DSP技术在通信领域的应用及发展

DSP技术论文题目：DSP技术在通信领域的发展及应用学号：09163专业班级：09通信1班姓名：日期：2011.09.04一：摘要数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛DSP技术图解的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。关键词:数字信号处理通信发展1.summaryDigitalsignalprocessingisainvolvesmanysubjectsandwidelyusedinmanyfieldsofemergingdisciplines.Sincethe1960s,alongwiththecomputerandtherapiddevelopmentofinformationtechnology,digitalsignalprocessingtechnologyarisesatthehistoricgetrapiddevelopment.Inthepasttwentyyears,digitalsignalprocessinghasbeenincommunicationandotherareastobeextremelyextensiveapplicationofDSPtechnologydiagram.Digitalsignalprocessingisusingacomputerorspecialtreatmentequipment,indigitalformthesignalcollection,transform,filtering,valuations,enhance,compression,identificationoftreatmenttogetpeoplewithneedsignaltypes.Keywords:digitalsignalprocessingcommunicationdevelopment二：前言现代社会对数据通信需求正向多样化、个人化方向发展。而无线数据通信作为向社会公众迅速、准确、安全、灵活、高效地提供数据交流的有力手段，其市场需求也日益迫切。正是在这种情况下，3G、4G通信才会不断地被推出，但是无论是3G还是4G，未来通信都将离不开DSP技术（数字信号处理器)，DSP作为一种功能强大的特种微处理器,主要应用在数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理方面，可以说DSP将在未来通信领域中起着举足轻重的作用。三：DSP技术在通信领域的发展及应用为了确保未来的通信能在各种环境下自由高效地工作，这就要求组成未来通信的DSP要具有非常高的处理信号的运算速度，才能实现各种繁杂的计算、解压缩和编译码。而目前DSP按照功能的侧重点不一样，可以分为定点DSP和浮点DSP，定点DSP以成本低见长，浮点DSP以速度快见长。如果单一地使用一种类型的DSP，未来通信的潜能就不能得到最大程度的发挥。为了能将定点与浮点的优势集于一身，突破DSP技术上的瓶颈，人们又推出了一种高级多重处理结构--VLIW结构，该结构可以在不提高时钟速度的情况下，实现很强的数字信号处理能力，而且它能同时具备定点DSP和浮点DSP所有的优点。为了能推出一系列更高档的新技术平台，人们又开始注重DSP的内核技术的开发，因为DSP的内核就相当于计算机的CPU一样，被誉为DSP的心脏，大量的算法和操作都得通过它来完成，因此该内核结构的质量如何，将会直接影响整个DSP芯片的性能、功耗和成本。考虑到未来无线访问Internet因特网和开展多媒体业务的需要，现在美国的Sun公司始准备准将该公司的拳头产品语言嵌入到DSP中，以便能进一步提高DSP在处理信号方面的自动化程度和智能化程度。当然，在以前DSP中也潜入了其他软件语言，例如高级C语言，但这种语言在处理网络资源以及多媒体信息方面无能为力；而personaljava是一种适合个人网络连接和应用的Java环境，基于该环境的个人通信系统可以从网络和Internet网上下载数据和图像。此外，人们还在研究开发符合MPEG-4无解压缩标准DSP，该压缩标准将为未来通信传输各种多媒体信息提供了依据。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。DSP的电磁兼容特性主要反映在管脚信号电气特性上。DSP的输入输出信号多数是数字信号，其外部接口电路也多数是数字电路，包括功率器件IPM也工作在开关状态，整个系统具有明显的数字电路特征，只有电流反馈环路是模拟信号，通过DSP的片内A/D转换器将模拟信号转成数字信号进行处理，再控制PWM的输出来实现闭环控制。