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文档简介

1、dsp技术的应用摘要:本文简耍介绍了什么是dsp技术以及dsp技术的主耍优缺点;详细介绍 t dsp技术在当前信号处理、通信、语音处理、图像处理、军事、仪器仪表、 自动控制、医疗、家用电器等领域的主要应用及其发展趋势。关键字:dsp优缺点应用趋势1引言数字信号处理(digital signal processing,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。dsp数字信号处理 技术(digital signal processing)指理论上的技术,是一种通过使用数学技巧执

2、行转 换或提取信息,来处理现实信号的方法;而dsp数字信号处理器(digital signal processor)是指一种对数字信号进行大量处理的微处理器,它具有强大的数据处 理能力和较高的运行速度,是数字化电了世界中口益重要的电脑芯片。因此,dsp既可以代表数字信号处理技术,也可以代表数字信号处理器,两 者是不可分割的,前者要通过后者变成实际产品,而后者以前者的理论为基础。2 dsp的主要优缺点dsp的优点包括以下几个部分:1)对元件值的容限不嫩感,受温度、环境等外部因素影响小;2)容易实现集成;3)可以分时复用,共享处理器;4)方便调整处理器的系数实现自适应滤波;5)可实现模拟处理不能实

3、现的功能:线性相位、多抽样率处理、级联、易于存 储等;6)可用于频率非常低的信号;7)dsp可以工作在省电状态,节省能源。dsp的缺点包括以下几个部分:1)需要模数转换;2)受采样频率的限制,处理频率范围有限;3)数字系统由耗电的有源器件构成,没有无源设备可靠。虽然dsp目前还有一些缺点,但是它的优点远远超过其缺点,我相信随着 科学技术的发展,dsp将会不断完善和壮大。3 dsp的应用自从dsp芯片诞生以来,dsp芯片得到了飞速的发展。dsp芯片的高速发展, 一方面得益于集成电路的发展,另一方面也得益于巨大的市场。在短短的十多年 时间,dsp芯片己经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应

4、用。目前, dsp芯片的价格也越来越低,性能价格比日益提高,具有巨大的应用潜力。dsp 芯片的应用主要有:1)信号处理。例如,数字滤波、白适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频 谱分析、卷积等;2)通信。例如,调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、 多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、波形产生等;3)语音。例如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音辨认、语音邮 件、语音储存等;4)图像/图形。例如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、 机器人视觉等;5)军事。例如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等;6)仪器仪表。例如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等;

5、7)自动控制。例如引擎控制、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制;8)医疗。例如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等;9)家用屯器。例如高保真咅响、咅乐合成、咅调控制、游戏玩具、数字电话、 电视等。在后文屮将针对以上各领域的应用加以简单的举例说明。3.1信号处理3.1.1数字滤波为了达到快速进行数字信号处理的目的,dsp芯片一般都具有程序和数据分 开的总线结构、流水线操作功能、单周期完成乘法的硬件乘法器以及一套适合数 字信号处理的指令集。在dsp上实现的数字滤波器具有实时性好、处理速度快等 优点。早期的数字示波器采用dsp处理器的fir滤波器,近期采用奔腾处理器的 iir滤波器,使dsp带宽从10

6、ghz提高到20 ghz。数字示波器的前端放大器和 数字化器完全用硬件是很难实现10 ghz带宽的幅度和相位的平整频率响应。90 年代的微处理器运算速度不足以担当此重任,2000年代高速奔腾处理器的运算 能力才使难题得到解决。奔腾处理器主要用于事务处理,但是它的快速多重累加 运算正好适合iir运算,有两个dsp加速指令,即多媒体扩展(mmx)和数据流 单指令/多重数据扩展(sse)起着重要作用。mmx和sse在一个时钟周期内执行 4次多重累加,达到每秒100亿次浮点运算(10109flops)以满足长数据采集和存 储时,每取样点需要3000次flops的数据处理速度。力科公司为了数字示波器带宽

7、从10 ghz提高至20 ghz,开发岀两路10 ghz 通道频率叠加构成20 ghz带宽的专利电路,代替业界常用的两路20gs/s取样率 叠加构成40gs/s取样率的电路。无论频率叠加或取样率叠加,都会遇到硬件在 交叠过程屮产生频率响应误羌或取样时钟误羞,需要包括滤波、多重累加等许多 信号处理算法,以修正硬件导致的误差。力科公司能够巧用dsp波波器,推进 数字示波器的dsp带宽达到20 ghzo泰克公司长期领导数字示波器的发展,在运用dsp技术方面同样成绩突出, 它的高档数字滤波器tds6000系列釆用任意f1r滤波器来补偿通常和禁带的频 响特性。它的任意fir滤波器的滤波系数是根据校准数据

