數(shù)字信號(hào)處理器及其分類

數(shù)字信號(hào)處理器(英文：Digital Signal Processor)是由大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路芯片組成的用來(lái)完成數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)的處理器。數(shù)字信號(hào)處理是將信號(hào)以數(shù)字方式表示并處理的理論和技術(shù)。數(shù)字信號(hào)處理與模擬信號(hào)處理是信號(hào)處理的子集。數(shù)字信號(hào)處理的目的是對(duì)真實(shí)世界的連續(xù)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或?yàn)V波。因此在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理之前需要將信號(hào)從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，這通常通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。而數(shù)字信號(hào)處理的輸出經(jīng)常也要變換到模擬域，這是通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。

基本簡(jiǎn)介數(shù)字信號(hào)處理器是由大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路芯片組成的用來(lái)完成某種信號(hào)處理任務(wù)的處理器。它是為適應(yīng)高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理任務(wù)的需要而逐漸發(fā)展起來(lái)的。隨著集成電路技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理算法的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)現(xiàn)方法也在不斷變化，處理功能不斷提高和擴(kuò)大。

應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理器并非只局限于音視頻層面，它廣泛的應(yīng)用于通信與信息系統(tǒng)、信號(hào)與信息處理、自動(dòng)控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療、家用電器等許多領(lǐng)域。以往是采用通用的微處理器來(lái)完成大量數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算，速度較慢，難以滿足實(shí)際需要;而同時(shí)使用位片式微處理器和快速并聯(lián)乘法器，曾經(jīng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的有效途徑，但此方法器件較多，邏輯設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，耗電較大，價(jià)格昂貴。數(shù)字信號(hào)處理器的出現(xiàn)，很好的解決了上述問(wèn)題。DSP可以快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式。對(duì)于車(chē)載主機(jī)而言，數(shù)字信號(hào)處理器DSP主要是提供特定的音場(chǎng)或效果，例如劇場(chǎng)、爵士樂(lè)等等，有些還能接收高清晰度(HD)無(wú)線電和衛(wèi)星無(wú)線電等等，以達(dá)到最大的視聽(tīng)享受。數(shù)字信號(hào)處理器DSP增強(qiáng)了車(chē)載主機(jī)的性能和可用性，提高了音視頻質(zhì)量、提供了更多的靈活性和更快的設(shè)計(jì)周期。隨著技術(shù)的發(fā)展，相信以后還能提供更多的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)特效，而使車(chē)載主機(jī)成為車(chē)內(nèi)的高科技信息和娛樂(lè)中心。

數(shù)字信號(hào)處理器按其可編程性可分為可編程和不可編程兩大類。不可編程的信號(hào)處理器以信號(hào)處理算法的流程為基本邏輯結(jié)構(gòu)，沒(méi)有控制程序，一般只能完成一種主要的處理功能，所以又稱專用信號(hào)處理器。如快速傅里葉變換處理器、數(shù)字濾波器等。這類處理器雖然功能局限，但有較高的處理速度。可編程信號(hào)處理器則可通過(guò)編程改變處理器所要完成的功能，有較大的通用性，所以又稱通用信號(hào)處理器。隨著通用信號(hào)處理器性能價(jià)格比的不斷提高，它在信號(hào)處的應(yīng)用日益普及。已開(kāi)發(fā)的可編程信號(hào)處理器大致有：位由基本位長(zhǎng)為2，4，8位的微處理片為主體，配以程序控制片、中斷及DMA控制片、時(shí)鐘片等構(gòu)成。采用微程序控制、分組指令格式，可按需要構(gòu)成所需字長(zhǎng)的系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是處理速度快、效率高。

缺點(diǎn)是功耗較大，片子的數(shù)量也較多。單片信號(hào)處理器。它將運(yùn)算器、乘法器、存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、輸入輸出接口，甚至模-數(shù)、數(shù)-模轉(zhuǎn)換等全部集成在單片上。其運(yùn)算速度快、精度高、功耗低通用性強(qiáng)。與通用的微處理器相比它的指令集合和尋址方式更適合于信號(hào)處理常用的運(yùn)算和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。超大規(guī)模集成電路(VLSI)陣列處理器。這是一種利用大量處理單元在單指令序列控制下對(duì)不同的數(shù)據(jù)完成相同的操作，從而獲得高速計(jì)算的信號(hào)處理器。非常適合于大數(shù)據(jù)量、大計(jì)算量、運(yùn)算重復(fù)性強(qiáng)的信號(hào)處理任務(wù)。它們常與通用計(jì)算機(jī)聯(lián)用，構(gòu)成強(qiáng)有力的信號(hào)處理系統(tǒng)現(xiàn)有的陣列處理器大致上有兩類，即脈動(dòng)陣列處理器。和波動(dòng)陣列處理器。前者采用全陣列統(tǒng)一的同步時(shí)鐘和控制驅(qū)動(dòng)機(jī)制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模塊性好、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。而后者采用各單元獨(dú)立定時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制。給編程和容錯(cuò)設(shè)計(jì)帶來(lái)一定方便，在處理速度上也提高。