在本设计中电磁干扰的表现具体分析为以下几点。(1)瞬态脉冲干扰对数字电路的影响数字信号处理器以二进制码为基础。用高、低电平来表示二进制数据，并通过各种电路来描述信号特征，从而达到控制对象的目的。瞬态脉冲干扰将严重地影响了数据传输和控制状态，对于数字电路本身虽然具有很强的抗干扰能力，但在高频率电路中易受到携带高能量的脉冲干扰，其干扰部位表现在时钟发生器、总线数据传输、PWM控制信号。IPM内部的IGBT高速工作在开关状态将产生很强的开关噪声，通过地线、电源线、分布电容、分布电感的耦合带入低压数字电路中，有时严重地干扰了TMS320F240数字信号处理器的运算，表现为失控、程序跑飞和死机。(2)分布电感、电容对信号的影响基于DSP控制的系统设计，控制部分通常选用TMS320F240EVM评估板，控制电路印制板的设计简化了很多，只有IPM驱动板的电路设计和印制板要仔细地分析信号间的分布电容、分布电感的影响。但要注意考虑的是评估板与驱动板间的信号总线分布电感的影响，他可能会造成信号的延时和加长PWM控制信号的上、下降时间，从而导致IPM模块中的上、下桥臂IGBT共通，这样将造成IPM模块不可恢复的永久损坏。四：DSP技术在通信领域的发展前景很明然，在可预见的一段时间内，无线应用仍将是可编程DSP市场的驱动引擎。不过，嵌入式DSP市场是一个更大的市场，我们将在后续的市场报告中予以讨论。DSP技术(无论何种形式)是你能够访问窄带、宽带或是无线互联网的唯一手段，它还是新兴的分组(IP)电话市场的关键。没有DSP就没有对互联网的访问，没有多媒体，也没有无线通信。因此，尽管遭遇了短期的市场挫折，DSP仍将是整个半导体工业的技术驱动力。而国内发展DSP的厂商并不多，而主要的应用产品是DVD与无线电话等，因此国内DSP的产值并不高；而在产品应用上，目前重要的DSP应用产品，如行动电话、调制解调器、HDD等个人计算机与通讯领域应用产品，都是采用国际大厂的DSPsolution，因此国内厂商尚无插足的余地。在未来的发展上，国内的业者如欲进入DSP领域，在目前这个垄断市场情况相当明显的情势之下，应避免与国际大厂在其擅长的领域正面交锋，若能另辟市场，选择利基产品切入，例如消费性电子产品市场，则尚有机会在DSP市场一搏，目前国内已有相当不错成绩的DVD产品即为一证明。世界经济萧条和中国经济的持续发展使更多世界一流的跨国公司调整在中国的策略，中国市场已经成为世界一流的跨国公司DSP发展的关键因素。更大的原因是中国DSP市场占全球市场的比重越来越大，DSP厂商只有在中国市场上取得成功，才有望扩大其市场份额。这些公司希望迅速在中国主要城市建立销售办事处，在加强销售覆盖率的同时，把DSP技术支持规模迅速扩大，并实现技术信息本地化。技术信息本地化是体现他们在中国进行调整的标志性措施，它将使ADI在新产品的设计上加入中国因素，通过设计部门与中国现场服务工程师进行信息沟通、汇总，实际上是把他们在发达国家的市场策略引入中国。驱动世界一流的跨国公司进行中国调整的因素很多，一是中国DSP市场在全球重要性日益明显，二是他们自身在技术和市场发展上的需要。种种迹象表明，中国市场是亚洲发展潜力最大的市场，数字革命促进了高性能DSP的广泛应用，如数码相机、VoIP电话和手持电子设备等。而中国在电子产品制造上的地位越来越重要，世界一流的跨国公司已经迅速转向中国并建立设计中心和制造厂。中国在消费电子产品上的发展更为引人注目，许多消费类电子产品需要更低成本、更易使用的DSP产品，如音响设备、DVR、机项盒等。五：个人看法整体来看，DSP应用在通讯领域、数字影音的产品将越来越普及，使得相关市场需求越来越大，未来DSP市场竞争将越趋激烈。虽然目前DSP的主要应用产品的市场都是由国际半导体大厂所控制，但是我国在政策的扶植下，本土厂商积极投入研发资源，以消费性产品作为进入DSP市场的一个敲门砖，也必将在DSP市场上争得一席之地。参考文献[1]onbehalfofJohnLu,TangXiaoying,LIUWei-FengBasedonembeddedmulti-parameterhealthmonitoringsystem.Electronicapplications,2006;[2]ZhangHaitao,embeddedsystemdesignandapplication,Beijing:SciencePress,2007.[3]SunTianze.Coexistenceandcompetitionopportunitiesfortheembeddedmarket-2007Programmers,2008;