8、计算出来的,因而能够 对每台示波器的齐个通道的电压量程作准确补偿,保证某一型号的数字示波器具 有规范化的频响特性。用户可使用不同型号的数字示波器获得同样的测量结果, 保证测量重复性和一致性。另外,在扩展dsp带宽的同时,保持扩展带所带来 的噪声在适度范围内,泰克公司认为它的模拟前端电路具有较低的背境噪声,能 够比竞争对手的高档数字示波器提供更高的dsp带宽,例如tds6154c的模拟 带宽是12 ghz, dsp带宽扩展到15 ghz,相应上升时间从35ps提高到28ps。 而且tds6000系列都提供250mhz和20mhz两种频率限制dsp的滤波器。在波形重建和降低数字信号的瞬变失真方面,

9、tds6000系列的dsp滤波器 应用亦有特点。32通信3. 2. 1多媒体通信多媒体通信的日益增长使得图像、语咅、视频业务的实时传输和处理越来越 依赖于dsp技术及相应的软件算法;多媒体通信终端设备屮的语音、图像的压 缩与还原及传输所需的高速调制解调器普遍都采用了 dsp器件。在语音压缩编 解码方面,dsp能实时地实现大部分已形成的国际协议,如运用最广泛的语音编 码标准:64kb/s的a律、s律的脉冲编码调制pcm(pulse code modulation)自 适应差分脉冲编码调制adpcm(adaptive differential pcm)等,还有基于线性预 测编码ipc技术的低码率编

10、码协议。dsp与专用编译码芯片相比具有无法替代 的优势,可以通过软件的方式适应不同的算法从而实现对不同协议的兼容和支 持。在图像压缩编码方面,dsp也表现出了强人的数字信号处理能力。3. 2. 2移动通信数字式蜂窝系统使用通用dsp来实现语音合成(speech synthesis)、纠错编码 (error一correction coding)基带调制解调器(baseband modem)以及系统控制等功 能。dsp的实时性、灵活性以及低廉的价格使其在移动蜂窝通信中得到广泛应用, 并促进了无线手机和基站的迅速发展。人类从电话发明到5千万电话用户数花了 70年时间,模拟蜂离电话达到5千万用户花了

11、14年,而数字蜂囱电话(gsm是 其中之一)只花了 5年就达到相同的用户数。无论3g还是4g,都离不开dsp, dsp作为一种功能强大的特种微处理器将在未来通信领域屮起着举足轻重的作 用。3.2.3软件无线电软件无线电是一种新的无线电通信的体系结构,其基本思想把硬件作为无线 电通信的平台.将a/d, d/a转换靠近射频天线,转换后的所有处理用可编程的 dsp等软件实现尽可能多的功能。软件无线电要求在一个开放、模块化的软件平 台上实现各种功能,且能够在不同标准之间互联、兼容。dsp芯片必须通过软件 完成中频数字变频、滤波、二次抽样、基带处理、信道调制、无线资源管理等过 程处理经a/d变换后输出的

12、屮频高速数字信号。屮频处理对速度的耍求大约在 500mips/mfi ops10gips/mfi ops数量级;基带处理要求大约在10 100mips/mfi ops数量级,另外,再加上实现比特流、管理和控制部分的要求, dsp芯片的处理速度至少要在1gfi ops以上。软件无线电对dsp提出了实时 性很高的要求,它将有力地促进着dsp的发展,其中包括单片处理器的性能、 多处理器协同工作的能力、dsp软件开发的环境和dsp实时操作系统等方面。 我国提出的第三代移动通信系统方案同步码分多址scdma(synchronous cdma) 是一种同步的直接扩频cdma技术,它结合了 dsp、智能天线

13、、软件无线电及 话音压缩编码技术等现代通信新技术。3.2.4数据调制解调器从所周知,数字信号处理器的传统应用领域之一,就是调制解调器。如今, 调制解调器作为联系通信与多媒体信息处理系统的纽带,fi益受到重视。特别是 近年來internet热潮,方兴未艾,普通百姓在internet蔚然成风。利用pc机通过调制解调器经由电话线路,实现拨号连接internet已是最简使的访问形式。 曲于internet用户急剧增加,一度致使288kbps的调制解调器成为市场上的脱 销产品。特别是由pc机上利用浏览程序调用活动图像信息时,期望使用数据传 送速度更高的调制解调器。为适应这种新需求,国际上己制订出高速(3

