DSP 即數字信號處理技術, DSP 芯片即指能夠實現數字信號處理技術的芯片。 DSP芯片是一種快速強大的微處理器,獨特之處在于它能即時處理資料。 DSP 芯片的內部采用程序和數據分開的哈佛結構,具有專門的硬件乘法器,可以用來快速的實現各種數字信號處理算法。 在當今的數字化時代背景下, DSP 己成為通信、計算機、消費類電子產品等領域的基礎器件。
DSP 芯片的誕生是時代所需。 20 世紀 60 年代以來,隨著計算機和信息技術的飛速發展,數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。在 DSP 芯片出現之前數字信號處理只能依靠微處理器來完成。但由于微處理器較低的處理速度不快,根本就無法滿足越來越大的信息量的高速實時要求。因此應用更快更高效的信號處理方式成了日漸迫切的社會需求。
上世紀 70 年代, DSP 芯片的理論和算法基礎已成熟。但那時的 DSP 僅僅停留在教科書上,即使是研制出來的 DSP 系統也是由分立元件組成的,其應用領域僅局限于軍事、航空航天部門。
1978 年, AMI 公司發布世界上第一個單片 DSP 芯片 S2811,但沒有現代 DSP芯片所必須有的硬件乘法器;
1979 年, 美國 Intel 公司發布的商用可編程器件 2920 是 DSP 芯片的一個主要里程碑,但其依然沒有硬件乘法器;
1980 年,日本 NEC 公司推出的 MPD7720 是第一個具有硬件乘法器的商用 DSP芯片,從而被認為是第一塊單片 DSP 器件。
DSP 芯片的誕生過程
1982 年世界上誕生了第一代 DSP 芯片 TMS32010 及其系列產品。這種 DSP 器件采用微米工藝 NMOS 技術制作,雖功耗和尺寸稍大,但運算速度卻比微處理器快了幾十倍。 DSP 芯片的問世是個里程碑,它標志著 DSP 應用系統由大型系統向小型化邁進了一大步。至 80 年代中期,隨著 CMOS 工藝的 DSP 芯片應運而生,其存儲容量和運算速度都得到成倍提高,成為語音處理、圖像硬件處理技術的基礎。
80 年代后期,第三代 DSP 芯片問世。 運算速度進一步提高,其應用范圍逐步擴大到通信、計算機領域;
90 年代 DSP 發展最快,相繼出現了第四代和第五代 DSP 芯片。 第五代與第四代相比系統集成度更高,將 DSP 芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。
進入 21 世紀后,第六代 DSP 芯片橫空出世。第六代芯片在性能上全面碾壓第五代芯片,同時基于商業目的的不同發展出了諸多個性化的分支,并開始逐漸拓展新的領域。
DSP 芯片的應用領域
DSP 芯片強調數字信號處理的實時性。 DSP 作為數字信號處理器將模擬信號轉換成數字信號,用于專用處理器的高速實時處理。 它具有高速,靈活,可編程,低功耗的界面功能,在圖形圖像處理,語音處理,信號處理等通信領域起到越來越重要的作用。
DSP芯片在市場上的應用情況
應用 DSP 的領域較多, 未來新應用領域有望層出不窮。 根據美國的權威資訊公司統計,目前 DSP 芯片在市場上應用最多的是通信領域, 占 56.1%;其次是計算機領域,占 21.16%;消費電子和自動控制占 10.69%;軍事/航空占 4.59%;儀器儀表占 3.5%;工業控制占 3.31%;辦公自動化占 0.65%。
DSP芯片的應用領域
1)DSP 芯片在多媒體通信領域的應用。
媒體數據傳輸產生的信息量是巨大的,多媒體網絡終端在整個過程中需要對獲取的信息量進行快速分析和處理,因此 DSP 被運用在語音編碼,圖像壓縮和減少語音通信上。如今 DSP 對于語音解碼計算產生實時效果,設計協議要求已經成為最基本的一條國際標準。
2)DSP 芯片在工業控制領域的應用。
在工業控制領域, 工業機器人被廣泛應用,對機器人控制系統的性能要求也越來越高。機器人控制系統重中之重就是實時性,在完成一個動作的同時會產生較多的數據和計算處理,這里可以采用高性能的 DSP。 DSP通過應用到機器人的控制系統后,充分利用自身的實時計算速度特性,使得機器人系統可以快速處理問題,隨著不斷提高 DSP 數字信號芯片速度,在系統中容易構成并行處理網絡,大大提高控制系統的性能,使得機器人系統得到更為廣泛的發展。
3)DSP 芯片在儀器儀表領域的應用。
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