文档介绍：数字信号处理方法与实现
贺知明副教授
电子科技大学
四川•成都
并行DSP技术
实时信号处理
并行处理技术的必要性、现状及发展
并行处理技术的分类
加速比与并行效率
并行处理模块介绍
并行算法研究
实时信号处理
实时信号处理技术的基本特征,就是对处理完成的时间作出限制。
最大处理时间是由输入样本间隔(数据吞吐率、采样率表征)、可以使用的缓冲区(存储能力)或是否要求即时的结果(时域或频域)所决定。
实时处理概念
定义一个有I个离散时间信号的集合xi , 0≤i≤I-1。通常情况下,数字信号处理的目的是将输入信号xi(n) 变换或映射为输出信号 yj(m) ,0≤j≤J-1,yj具有我们更需要的形式。这一映射过程可图示为
实时处理概念
DSP
yj(m)=Tj[xi(n)]
x0(n)
x1(n)
xi(n)
y0(m)
yj(m)
将信号xi(n)映射到yj(m)的变换
实时处理概念
变换Tj 的下标 j 决定了所选择的输出信号yj 。一般情况下,每个输出样本取决于输入信号xi (n) 中的每个样本,其中0≤i≤I-1, -∞≤n ≤∞。实际应用中,yj (m)仅仅取决于有限个xi (n),如图
实时处理概念
输入与输出的时序关系(Tc < LTx)
Ty
y(m)
T(x(n), n=L,L+1,……,2L-l)
x(n)
T(x(n), n=0,1,……,L-l)
n
m
Tc
Tc
Tc
y(0)
y(1)
y(2)
实时处理概念
可以看出,输出y (0) 取决于L 个输入样值x (n),n=0,1,……L-1,其范围从t = 0 到t = (L-1 )Tx 。这样的输入信号集,称做长度为L 的帧。Tx是输入信号的间隔,Ty是输出信号的周期,且Ty=LTx 。Tc是将一帧内的所有数据进行Tj 变换需要的计算时间。有两种情况:
情况1:
如果Tc 小于帧的持续时间,也就是Tc < LTx ,则对输入x(0),x(1)……x(L-1)的处理,就可以在影响下一个输出y(1) 的最后一个输入样值到达之前完成。因此,第二帧的运算T [x(L), x(L+1)……x(2L-1)] 可以在采样样本x(2L-1) 到达的时候立即开始。此时,输出就总能跟上输入。
情况2:
如果Tc > LTx ,即对输入信号x(0),x(1)……x(L-1)进行运算的时间大于帧长LTx 。前一帧的计算,要在下一帧的最后一个输入样值到达以后才能完成,输出会越来越落后于输入(如下图)。这样的系统不能完整地实时处理全过程,因为来不及处理的输入信号会不断地积压。