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DSP是什么?详解DSP又称数字信号处理器

时间:04-18 来源:网络整理 点击:

    DSP是什么

  DSP又称数字信号处理器。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。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。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滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。

  数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)与数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)两者的缩写都是DSP,但凡是电子信息类专业的同学,都知道DSP是这个学科最重要的专业基础课程之一,但实际上,很多朋友对这两个DSP还有不少的误解。

  数字信号处理是"是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术",这是维基百科的定义。在我们更多人的理解中,数字信号处理更多的是指理论方面,比如采样定理、Z变换、线性时不变理论、滤波器及其设计方法(包括FIR与IIR)、频谱分析(DFT,FFT)等内容。更高级的数字信号处理内容还包括自适应滤波、功率谱估计、多速率信号处理、小波变换等等。如果把这个框扩大一些,如定义所言,凡是以数字方式处理信号的理论均属于数字信号处理的范畴。

  数字信号处理器则更多的是指具体的实现技术方面,也即是说是一类专门用于实现数字信号处理算法的半导体器件。这类器件主要针对数字信号处理典型算法如FIR滤波、FFT等专门优化了内核硬件结构。比如在寻址方式上提供圆周寻址以更有效地实现FIR滤波;再比如针对FFT算法中的位反转运算,提供了专门的指令;凡此等等,不一而足。只是因为这些有别于通用处理器的设计,使得数字信号处理器非常适合数字信号处理算法应用比较多的场合,比如在通信、语音、视频、雷达等许多的领域。

  这两者的联系是明显的。数字信号处理提供思想武器和理论支持,是高高在上的领导者;数字信号处理器在理论的指导下,实实在在地实现某个算法的功能,是脚踏实地的实践者。针对某个特定的应用,如果没有成熟的算法,即便是DSP硬件电路搭建得再好,DSP的编程语言再熟悉,终究是解决不了问题。反过来说,如果算法成熟,如果没有设计优良的硬件电路,没有编写完善的软件代码,同样也很解决不了问题。在这个意义上,两者相互依存,解决实际问题缺一不可。

  同样,这两者的区别也是明显的。数字信号处理更偏重理论的分析和推导,常用的工具是数学语言。数字信号处理器更偏重实践,常用的工具是硬件设计的辅助软件和专门的编程环境和编程语言。数字信号处理更本质,具有更大的普遍性。基本的理论永不过时。比如说数字信号处理基础的两大柱石滤波器设计与频谱分析,多少年来,一代又一代的人在不断学习。而数字信号处理器则具有易变性。随着半导体技术的不断发展,新的芯片层出不穷,今天还是功能强大的新芯片,明天可能就成了过时品,在市面上难觅踪影。另外,数字信号处理器只是实现数字信号处理的一类芯片,除此之外,其它类型的芯片同样可以实现数字信号处理算法,比如FPGA,功能可能更强大,从这个角度更能体现数字信号处理的普遍性。

  DSP的全称为Digital Signal Process,即数字信号处理技术,DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。近年来,数字信号处理器(DSP)芯片已经广泛用于自动控制、图像处理、通信技术、网络设备、仪器仪表和家电等领域;DSP为数字信号处理提供了高效而可靠的硬件基础。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。

  

  DSP特点

  DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器。该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,提供特殊的指令,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。

  TMS320x24x系列数字信号处理器是TI公司推出地一种面向数字马达控制、嵌入式控制系统和数字控制系统开发的新型可编程DSP芯片。LF2407是x240x系列DSP控制器*能最强、片上设施最完备地一个型号,被广泛用于代码开发、系统仿真及实际系统中,其主要特点:

  (1) 采用高性能静态CMOS技术,使得供电电压降为3.3V,减小了控制器的功耗;30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns(30MHz),从而提高了控制器的实时控制能力。

(2) 两个事件管理器模块EVA和EVB,每个包括:两个16位通用定时器;8个16位的脉宽调制(PWM)通道。适用于控制交流感应电机、无刷直流电机、步进电机和逆

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