14、3. 6kbps) 调制解调器国际标准。这就意味,在高速调制解调器里需要更高性能的dsp器 件。这种33. 6kbps的调制解调器是为传送数据而设计的,在此基础上发展出 dsvd调制解调器,它既可传送数据乂可传送声音。无疑,这样一来将需要更高 功能的dsp器件。随着高性能调制解调器不断出现,似乎低速的调制解调器如 像v. 17 (14. 4kbps)再也没有用武之地。事实上,刚刚相反,如今信息家电 抬头,例如phs母机留守电话与个人fax-体化的产品大量上市。这就是说, v. 17 (144kbps)型的调制解调器仍有市场。于是,齐种调制解调器里耍求 的dsp也是多种多样的。33语音处理3.

15、3. 1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,而且人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。新 加坡咅效卡供应l§j creative technology的技术销售专家强调指出,dsp面市后, 语咅便成了工作重点。改进dsp,就能改进语咅的吞吐量,从而减轻pc的负荷 及改进语咅。h前,creative technology正从事语咅和多媒体等方面的研究,让 用户感到更方便。d

16、sp应用于语音识别领域,将会大有用武z地。motorola公司等厂商的设计 人员都特别重视dsp在语音识别小的应用。市场调杳公司forward concepts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。ibm公司曾经在thinkpad 755系列笔记本电脑里装上自己生产的 mwaveds

17、p,使thinkpad成为世界上第一台有dsp的多媒体笔记本电脑。意大 利计算机厂商olivetti也早已将dsp装入笔记本电脑内。将来每台pc主机板上 都会有一个dsp。由于具备音频和压缩能力,语音应用将会有较大的发展。nec公司也推出了 ultlker语音识别系统,可应用到个人数字助理(pda)方 面。willstrauss说,pda是活用语咅识别的一例。事实上,pda能够大展所长 的一个应用领域,就是语音识别,两者可以配合得很好。随着各种计算机外设体 积的缩小,数据输入设备如键盘等,亦将随z小型化。所以,如想迅速输入大量 数据,唯有寄望于口授。语音识别还可依赖于微控制器的发展,一些厂商采

18、用带有dsp及其它器件 的微控制器。除了 dsp夕卜,其它器件也具备语音识别能力。目前人多数具有特 色的语音识别电话都装有微控制器。微控制器能够让厂商按照电话的人体工程学 來进行控制。其他重要的器件述包括apc,以及外设存储器芯片。不过,并非 听有厂商均认为语音识別电话更采用微控制器,例如motorola的设计几乎完全 采用dsp-3.4图像/图形3.4.1图形图像处理需求dvd里应用的活动图像压缩/解压缩用mpeg2编码/译码器,同时也广泛地 应用于视频点播vod、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。在这些领域里, 应用的dsp应该具备更高的处理速度和功能。而且,活动图像压缩/解压技术也 f

19、i新月异,例如,dct变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量,于是出现 了对以视觉感知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现,要求相应 的高性能dsp。最近,口本各大学和高技术企业对于开发虚拟现实vr系统,投 入相当力量,利用现代计算机图像学cg生成3维图形,迫切需要多个dsp并 行处理系统。其屮,系统里的结点dsp单元,要求采用与并行处理相适应的体 系结构。彩色静i上图像压缩/解压,现在普遍应用jpeg标准,其核心算法也是离 散余弦变换。jpeg编码/译码器的应用,除了数字化照像机之外,佔计彩色打印 机和彩色扫描器也将要应用。因此,对于普通dsp的用量,必将日益增长。3. 4. 2人

20、脸图像识别随着时代的发展和社会的进步,人们对家庭安全的要求越来越高,人们的防 范意识越來越强,人们对家庭安全监测系统的需求越来越迫切。又由于计算机技 术和模式识别等相关技术的飞速发展,使运用当今先进技术来研制适用于普通家 庭的安全监测系统成为可能和一种必然的趋势。家庭安全监测系统中身份识别的 一种最方便和直接的方法就是进行人脸识别。出于人脸特征是一种生物特征,它 是人的内在加性,具有很强的自身稳定性和个体差异性,因此是身份验证的最理 想依据。相比其它人体生物特征它具有直接,友好,方便的特点,易于为用户所 接受。传统的人脸图像识别系统都是由大规模或超大规模集成电路来完成,有图 形工作站或者微计算

