DSP未来的发展趋势

DSP实验大作业题目：DSP技术学习体会及应用发展趋势分析学院：电子工程学院班级：1402071班姓名：张吉凯学号：14020710021第1页DSP技术学习体会及应用发展趋势分析14020710021张吉凯通过这次实验，对VISUALDSP++软件仿真及调试有了初步的了解与认识，因为做实验的时候都是按照实验指导书按部就班的，与真正的理解和掌握还是有些距离的。但是这也为我们日后运用这些知识打下了基础，我觉得实验中遇到的问题，不要急于问老师或者同学，先自己想办法分析原因，想办法解决，这样对自身的提高更多吧。通过做实验，把学习的知识利用起来，也对这门课程更加有兴趣了。DSP（DigitalSignalProcessor）是专门用于数字信号处理的微处理器，它是在数字信号处理的各种理论和算法的基础上发展起来的。数字信号处理的本质是信息提取和处理，用计算机或专用处理设备，将信息通过模拟、数字或光学方法从各种环境中提取出来，并将其转变为人或机器便于使用的形态。DSP技术可以归结为：以快速傅里叶变换和数字滤波器为核心，以逻辑电路为基础，以大规模集成电路为手段，利用软硬件来实现各种模拟信号的数字处理，其中包括信号检测、信号变换、信号的调制和解调、信号的运算、信号的传输和信号的交换等各种功能作用。DSP在通信中的应用：近年来，随着科学技术的飞速发展，DSP已成为通信领域里一门十分重要的新兴学科，DSP与通信领域中许多产品都联系密切。例如，Modem、数据加密、扩频通信、可视电话等。软件无线电是通信领域的前沿热点，是一种新的无线通信技术，是基于同一硬件平台上、安装不同的软件来灵活实现多通信功能多频段的无线电台，它可进一步扩展至有线领域。随着DSP技术的发展和应用的成熟，特别是低功耗DSP芯片的出现，使软件无线电的应用研究成为热点。信号的数字化是实现软件无线电的先决条件。关键步骤是以可编程能力强的DSP来代替专用的数字电路，使系统硬件结构与功能相对独立。这样就可基于一个相对通用的硬件平台，通过软件实现不同的通信功能，并可对工作频率、系统频宽、调制方式和信源编码等进行编程控制，系统的灵活性大大加强了。DSP在多媒体中的应用：多媒体包括文字、语言、图像、图形和数据等媒体。多媒体信息中绝大部分是视频数据和音频数据，而数字化的音、视频数据的数据量是非常庞大的，只有采用先进的压缩编码算法其进行压缩，节省存储空间，提高通信线路的传输效率，才能使高速的多媒体通信系统成为可能。多媒体通信要求多媒体网络终端应能快速处理信息，并具有较强的交互性。因此，DSP在语音编码、图像压缩与还原的语音通信中得到了成功的应用。如今的DSP基本能实时实现大部分已形成国际标准的语音编解码算法与协议。移动通信中的语音压缩和调制解调器也大量采用DSP。现代DSP完全有能力实现中、低速的移频键控、相移键控的调制与解调以及正交调幅调制与解调等。第2页DSP在智能控制领域中的应用：目前，由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的发展进步，智能控制系统的性能对其控制方式也提出了更高的要求。由于实时性、数据量和运算速度的不断提高，采用高速、高性能的DSP控制将成为智能控制领域主要的控制方式。充分利用DSP实时运算速度快的特点，将DSP应用于智能控制系统，这是当前发展的趋势。尤其是随着数字信号芯片速度的不断提高，并易于构成并行处理网络，可大大提高控制系统的性能。DSP技术的发展日新月异，对人类的影响也越来越大。在未来几年里，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。DSP的未来发展趋势，大致可以分为以下几个方向：1.SoC化：SoC(SystemonChip)技术是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用SOC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。缩小DSP芯片尺寸始终是DSP的技术发展方向。当前的DSP多数基于RISC（精简指令集计算）结构，这种结构的优点是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP厂商纷纷采用新工艺，改进DSP芯核，并将几个DSP芯核、MPU芯核、专用处理单元、外围电路单元、存储单元统统集成在一个芯片上，成为DSP系统级集成电路。TI公司的TMS320C80代表当今DSP领域中的最高水平，它在一块芯片上集成了4个DSP、1个RISC处理器、1个传输控制器、2个视频控制器。这样的芯片通常称之为MVP（多媒体视频处理器）。它可支持各种图像规格和各种算法，功能相当强。2.高性能化：当前，随着数据量飞速提高，更高的运行速度是未来DSP发展的必然要求和趋势。如计算机处理器，低性能、低运算速度必将为社会发展所淘汰。提高DSP运算速度，主要依靠新工艺改进其芯片结构。DSP的处理性能按照摩尔定律在飞速提高，双核乃至六核使DSP的性能可轻松实现。目前，TI的TM320C6X芯片由于采用VLIW（VeryLongInstructionWord超长指令字）结构设计，其处理速度已高达2000MIPS。TMS320C55xTMDSP系列C55xTMDSP内核可以为高达600MIPS的性能提供300MHz时钟频率。当前DSP器件大都采用0.5μm--0.35μmCMOS工艺，按照CMOS的发展趋势，DSP的运算速度再提高100倍（达到1600GIPS）是完全有可能。3.多核化：在市场需求不断提高的今天，多核化[7]是DSP发展的大势所趋，特别是面向高速、高密度数据处理应用。多核DSP是面向高性能嵌入式应用而出现的一类CMP。它在单个芯片内集成了多个DSP核和其他类型的处理器核。相比单核DSP，多核DSP具有更强的并行处理能力、更优化的功耗管理方法、更方便的编程和调试手段，将成为今后高性能嵌入式应用的核心器件。第3页可编程化可编程DSP给生产厂商和用户都提供了较大的灵活性。生产厂商可在同一个DSP平台上开发出各种不同型号的系列产品，以满足不同用户的需求。同时，可编程DSP也为广大用户提供了易于升级的良好途径。人们已经发现，许多微控制器能做的事情，使用可编程DSP将做得更好更便宜。例如冰箱、洗衣机，这些原来装有微控制器的家电如今已换成可编程DSP来进行大功率电机控制。由于成本和功耗原因，可编程DSP应用广泛，如手机。在很多应用中，系统厂商需要决定采用哪条路线实现大批量生产，例如目前的MP3播放器有基于ARM、DSP或ASIC三种不同的方法，它们通过不同的路线实现低成本和低功耗。总的来说，由于产品生命周期越来越短，设计师倾向于将越来越多的功能通过软件实现。DSP技术发展日新月异，其应用领域越来越广泛。随着新的通信技术、传输方式和多媒体智能终端的迅速发展，DSP算法、标准和规程也在实践中不断发展、改进和优化。DSP编程的灵活性和不断增强的运算能力，使无线通信、多媒体技术应用更加广泛。