数字讯号处理器

    数字讯号处理器内核结构进一步完善;
    数字讯号处理器和微处理器的融合;
    MPU是低成本的 ,主要执行智能定向控制任务的通用微处理器 ,但其数字信号处理能力很差 ,数字讯号处理器功能正好与其相互补充;
    数字讯号处理器和高档的融合;
    实时操作系统 RTOS与数字讯号处理器结合。

    国内数字讯号处理器的发展 ,目前我国 数字讯号处理器产品主要来自于海外。TI公司的第一代产品 TMS32010 在 1983 年最早进入中国市场 ,以后 TI 公司通过提供 数字讯号处理器培训 ,不断扩大其市场 ,约占国内市场的 90 %左右 ,其余为Lucent ,AD ,Motorola ,ZSP ,NEC等公司占领。相对国外数字讯号处理器的应用开发的情况 ,我国的差距很大。近年来 ,在国内 数字讯号处理器的一些专用用户推动下 ,我国的数字讯号处理器应用逐渐发展起来 ,但大多数公司只是依靠 TI公司而建立起来的公司 ,称为 TI的第三方 ,作一些 数字讯号处理器开发工具 ,或者作数字讯号处理器硬件平台开发和应用软件开发。国内除了一些专业的数字讯号处理器公司之外 ,一些高校在 数字讯号处理器的发展上起了关键作用 ,目前很多高校建立了 数字讯号处理器实验室 ,比如上海交通大学和华中科技大学等在这方面做的较为突出。

    1、通用数字信号处理：数字滤波相关、希尔伯特变换、自适应滤波、波形发生等。
    2、通信：卫星通信，保密通信、TDMA/FDMA/CDMA等、回音消除、数字基站等。
    3、语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音储存等。
    4、医疗电子：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。
    5、仪器仪表：频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。
    6、计算机与工作站:阵列计算机、计算加速卡、图形加速卡、多媒体计算机
    7、军事与尖端科技：导航，目标搜索追踪、侦查卫星、雷达成像等
    8、消费电子：数字电视、音响合成、图像、声音压缩解压器等

    数字讯号处理器芯片除具有普通微处理器的高速运算和控制功能外 ,还针对高数据传输速率 ,数值运算密集的实时数字信号处理 ,在处理器结构 ,指令系统 ,和指令流程设计上做了较大改动。其结构特点有:
    a.数字讯号处理器芯片普遍采用改进的哈佛结构 ,即数据总线和程序总线相互分离 ,这使得处理指令和数据可以同时进行 ,提高了处理效率。
    b.数字讯号处理器芯片大多采用流水线技术 ,即每条指令的执行划分为取指 ,译码 ,取数等若干步骤 ,由片内多个功能单元分别完成。这相当于多条指令并行执行 ,从而大大提高了运行速度。
    c.片内有多条总线可以同时进行取指和取操作数动作 ,并且有辅助寄存器自动增减地址协助寻址。
    d.配有独立的乘法器、 加法器和特殊指令 ,适用于需要大量乘累加器操作的矩阵运算 ,滤波 ,FFT,Viterbi 译码和相关的专用信号处理运算。
    e.大多数数字讯号处理器芯片一般都带有 DMA 控制器 ,外部存储器 ,外部存储器扩展接口 ,串行通信 ,配合片内多总线结构 ,可以实现大吞吐量数据传送。
    f .数字讯号处理器芯片一般配有中断处理器 ,定时器 ,片内存储器和锁相环(PLL)等片内集成外设 ,可以方便的实现一个嵌入式自封闭控制的处理系统。
    g.省电管理和低功耗。适于便携式数字终端设备。

    数字讯号处理器系统以为基础 ,与模拟信号处理系统相比 ,其优点:
    a.接口简单 ,方便。由于数字信号的电气特性简单 ,不同的数字讯号处理器系统相互连接时 ,在硬件接口上容易实现。
    b.精度高,稳定性好。数字信号处理仅受量化误差和有限字长的影响,处理过程不引入其他噪声,因此有较高的信噪比。另外模拟系统的性能受元器件参数性能影响较大,而数字系统基本不变,因此数字系统更便于测试,调试,及批量生产。
    c.编程方便 ,容易实现复杂的算法。在数字讯号处理器系统中 ,数字讯号处理器芯片提供了一个高速计算平台 ,系统功能依赖于软件编程实现。当其与现代信号处理理论和计算数学相结合时 ,可以实现复杂的信号处理功能。
    d.集成方便。现代 数字讯号处理器芯片都是将 数字讯号处理器芯核及其外围电路综合集成在单一芯片上。这种结构便于设计便携式高集成度的数字产品。