21、机来实现设备的驱动和图像采集,这就使图像采集依赖于较 人型设备,速度比较慢,实时性较差,作为小范围内使用价格比较昂贵。新兴的 数字信号处理器dsp的出现,它以其高速、准确的性能为图像获取带來了新的 途径,并且用硬件來实现人脸图像识別价格比较低廉。3.5军事3. 5. 1声纳声纳探测冃标有两种工作方式:主动方式和被动方式。主动方式是通过发射 信号,接收检测冋波信号來发现目标。被动方式是通过接收被检测目标发出的噪 声來发现目标。声纳对冋波信号的处理是由信号处理机完成的。信号处理机是声 纳系统的重要部件,它对声纳系统的性能起着决立作用。声纳换能器及其基阵所 接收的是全方位多波朿凹波信号,信号处理机需

22、要对多路输入信号进行实时处 理。在数字信号处理器dsp出现z前,声纳数字信号处理机主要用乘法器实现, 不但体积庞大,控制电路复杂,而冃各信号处理通道一致性差,不易维护,可靠 性和可编程性也差。ad公司的dsp芯片adsp21020实现声纳数字信号处理机, 使传统的声纳数字信号处理机大为简化,仅用3片adsp2102芯片,再配上外i韦i 电路,即可实现对48波束、32 khz采样速率的输入信号进行处理,并输出至后 置分机或显示控制台。所研制的声纳数字信号处理机通道一致性好、维护方便、 便于功能改进和扩展。3.6仪器仪表高铁路网指挥系统、高速机车、铁轨监测和养护系统,测量测试设备、能源、 化工等产

23、业对各类专业仪器仪表产业的升级、技术更新和国家节能工程的实施等 对仪器仪表及工业口动控制设备的开发提出了更高的要求:所用芯片方案和系统 设计必须实现高效节能、实现精确高速控制和测量、具有更强的通信能力、所用 方案能实现简化设计、稳定地工作。作为应用于仪控设备中的核心处理平台, dsp 口然要顺应这些设计趋势和更高的要求。出于对dsp的性能与可靠性这最 重要因素考虑,南京南瑞继保电气有限公司的plm(电力线监控)设备采用了 adi 的blackfin和sharc系列dsp,以实现其对电力网故障和瞬变事件的检测和响 应能力。而在测试测量领域,数字存储示波器、信号发牛器、频谱分析仪和逻辑 分析仪制造

24、商普源精电公司整个产品系列采用了 adi的blackfin处理器。 blackfin本身就具有采用统架构的微控制器和信号处理功能,无需另加mcu jflj 体现出高性价比。在测量和测试市场上,愈来愈多的用户需要将诸多的测试功能合成到一台仪 器上,以提高其测试效率,另外亦可以降低测试投资和设备管理成本。有许多公 司看到这一市场需求,并积极地加人“综合测试''产品的开发热潮屮,比如业内著 名的仪器制造商艾诺仪器,便率先在1996年推出了 96系列电气安全性能测试仪; 当时该产品所使用的控制芯片是intel公司的16位单片机80c196mc,后升级至 80c196mh,算是业内较为高

25、档的mcu 了;只是其研发人员感觉到用这款mcu 來实现大量的数据处理和五六种测试功能的控制己经有点吃力了。而近几年dsp 的高速发展,尤其是各人dsp制造商在dsp测控应用领域的强人推介力度及针 对测控领域的多款dsp的面市,让业界人士发现了提升“综合测试仪”之性能 指标和技术水平的新契机。比如ti推出的基于c28x内核的tms320f2810,用 其开发综合测试仪至少可以在多方面改善仪器的性能。3.7自动控制3. 7. 1马达控制基于dsp的智能控制器逐步提高马达伺服驱动器的控制器性价比。首先, dsp增加了计数能力,能够实施性能更高的控制算法。如磁场定向控制;其次, 利用计算强度更高的算

