文档介绍：数字信号处理新技术课程论文
院系:自动化工程学院
专业: 测控技术与仪器
姓名:蒋先宇
学号:2707105021
浅谈DSP技术的应用和发展
数字信号处理(DSP,digital signal processing)是一门涉及许多领域的新兴学科,在现代科技发展中发挥着极其重要的作用。近年来,数字信号处理理论在不断取得进步的同时,随着半导体技术的突飞猛进,专用的数字信号处理器芯片也获得了飞速发展。
数字信号处理器是在模拟信号变换为数字信号后对数字信号进行高速实时处理的专用处理器,它具有计算速度快、体积小、功耗低等优点,是实现数字信号处理的强大工具。近年来,随着半导体技术的进步,处理器芯片的处理能力越来越强大,使得信号处理的研究可以主要放在算法和软件方面,不再像过去那样需要过多考虑硬件。由于它的出色性能,DSP目前被广泛应用于数字通信、信号处理、工业控制、图像处理等领域。
1 DSP的发展历程
在数字信号处理技术发展的初期(上世纪50~60年代),人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。一般认为,世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811。1980年,日本NEC公司推出的D7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP芯片,从而被认为是第一块单片DSP器件。
随着大规模集成电路技术的发展,1982年美国德州仪器公司柜橱世界上第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品,标志着实时数字信号处理领域的重大突破。TI公司随后推出了第二代DSP芯片TMS32020及其系列,至今,TI公司已经推出了其第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X、TMS320C64X等芯片。
美国Analog Device公司在DSP芯片市场也有一定的份额,推出了一系列具有自己特色的DSP芯片,如其定点的DSP芯片ADSP2101/2103/2105,ADSP2111/2115,ADSP2161/62/64,浮点DSP有ADSP21000/020、ADSP21060/21062等。
20世纪80年代以来,DSP芯片得到了突飞猛进的发展,从运算速度来看,MAC(一次乘加运算)时间已经从80年代初期的400 ns降到了10 ns以下(如TI公司的TMS32054X、TMS320C62X/67X等),处理能力提高了几十倍。DSP芯片的引脚数量从1980年的64个增加到现在的200个以上,引脚数量的增加也加强了结构的灵活性[1>。
2 DSP系统和芯片的基本结构
DSP系统的基本结构
系统所需要处理的信号一般为自然条件下的模拟信号,这就需要首先将输入的信号转换为数字的电信号。这就需要A/D(模数转换)模块,A/D模块将模拟信号转换为数字的比特流,输入给DSP系统,DSP系统对数字信号进行某种处理之后,一般还需要输出为模拟信号来供人们使用,所以又用到了D/A(数模转换)模块,将处理后的数字信号转换为模拟值。整个系统的构成如图1所示。
数字信号处理结构稳定性好,可重复性好,可以大规模集成,使得信号处理功能更复杂,手段更灵活,精度更高。
DSP芯片的结构特点[2>
DSP处理芯片,为了适应信号处理运算的需要,结构与通用的其他计算机或控制处理器相比,有较大的不同,主要的几点为:
(1)具有专用的算术单元,如硬