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DSP部分概述

所在栏目:物联网 时间:09-15 06:44 分享:

DSP,也称数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器。DSP 芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP 指令,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下的一些主要特点:

◆在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

◆程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据。

◆片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块芯片中同时访问。

◆具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

◆快速的中断处理和硬件I/O 支持。

◆具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

◆可以并行执行多个操作。

◆支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作重叠执行。从DSP的上述特点可以看出,DSP作为一个微处理器可以代替通用处理器或单片机作为系统的控制内核,另一方面,作为信号处理器,采用数字信号处理技术来代替模拟信号处理技术是现代电子技术的发展方向。DSP 发展历程大致分为3个阶段:20世纪70 年代理论先行、80 年代产品普及、90年代突飞猛进。在DSP出现之前数字信号处理只能依靠MPU(微处理器)来完成,但MPU较低的处理速度无法满足高速实时的要求。直到20世纪70 年代,有人才提出了DSP 的理论和算法基础。那时的DSP 仅仅停留在教科书上,即便是研制出来的DSP 系统也是由分立元件组成的,其应用领域仅局限于军事和航空、航天部门。随着大规模集成电路技术的发展,1982 年世界上诞生了首枚DSP芯片。这种DSP 器件采用微米工艺NMOS技术制作,虽功耗和尺寸稍大,但运算速度却比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。DSP 芯片的问世是个里程碑,它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。至20 世纪80年代中期,随着CMOS技术的进步与发展,第2 代基于CMOS 工艺的DSP 芯片应运而生,其存储容量和运算速度都得到成倍提高,成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。

20 世纪80年代后期,第3代DSP芯片问世,运算速度进一步提高,其应用范围逐步扩大到通信和计算机领域。20 世纪90 年代DSP 发展最快,相继出现了第4代和第5代DSP 器件。现在的DSP 与以前的相比,系统集成度更高,将DSP 核及外围元件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP 芯片不仅在通信和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。1.DSP与模拟信号处理的区别数字信号处理技术代替模拟信号处理是当今电子设计发展的趋势,DSP技术已经显著地改变了现代电子产品设计的结构,随着A/D 转换和DSP 速度的提高,数字处理技术越来越向射频前端靠近。

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