26、法使用更高效的马达。如可用永磁马达替代ac感应马 达,进一步提高效率与动态性能;此外,性能也有助于去除机械组件,采用适当 的马达大小,并在控制器上集成诸如速度、定位、转矩断而生成、功率因数校正 等更多功能的能力,使设计人员能够以更低的成本做更多的事情。基于dsp的 32位控制器能够处理复杂的运算。dsp就马达控制应用进行了优化,片上集成 脉宽调制器pwm(pulse width modulator).编码器接口、通信端口以及模数转换 器adc(analog一to一digital converter)等功能。其中还包括了人量的快闪存储器 和ram(random access memory),这就

27、消除了对外部存储器设备的需求。3. 7. 2激光标刻控制dsp技术在激光标刻控制屮的运用具有以下优势:1) 可完全实现打标的匀速运动,解决原有打标中的阴阳面问题;2) 使图形数据和控制参数完全分开,具有极高的可扩展性;3) 数据传输过程釆用数字信号传输,缓解了原系统有开关电源和声光产生 的高频和低频干扰;4) 由于采用了上下位机的传输方式,使高速状态下的高精度打标得以实现。 由于dsp运动控制卡本身的工作频率就很高(至少可以达到50 mhz,还可通过倍频技术达到100 mhz以上),我们可以把一些较复杂的处理过程编辑成一 些函数,将这些函数写入到dsp板卡上的rom里,当上位的pc机有相应的处

28、 理过程时,就可以直接调用这些板载函数,由dsp直接进行处理而无需在pc机 上再通过windows操作系统來控制这些函数的调用,这样的处理过程就能够实 现真正的实时性,不会造成所打图形的变形。dsp板卡可以直接输出数字信号, 将它传输到偏振镜头上后再通过d/a转换芯片转成振镜所需要的模拟信号,整 个传输过程中的抗干扰能力就会人人增强,而且dsp板卡本身的抗干扰能力就 大大优于普通的d/a板卡(如6208卡),一直影响打标质量的电磁干-扰问题也迎 刃而解了。由于dsp板卡本身是一个相对独立的小系统,它和pc机构成了上下 位机的关系,当进行打标工作时,上位机可以一次将所有的图形数据都传给dsp 系

29、统,而不必分多次传输,这样dsp系统可以自主地快速处理这些数据而不必 不断地与上位机发生数据交换,直到数据处理完,再通知上位机即可,这种情况 非常适合于复杂图形的高速打标。3. 7. 3弧焊电源控制dsp用于工业控制是近几年来发展非常迅速的领域,但国内外对dsp控制 弧焊电源的研究较晚,故应用较少。弧焊电源的发展方向是全数字化:一方而逆 变技术的提高为弧焊电源的高性能化、小型化提供了良好的基础;另一方而微处 理器的迅速发展,特别是数字信号处理器(dsp)的岀现,使弧焊电源控制器的运 算速度和多功能处理能力口益增强;此外,控制理论的发展,各种新型控制算法 和方案的提出,促使弧焊屯源在全数字化环境

30、下实现软件化。dsp控制的弧焊电源具有以下明显优势:1)易于采用先进的控制算法和智能 控制策略,使其智能化程度更高,性能更完美;2)控制灵活,系统升级方便,系 统功能主要通过软件编程实现,甚至可以在线修改;3)控制精度高,可靠性高 在 模拟电路屮元件精度很难达到103以上,jflj dsp控制的数字系统可达到10-5 以上的精度,用数字器件降低了热漂移,减低了老化效应和对噪声的敏感度;4) 可实现分时控制 传统弧焊电源控制系统中,一般是1个控制器控制1个电源, 而dsp控制的弧焊电源,由t dsp可输出多路pwm信号,同时dsp具有高速 的运算处理能力,1个控制器可以采用分时控制的方式同时控制

31、多个电源;5)网 络化 网络化便于计算机管理,适应将来现代化工业生产车间的统-调度和生产 管理,以及生产档案记录的及时存储和整理。dsp控制的弧焊电源大大减少了弧焊电源所需的元器件,降低了生产成本, 提高了性能,并增加了系统的可靠性,使系统具有很强的编程性,系统易于更新 和升级。可以预见,dsp控制的弧焊屯源将是弧焊电源的发展主流。3.8医疗3. &1全数码助听器在医疗一卫生领域,dsp技术人人促进医疗器械的发展。在听力康复方面,由 于听障患者的病因各异,听力损失情况存在很大差异,每个患者的听力损失曲线 几乎都不一样的,加上患者的习惯,受教育程度、年龄、语言识别能力等方面的 差界,使得

