dsp是什么芯片

时间:2024-05-16 23:10:34 佩莹 生活常识 我要投稿
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dsp是什么芯片

  DSP芯片(Digital Signal Processor,数字信号处理器)是一种专门设计用于数字信号处理任务的微处理器芯片。它具有高度优化的计算能力和并行处理结构,能够高效地执行数字信号处理算法,如音频处理、图像处理、视频编解码、通信信号处理等。下面是小编整理的dsp是什么芯片,欢迎大家阅读。

  数字信号处理,英文原名为digital signal processing,简称DSP。是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术,也就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。此外,DSP也是digital signal processor的简称,即数字信号处理器,它是集成专用计算机的一种芯片,只有一枚硬币那么大。

  dsp是什么芯片

  简单地说,数字信号处理就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术,它的英文原名叫digitalsignalprocessing,简称DSP。另外DSP也是digitalsignalprocessor的简称,即数字信号处理器,它是集成专用计算机的一种芯片,只有一枚硬币那么大。有时人们也将DSP看作是一门应用技术,称为DSP技术与应用。

  《数字信号处理》这门课介绍的是:将事物的运动变化转变为一串数字,并用计算的方法从中提取有用的信息,以满足我们实际应用的需求。

  本定义来自《数字信号处理》杨毅明著,由机械工业出版社2012年发行。

  大部分信号的初始形态是事物的运动变化,为了测量它们和处理它们,先要用传感器把它们的特征转换成电信号,等到这些电信号处理完后,再把它们转变为我们能看见、能听见或能利用的形态。

  数字信号处理前后需要一些辅助电路,它们和数字信号处理器构成一个系统。图1是典型的数字信号处理系统,它由7个单元组成。

  初始信号代表某种事物的运动变换,它经信号转换单元可变为电信号。例如声波,它经过麦克风后就变为电信号。又如压力,它经压力传感器后变为电信号。电信号可视为许多频率的正弦波的组合。

  低通滤波单元滤除信号的部分高频成分,防止模数转换时失去原信号的基本特征。模数转换单元每隔一段时间测量一次模拟信号,并将测量结果用二进制数表示。

  数字信号处理单元实际上是一个计算机,它按照指令对二进制的数字信号进行计算。例如,将声波信号与一个高频正弦波信号相乘,可实现幅度调制。实际上,数字信号往往还要变回模拟信号,才能发挥它的作用。例如,无线电是电磁波通过天线向外发射的,这时的电磁波只能是模拟信号。

  数模转换单元将处理后的数字信号变为连续时间信号,这种信号的特点是一段一段的直线相连,如图2所示,有很多地方的变化不平滑。例如,调制后的数字信号,变成模拟信号后才能送往天线,通过天线就可以向外发射了。低通滤波单元有平均的作用,不平滑的信号经低通滤波后,可以变得比较平滑。

  平滑的信号经信号转换单元后,就变成某种物质的运动变化。例如扬声器,它可将电波变为声波。又如天线,它可将电流变为电磁波。电磁波是一种互相变化的电场和磁场,可以在空间中以波的形式快速移动。

  若只考虑电信号的处理过程,数字信号处理系统可看作由五个单元组成,如图3所示。

  如果把低通滤波和模数/数模转换看作一个单元,则数字信号处理也可看作由三个单元组成,如图4所示。

  DSP信号处理

  现代社会对数据通信需求正向多样化、个人化方向发展。而无线数据通信作为向社会公众迅速、准确、安全、灵活、高效地提供数据交流的有力手段,其市场需求也日益迫切。正是在这种情况下,3G、4G通信才会不断地被推出,但是无论是3G还是4G,未来通信都将离不开DSP技术(数字信号处理器),DSP作为一种功能强大的特种微处理器,主要应用在数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理方面,可以说DSP将在未来通信领域中起着举足轻重的作用。

  为了确保未来的通信能在各种环境下自由高效地工作,这就要求组成未来通信的DSP要具有非常高的处理信号的运算速度,才能实现各种繁杂的计算、解压缩和编译码。而目前DSP按照功能的侧重点不一样,可以分为定点DSP和浮点DSP,定点DSP以成本低见长,浮点DSP以速度快见长。如果单一地使用一种类型的DSP,未来通信的潜能就不能得到最大程度的发挥。为了能将定点与浮点的优势集于一身,突破DSP技术上的瓶颈,人们又推出了一种高级多重处理结构——VLIW结构,该结构可以在不提高时钟速度的情况下,实现很强的数字信号处理能力,而且它能同时具备定点DSP和浮点DSP所有的优点。为了能推出一系列更高档的新技术平台,人们又开始注重DSP的内核技术的开发,因为DSP的内核就相当于计算机的CPU一样,被誉为DSP的心脏,大量的算法和操作都得通过它来完成,因此该内核结构的质量如何,将会直接影响整个DSP芯片的性能、功耗和成本。

  考虑到未来无线访问Internet因特网和开展多媒体业务的需要,现在美国的Sun公司又开始准备准将该公司的拳头产品——PersonalJava语言嵌入到DSP中,以便能进一步提高DSP在处理信号方面的自动化程度和智能化程度。当然,在以前DSP中也潜入了其他软件语言,例如高级C语言,但这种语言在处理网络资源以及多媒体信息方面无能为力;而PersonalJava是一种适合个人网络连接和应用的Java环境,基于该环境的个人通信系统可以从网络和Internet网上下载数据和图像。此外,人们还在研究开发符合MPEG—4无线解压缩标准DSP,该压缩标准将为未来通信传输各种多媒体信息提供了依据。

  作为一个案例研究,我们来考虑数字领域里最通常的功能:滤波。简单地说,滤波就是对信号进行处理,以改善其特性。例如,滤波可以从信号里清除噪声或静电干扰,从而改善其信噪比。为什么要用微处理器,而不是模拟器件来对信号做滤波呢?我们来看看其优越性:模拟滤波器(或者更一般地说,模拟电路)的性能要取决于温度等环境因素。而数字滤波器则基本上不受环境的影响。数字滤波易于在非常小的宽容度内进行复制,因为其性能并不取决于性能已偏离正常值的器件的组合。一个模拟滤波器一旦制造出来,其特性(例如通带频率范围)是不容易改变的。使用微处理器来实现数字滤波器,就可以通过对其重新编程来改变滤波的特性。

  什么是dsp芯片

  DSP芯片通常具有以下特点:

  高速运算能力:DSP芯片采用高度优化的指令集和硬件结构,能够以高速进行浮点运算和乘累加操作,适用于实时信号处理任务。

  并行处理结构:DSP芯片通常采用多个算术逻辑单元(ALU)和数据通路,以支持并行计算,提高处理效率。

  特定应用领域优化:DSP芯片经过针对特定应用领域的优化设计,如音频处理、通信信号处理、图像处理等,以满足不同应用场景的需求。

  低功耗设计:DSP芯片在设计上注重功耗的优化,以满足便携设备和嵌入式系统的需求,能够在有限的电池容量下实现高性能的数字信号处理。

  DSP芯片广泛应用于多个领域,包括音频设备、无线通信、雷达系统、医疗设备、汽车电子等。它们在实时信号处理和高性能计算方面具有独特的优势,能够加速和优化各种信号处理任务的执行。

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