什么是DSP芯片?DSP芯片的应用领域及选型要素详解

发布时间:2023-04-24 阅读量:948 来源: 发布人: bebop

      DSP(Digital Signal Processing)即数字信号处理技术,DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

  DPS芯片也被人们称为数字信号处理器,它常用于军事、医疗、家用电器等领域。我们根据它的工作时钟和指令类型,可以将它分为静态DSP芯片和一致性DSP芯片。按照它的工作数据格式将它分为定点DSP芯片和浮点DSP芯片。我们还可以根据它的用途不同,将它分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。


  DPS芯片的特点:


  通常来说dsp芯片的程序和数据是分开存放的,它的内部存在快速的RAM,这样导致我们可以通过数据总线同时访问指令和数据。Dsp芯片能够支持无开销循环及跳转的硬件,能够并行执行多个操作,像取指、译码等操作可以重复操作,具有稳定性好、精度高、大规模集成性等优势。


  数字信号处理器的选择具有以下原理:


  1.算法格式。定点算法的动态范围较小。例如,16位定点算法的动态范围仅为96dB,这容易出现溢出问题,但成本低,功耗低。因此,大多数数字信号处理器都是定点的,约占67%。浮点算法具有较大的动态范围,例如32位浮点算法,其动态范围为1536dB。处理速度远高于定点,总线宽度也比定点宽。编程更容易,但是成本更高,功耗更高……浮点数字信号处理器主要用于高端产品。

  2.数据宽度。所有浮点DSP均为32位宽,而定点DSP大多为16位宽,也有24位,例如摩托罗拉的DSP563xx系列。和Zoran的ZR3800系列(均为20位)。数据宽度直接影响DSP芯片的尺寸,封装引脚的数量以及外围存储器的容量,因此直接影响DSP的成本。

  3.速度。选择DSP时,速度是最重要的考虑因素。DSP的速度通常是指令周期的时间,但也指核心功能(例如FIR或IIR滤波器)的计算时间。一些DSP使用非常大的指令字组(VLIW)结构,可以在一个周期内执行多个指令。它与时钟的工作频率密切相关。


  DSP芯片的应用主要领域有:

(1) 信号处理——如,数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。

(2) 通信——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——如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音储存等。

(4) 图像/图形——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——如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等。

(6) 仪器仪表——如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。

(7) 自动控制——如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制。

(8) 医疗——如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。

(9) 家用电器——如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等

 

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