DSP是什么
DSP是一种快速强大的微处理器,独特之处在于它能即时处理资料,正是这项即时能力使得DSP最适合支援无法容忍任何延迟的应用。举例来说,您是否曾使用过一种不允许双方同时说话的手机?您必须等到对方把话说完后,您才能接着说;如果您们两个人同时讲话,讯号就会被切断,使您听不到对方声音。今日的数位手机则允许您以正常方式交谈,因为它采用了DSP。
行动电话内的DSP能以超高速度处理语音,使您能即时听到对方的说话,完全感受不到任何延迟。再以相同应用为例,早期的行动电话常会出现回音,但数位行动电话却能将回音和通话停顿的现象完全消除。DSP会以声音之类的真实世界讯号为目标,透过数学运算改变它的特性,以便得到更佳音质;DSP还能压缩资料(您的声音),消除背景杂讯,使您的声音能以更高速率传送,进而提供清彻无比的通话品质,没有恼人的回声。
这是DSP用途的最简单解释。要改善讯号,您需要数位讯号,然后对它进行处理,结果可能是更清晰的声音、更锐利的画面或是更快速的资料;而这项讯号加强能力也带来突破性的新应用,例如网路音乐和家庭宽频都因此得以实现。
Digital Signal Processing 数字信号处理
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。 信号处理方式的比较 | ||
比较因素 | 模拟方式 | 数字方式 |
修改设计的灵活性 | 修改硬件设计,或调整硬件参数 | 改变软件设置 |
精度 | 元器件精度 | A/D的位数和计算机字长,算法 |
可靠性和可重复性 | 受环境温度、湿度、噪声、电磁场等的干扰和影响大 | 不受这些因素的影响 |
大规模集成 | 尽管已有一些模拟集成电路,但品种较少、集成度不高、价格较高 | DSP器件体积小、功能强、功耗小、一致性好、使用方便、性能/价格比高 |
实时性 | 除开电路引入的延时外,处理是实时的 | 由计算机的处理速度决定 |
高频信号的处理 | 可以处理包括微波毫米波乃至光波信号 | 按照奈准则的要求,受S/H、A/D和处理速度的限制 |
Digital Signal Processor 数字信号处理器
微处理器(Microprocessor)的分类 |
通用处理器(GPP) 采用冯.诺依曼结构,程序和数据的存储空间合二而一 8-bit Apple(6502),NEC PC-8000(Z80) 8086/286/386/486/Pentium/Pentium II/ Pentium III PowerPc 64-bit CPU(SUN Sparc,DEC Alpha, HP) CISC 复杂指令计算机, RISC 精简指令计算机 采取各种方法提高计算速度,提高时钟频率,高速总线,多级Cashe,协处理器等 |
Single Chip Computer/ Micro Controller Unit(MCU) 除开通用CPU所具有的ALU和CU,还有存储器(RAM/ROM)寄存器,时钟,计数器,定时器,串/并口,有的还有A/D,D/A INTEL MCS/48/51/96(98) MOTOROLA HCS05/011 |
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