32、每一位患者对于助听器的补偿有其特殊的要求。由于传统助听器线路 功能的局限性,无法满足大部分听障患者的要求。这个使命理所当然的留给了全 数码助听器。在国外,助听器的技术正由传统的电子放大电路逐步被dsp所替 代。dsp具有强大的处理能力,能让听障患者听到更清晰的、想要听到的声咅, 去除患者不想听到的声音,从而使现代的助听器技术产生一个质的0跃。3.9家用电器3.9.1高清晰度电视传统电视采用线性扫描的信号处理方式,画面像素最高仅4050万个,会 带来画质的损失,而dsp数字超微点阵(digital supermicro pixel)技术,超越传 统的线性扫描,进入由“点”组成的微显示数字技术层而

33、,从模拟的“线”飞跃 到数字的“点”。dsp是逐点优化的。它运用全新的逐点扫描技术,修复并优化 每一个点的质量,消降图像边缘模糊现象,细节部分的锐利度成倍提高。3. 9. 2 a/v 设备家庭影院主要由数字化a/v(audio/video)设备组成,dsp不仅带來环绕声, 而且提供虚拟各种现场效果。vcd(video compact disc)dvd(digital video disc)> md(mini diskette)> dab(digital audio brodcasting)> dvb(digital video box)等数字音视频产晶中,dsp的价值主要体现

34、在音频的hi-fi处理上。目前, 对 mpeg(moving picture expe group)音频 layer2> i ayer3 等用 c 语言仿真研究, 在此基础上用c549实现了 mp3解码器的釆样;用“c6201”和“c6701”分别 实现mp3编码器和mpeg-2aac编解码器。mpeg-2aac重建的音质超过mp3 和ac3将成为直播一卫星、地dab和sw、am广播数字化的首选标准。 3.9.3打(复)印机、扫描仪dsp在这些设备中所起的作用不仅仅是控制,还担负着繁重的信号处理任 务,如字符识别、图象增强、彩色调整等。高速率、高分辨率、彩色、低成本的 复印、扫描和打印正

35、是由于dsp性能的不断提高而逐步变成现实。dsp可以使 办公室的复印机智能化,使激光打印机将数据文件打印在纸上,使扌彳描仪将文本 (包括文字和图彖)读人并变成有效数据文件。4 dsp的发展前景dsp的功能越来越强,应用越来越广,达到其至超过了微控制器的功能,比 微控制器做得更好而且价格更便宜,许多家电用第二代dsp来控制人功率电机就 是一个很好的例子。汽车、个人通信装置、家用电器以及数以百万计的工厂使用 dsp系统。数码和机、ip电话和手持电子设备的热销带來了对dsp芯片的巨大需 求。而手机、pda、mp3播放器以及手提电脑等则是设备个性化的典型代表,这 些设备的发展水平取决于dsp的发展。新

36、的形势下,dsp面临的要求是处理速度 更高,功能更多更全,功耗更低,存储器用量更少。dsp的技术发展将会有以下 一些走势:1)系统级集成dsp是潮流。小dsp芯片尺寸始终是dsp的技术发展方向。当前 的dsp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。2)追求更高的运算速度和进一步降低功耗和儿何尺寸。由于电子设备的个人化 和客户化趋势,dsp必须追求更高更快的运算速度,才能跟上电子设备的更 新步伐。同时由于dsp的应用范围已扩大到人们工作生活的各个领域

37、,特别 是便携式手持产品对于低功耗和尺寸的要求很高,所以dsp有待于进-步降 低功耗。按照cmos的发展趋势,依靠新工艺改进芯片结构,dsp运算速度的 提高和功耗尺寸的降低是完全可能的。3)dsp的内核结构进一步改善。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垂数据、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。4)dsp嵌入式系统。dsp尿入式系统是dsp系统嵌入到应用电子系统中的一 种通用系统。这种系统既具有dsp器件在数据处理方面的优势,乂具有应用h标所需要的技术特征。在许多嵌入式应用领域,既需要在数据处理方面具 有独特优势的dsp,也需要在智能控制方面技高一筹的微处理器(mcu)o因 此,将dsp与mcu融合在一起的双核平台,将成为dsp技术发展的一种 新潮流。5结束语dsp在信息数字化处理领域发挥着重要的作用,h前dsp的结构、总线、 资源和接口技术都趋于标准化,尤其接口的标准化进展更快,釆用先进的dsp 将会使开发的产

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