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DSP技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用分析
導語：在計算機技術(shù)及現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展下，DSP技術(shù)已經(jīng)成為一門涉及面 十分廣闊的技術(shù)學科。下文來談?wù)凞SP技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，歡迎大家參考!
摘要：DSP技術(shù)在計算機、電子、通信等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，將DSP技術(shù)的應(yīng)用對很多行業(yè)都有重大的意義。利用DSP技術(shù)構(gòu)建一個具有高速、實時信號處理特點的通用實踐平臺，設(shè)置DSP應(yīng)用軟件，即可對實踐平臺功能加以控制、改變，使之完成需要的實踐活動。本文從DSP技術(shù)的發(fā)展及特點出發(fā)，詳細闡述了DSP的應(yīng)用思路、結(jié)構(gòu)及功能。
關(guān)鍵詞：DSP技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用
一、DSP概述
DSP(Digital Signal Processing)是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。
二、DSP的優(yōu)勢
在計算機技術(shù)及現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展下，DSP(數(shù)字信號處理)技術(shù)已經(jīng)成為一門涉及面十分廣闊的技術(shù)學科。隨著集成化DSP技術(shù)的問世，DSP技術(shù)得到了極大的發(fā)展，同時也使DSP的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。目前，DSP技術(shù)已經(jīng)在計算機、電子、通信、儀器、軍事、醫(yī)學等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用�；贒SP的信號處理系統(tǒng)，主要具有以下優(yōu)勢：
(1)、豐富的外設(shè)
DSP具有DMA(有一組或多組獨立的DMA總線，與CPU的程序、數(shù)據(jù)總線并行工作，在不影響CPU工作的條件下，DMA速度已達800Mbyte/s以上)、串口、定時器等外設(shè)。
(2)、特殊的尋址模式
DSP處理器往往都支持專門的尋址模式，它們對通常的信號處理操作和算法是很有用的。例如，模塊(循環(huán))尋址(對實現(xiàn)數(shù)字濾波器延時線很有用)、位倒序?qū)ぶ?對FFT很有用)。
(3)、可程控性
基于DSP的信號處理系統(tǒng)，設(shè)計有多種軟件，不同軟件可執(zhí)行不同的信號處理任務(wù)，如載入數(shù)據(jù)采集軟件后，就可對數(shù)據(jù)進行采集，若載入解調(diào)、調(diào)制軟件，則可進行調(diào)節(jié)解調(diào)。
、數(shù)據(jù)處理能力強大
DSP芯片應(yīng)用的是哈佛結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中將數(shù)據(jù)存儲和程序存儲空間是分離開的，各自具有數(shù)據(jù)總線和地址總線，正是這種結(jié)構(gòu)使其能夠同時進行數(shù)據(jù)和指令處理，使處理效率大為提升。
(5)、高集成度
DSP是一種高位、高速單片機，其具有體積小、功耗小、功能強、集成度高、系統(tǒng)化好、性價比高、使用方便的優(yōu)點。
三、DSP技術(shù)的發(fā)展
DSP的功能越來越強，應(yīng)用越來越廣，達到甚至超過了微控制器的功能，比微控制器做得更好而且價格更便宜，許多家電用第二代DSP來控制大功率電機就是一個很好的例子。汽車、個人通信裝置、家用電器以及數(shù)以百萬計的工廠使用DSP系統(tǒng)。數(shù)碼相機、IP電話和手持電子設(shè)備的熱銷帶來了對DSP芯片的巨大需求。而手機、MP3播放器、PDA以及手提電腦等個性化代表的設(shè)備，這些設(shè)備的發(fā)展水平都是取決于DSP的發(fā)展。所以在目前科技高速發(fā)展的新的形勢下，DSP面臨的要求必然會是功能更多更全、處理速度更高、存儲器用量更少、功耗更低的趨勢。DSP的技術(shù)發(fā)展將會有以下一些走勢：
（1）、系統(tǒng)級集成DSP是潮流
DSP芯片尺寸的小是DSP的技術(shù)發(fā)展方向。當前的DSP尺寸小、功耗低、性能高。各DSP廠商紛紛采用新工藝，改進DSP芯核，并將幾個DSP芯核、MPU芯核、專用處理單元、外圍電路單元、存儲單元統(tǒng)統(tǒng)集成在一個芯片上，成為DSP系統(tǒng)級集成電路。
(2)、DSP嵌入式系統(tǒng)
