DSP原理是什么？DSP作用淺談

數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術應運而生并得到迅速的發(fā)展。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領域得到極為廣泛的應用。數(shù)字信號處理是利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O備，以數(shù)字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。

DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器，其主要應用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點：

(1)在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法;

(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù);

(3)片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問;

(4)具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持;

(5)快速的中斷處理和硬件I/O支持;

(6)具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器;

(7)可以并行執(zhí)行多個操作;

(8)支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。

DSP原理是利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O備，以數(shù)字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。

DSP的實現(xiàn)方法一般有以下幾種：

(1) 在通用的計算機(如PC機)上用軟件(如Fortran、C語言)實現(xiàn);

(2) 在通用計算機系統(tǒng)中加上專用的加速處理機實現(xiàn);

(3) 用通用的單片機(如MCS-51、96系列等)實現(xiàn)，這種方法可用于一些不太復雜的數(shù)字信號處理，如數(shù)字控制等;

(4) 用通用的可編程DSP實現(xiàn)。與單片機相比，DSP芯片具有更加適合于數(shù)字信號處理的軟件和硬件資源，可用于 復雜的數(shù)字信號處理算法;

(5) 用專用的DSP芯片實現(xiàn)。在一些特殊的場合，要求的信號處理速度極高，用通用DSP芯片很難實現(xiàn)，例如專用于FFT、數(shù)字濾波、卷積、相關等算法的DSP芯片，這種芯片將相應的信號處理算法在芯片內(nèi)部用硬件實現(xiàn)，無需進行編程。

現(xiàn)代社會對數(shù)據(jù)通信需求正向多樣化、個人化方向發(fā)展。而無線數(shù)據(jù)通信作為向社會公眾迅速、準確、安全、靈活、高效地提供數(shù)據(jù)交流的有力手段，其市場需求也日益迫切。正是在這種情況下，3G、4G、5G通信才會不斷地被推出，但是無論是3G、4G還是5G，未來的通信都將離不開DSP技術(數(shù)字信號處理器)，DSP作為一種功能強大的特種微處理器,主要應用在數(shù)據(jù)、語音、視像信號的高速數(shù)學運算和實時處理方面，可以說DSP將在未來通信領域中起著舉足輕重的作用。

為了確保未來的通信能在各種環(huán)境下自由高效地工作，這就要求組成未來通信的DSP要具有非常高的處理信號的運算速度，才能實現(xiàn)各種繁雜的計算、解壓縮和編譯碼。而目前DSP按照功能的側(cè)重點不一樣，可以分為定點DSP和浮點DSP，定點DSP以成本低見長，浮點DSP以速度快見長。如果單一地使用一種類型的DSP，未來通信的潛能就不能得到最大程度的發(fā)揮。為了能將定點與浮點的優(yōu)勢集于一身，突破DSP技術上的瓶頸，人們又推出了一種高級多重處理結構--VLIW結構，該結構可以在不提高時鐘速度的情況下，實現(xiàn)很強的數(shù)字信號處理能力，而且它能同時具備定點DSP和浮點DSP所有的優(yōu)點。

隨著現(xiàn)代科技發(fā)展及計算機技術迭代更新下，DSP技術已經(jīng)成為一門涉及領域廣泛、前景十分廣闊的技術學科。目前該技術已經(jīng)在計算機、電子、通信、軍事、醫(yī)學、儀器等領域有著廣泛的應用。那么在這種高速發(fā)展形勢下，DSP也必然面臨要求功能更加完全、處理速度更快、存儲器用量更少，功耗更低的巨大挑戰(zhàn)!