DSP的发展和应用

DSP的发展和应用DSP数字信号处理(DigitalSignalProcessing，简称DSP)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。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。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的应用。DSP的发展历程第一种商品化的IC数字信号处理器是英特尔的2920，早在1979年就在取代全双工、1200bps数字硬调制解调器中的模拟滤波器组了。那时几乎任何商业化信号处理任务都需要模拟计算，伴有复杂的反馈回路和补偿电路来维持稳定性。各种依赖位片处理器小型电脑和数据采集硬件的技术都极其昂贵，并且通常只适合于研究人员。能够经济地把信号数字化，并在数字领域进行数学计算，从而减少漂移和其它用模拟技术处理也很昂贵的不精确条件，这种逻辑很有吸引力，它直接导致今天市场上出现多种系列的DSP。八十年代前后，公司设计出适合于DSP处理技术的处理器，于是DSP开始成为一种高性能处理器的名称。TI在1982年发表一款DSP处理器名为TMS32010，其出色的性能倍受业界的关注，当然新兴的DSP业务的确承担着巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。1991年TI推出的DSP批量单价首次低于$5美元而可与16位的微处理器相媲美，但所能提供的性能却是其5至10倍。进入九十年代，有多家公司跻身于DSP领域与TI进行市场竞争。TI首家提供可定制DSP，称作cDSP。到九十年代中期，这种可编程的DSP器件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、消费类音频和视频产品等等，其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。虽然这个阶段DSP每MIPS的价格已降到10美分到1美元的范围，但DSP所带动的市场规模巨大。当今DSP之所以可以在嵌入式应用方面挑战微处理器CPU，在数字控制方面可挑战单片机MCU，还在于DSP结构体系已实现多样性。DSP既有追求高性能并行结构，也有追求低功耗的省点核心；DSP中不仅可以集成闪存、数据转换器和多种接口，还可以集成CPU核心、视频和音频接口。DSP的应用已经涵盖了工业、通信、娱乐、个人医疗、教育、环境控制、安全等领域，我们期待着更多更好的应用。将来的人们对具有DSP核心的数字信息产品大概会情有独衷，因为DSP会创造更多的价值。DSP的应用DSP有各种各样的应用，并且以非常快的速度发展中。一些应用方面如下：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。图像/图形：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。军事；保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、搜索和反搜索等。医疗：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。家用电器：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音调控制、玩具与游戏等。近年来，随着DSP芯片产品价格的不断下滑，使DSP能够从以往的军用领域迅速拓展到民用领域，例如应用于计算机、网络、移动电话、调制解调器和磁盘驱动器以及众多的消费电子产品。例如DSP芯片应用于VoIP网关产品。VoIP包括压缩语音信号并将它们通过使用IP、基于信息包的网络以数据的形式传送。拨号连接到VoIP网关的可以是modem、传真或者话音，所以处理这些呼叫的DSP必须快速切换操作层面。DSP的重要应用领域之一是声音处理。声音数字压缩技术早已获得应用，其中以脉冲编码调制(PCM)的方法最普遍。但由于它只能压缩50%数字，因此仍未足以应付未来计算机应用。DSP已经在音效应用中得到广泛采用，而且大部分应用于音效产品的技术，例如应用于多媒体音效卡。NEC公司推出了控制声音区域的DSP，可以应用于音效卡。DSP应用于语音识别领域，将会大有用武之地。Motorola公司等厂商的设计人员都特别重视DSP在语音识别中的应用。市场调查公司ForwardConcepts认为，语音识别就是实时完成你想要做的事情。换句话说，就是你要求该设备能即时识别你所讲的话。当然，你也能处理传送中的文字。一段相当长的程序，只有靠DSP才能完成。语音识别技术获得许多DSP供应商的支持。Motorola公司已经推出了PC媒介开发套件。这是一种适合软、硬件开发人员应用的开发平台，方便他们建立语音识别、语音合成引擎、扬声器等设备。DSP未来的应用展望未来10年，全球DSP产品将向着高性能、低功耗、加强融合和拓展多种应用的趋势发展，DSP芯片将越来越多地渗透到各种电子产品当中，成为各种电子产品尤其是通信类电子产品的技术核心，将会越来越受到业界的青睐。DSP的性能将会更将强大,DSP的结构主要是针对应用，并根据应用优化DSP设计以极大改进产品的性能。多通道结构和单指令多重数据、超长指令字结构、超标量结构、超流水结构、多处理、多线程及可并行扩展的超级哈佛结构(SHARC)在新的高性能处理器中将占据主导地位，到那时，DSP的处理能力将会得到极大的提升，处理速度也会变得更快。