DSP嵌入式系統(tǒng)是DSP系統(tǒng)嵌入到應(yīng)用電子系統(tǒng)中的一種通用系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既具有DSP器件在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢，又具有應(yīng)用目標所需要的技術(shù)特征。在許多嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，既需要在數(shù)據(jù)處理方面具有獨特優(yōu)勢的DSP，也需要在智能控制方面技高一籌的微處理器(MCU)。因此，將DSP與MCU融合在一起的雙核平臺，將成為DSP技術(shù)發(fā)展的一種新潮流。
DSP的發(fā)展非常迅速，而銷售的價格逐年降低。目前DSP的結(jié)構(gòu)、總線、資源和接口技術(shù)都趨于標準化，尤其接口的標準化進展更快。這給從事系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員帶來很大機遇，采用先進的DSP將會使開發(fā)的產(chǎn)品具有更強的市場競爭力。
(3)、追求更高的運算速度和進一步降低功耗和幾何尺寸
由于電子設(shè)備的個人化和客戶化趨勢，DSP必須追求更高更快的運算速度，才能跟上電子設(shè)備的更新步伐。同時由于DSP的應(yīng)用范圍已擴大到人們工作生活的各個領(lǐng)域，特別是便攜式手持產(chǎn)品對于低功耗和尺寸的要求很高，所以DSP有待于進一步降低功耗。按照CMOS的發(fā)展趨勢，依靠新工藝改進芯片結(jié)構(gòu)，DSP運算速度的提高和功耗尺寸的降低是完全可能的。
(4)、DSP的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進一步改善
DSP的結(jié)構(gòu)主要是針對應(yīng)用，并根據(jù)應(yīng)用優(yōu)化DSP設(shè)計以極大改進產(chǎn)品的性能。多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重數(shù)據(jù)、超長指令字結(jié)構(gòu)、超標量結(jié)構(gòu)、超流水結(jié)構(gòu)、多處理、多線程及可并行擴展的超級哈佛結(jié)構(gòu)(SHARC)在新的高性能處理器中將占據(jù)主導地位。
DSP技術(shù)的應(yīng)用
DSP應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，與傳統(tǒng)的微處理器相比，它能夠提供更好的性能價格比，更高的運算速度和運算能力，是運算密集型而不是事務(wù)密集型的器件。隨著技術(shù)的發(fā)展和價格的降低，不斷涌現(xiàn)的新的應(yīng)用領(lǐng)圖為DSP技術(shù)的發(fā)展提供了機遇。目前正在形成的一些熱點市場，包括數(shù)字相機、醫(yī)療成像、通信、傳感器、電機控制、數(shù)字化家電等等。DSP技術(shù)和產(chǎn)品為大大提高智能儀器儀表和智能傳感器的性能和實時處理能力提供發(fā)展的機遇。可以說，在儀器儀表和傳感器領(lǐng)域，DSP技術(shù)和產(chǎn)品大有用武之地。
DSP的典型系統(tǒng)隨著信息化的進展和計算機科學技術(shù)、信號處理理論與方法的迅速發(fā)展，通信、工業(yè)過程控制等需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，對實時性和精度的要求越來越高。低檔的微處理器已不能滿足要求。高性能DSP的出現(xiàn)，軟件和開發(fā)工具的完善，價格的大幅度下降，使得DSP器件和技術(shù)在儀器儀表中具有廣闊的應(yīng)用前景。越來越多的用戶開始選用DSP提高產(chǎn)品的性能。用DSP器件作實時處理已成為當今和未來技術(shù)發(fā)展的一個新的熱點。
以TI公司的TMS320C2XX為例，該產(chǎn)品具有良好的性能價格比，其中TMS320C203單片價格不到人民幣100元，芯片內(nèi)置544字的高速SRAM。外部可尋地址64K字程序，數(shù)據(jù)及輸出輸入接口，指令周期在25～50ns。實時性處理比16位單片機快2倍以上。TMS320C206除具有TMS320C203的功能外，內(nèi)置32K零等待快閃SRAM，能最大限度地減少用戶板的體積。TMS320C240的指令、DSP核與TMS320C203、C206完全兼容，內(nèi)置8K、16K字快閃存儲器，增加了兩路10位AD，每路采樣頻率達到166kHz，提供9路獨立的PWM輸出，內(nèi)置SCI和SPI接口、CAN總線接口。這大大增強了TMS320C240的處理能力，在工業(yè)控制方面顯示了強大的生命力。典型的TMS320C240的用戶系統(tǒng)如下圖所示：
TM S320C 2XX典型系統(tǒng)
五、結(jié)語
基于DSP技術(shù)的信號處理系統(tǒng)具有可程控性、高速處理能力、高集成度特點，將其應(yīng)用于電子信息工程綜合實踐具有重要意義。將計算機微機與DSP處理器相結(jié)合，全面發(fā)揮PC強大的操作功能，DSP的可程控性和高速的信號處理功能，開發(fā)出綜合實踐系統(tǒng)，以滿足綜合實踐的各種應(yīng)用要求，從而提升了綜合實踐課程的綜合化、系統(tǒng)化。
參考文獻
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