调制、导航、导弹制导等。

5.仪器仪表：频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理、数字滤波、模式匹配、暂态分析等。

6.自动控制：如引擎控制、声纳、自动驾驶、交通控制、机器人控制、激光打印机控制、电机控制等。

7.医疗：助听器、超声设备、诊断工具、病人监护、胎儿监控、修复手术等。

8.家用电器：如高保真音响、音调控制、玩具与游戏、数字电话与电视电话、数字收音机等。

9.汽车：防滑制动器、车载移动电话、发动机控制、导航及全球定位、振分析、声控、防撞雷达等

四、DSP技术的发展趋势

1． 努力向系统级集成DSP迈进，将几个DSP芯核、MPU芯核、专用处理单元、外围电路 …… 此处隐藏：1008字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……