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数字讯号处理器

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数字讯号处理器  数字讯号处理器是用于快速处理数字信号的专用处理器,具有比通用微处理器高得多的处理速度,用于信号的滤波、相关、均衡、变换、调制解调和编码解码等实时处理。由于强大的数据处理能力和快捷的运行速度,数字讯号处理器在信息科学领域发挥着越来越大的作用。

  数字讯号处理器系统以数字信号处理为基础 ,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。

  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。

  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 CPU的融合;

  数字讯号处理器和 SOC(System - on - chip)的融合;

  数字讯号处理器和 FPGA的融合;

  实时操作系统 RTOS与数字讯号处理器结合。



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