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DSP:數(shù)字信號處理的原理及應(yīng)用 時(shí)間:2018-12-24      來源:華清遠(yuǎn)見

什么是DSP?DSP一般有兩種解釋:

1、Digital Signal Processing,數(shù)字信號處理技術(shù),簡稱DSP。是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。數(shù)字信號處理是圍繞著數(shù)字信號處理的理論、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用等幾個(gè)方面發(fā)展起來的。數(shù)字信號處理在理論上的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)字信號處理應(yīng)用的發(fā)展。反過來,數(shù)字信號處理的應(yīng)用又促進(jìn)了數(shù)字信號處理理論的提高。而數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)則是理論和應(yīng)用之間的橋梁。數(shù)字信號處理是以眾多的學(xué)科為理論基礎(chǔ)的,它所涉及的范圍及其廣泛。例如,在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,微積分、概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、數(shù)值分析等都是數(shù)字信號處理的基本工具,與網(wǎng)絡(luò)理論、信號與系統(tǒng)、控制論、通信理論、故障診斷等也密切相關(guān)。一些新興的學(xué)科,如人工智能、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,都與數(shù)字信號處理密不可分?梢哉f,數(shù)字信號處理是把許多經(jīng)典的理論體系作為自己的理論基礎(chǔ),同時(shí)又使自己成為一系列新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)。

2、Digital Signal Processor,數(shù)字信號處理器,簡稱DSP處理器。是一種獨(dú)特的微處理器,是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號,轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號,再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性,而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度,是最值得稱道的兩大特色。 

DSP芯片,也稱數(shù)字信號處理器,是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號處理運(yùn)算的微處理器,其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)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(diǎn):

(1)在一個(gè)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(shí)訪問指令和數(shù)據(jù);

(3)片內(nèi)具有快速RAM,通?赏ㄟ^獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)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(gè)硬件地址產(chǎn)生器;

(7)可以并行執(zhí)行多個(gè)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。

與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能要相對較弱些。

數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息,來處理現(xiàn)實(shí)信號的方法,這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時(shí)間里,數(shù)字信號處理廣泛的應(yīng)用于通信與信息系統(tǒng)、信號與信息處理、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完成大量數(shù)字信號處理運(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)字信號處理器DSP的出現(xiàn),很好的解決了上述問題。DSP可以快速的實(shí)現(xiàn)對信號的采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理,以得到符合人們需要的信號形式。

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