數字訊號處理器是用於快速處理數位訊號的專用處理器，具有比通用微處理器高得多的處理速度,用於信號的濾波、相關、均衡、變換、調製解調和編碼解碼等實時處理。由於強大的數據處理能力和快捷的運行速度，數字訊號處理器在信息科學領域發揮著越來越大的作用。
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優勢
數字訊號處理器系統以數位訊號處理為基礎 ,與模擬信號處理系統相比 ,其優點: a.接口簡單 ,方便。由於數位訊號的電氣特性簡單 ,不同的數字訊號處理器系統相互連線時 ,在硬體接口上容易實現。 b.精度高,穩定性好。數位訊號處理僅受量化誤差和有限字長的影響,處理過程不引入其他噪聲,因此有較高的信噪比。另外模擬系統的性能受元器件參數性能影響較大,而數字系統基本不變,因此數字系統更便於測試,調試,及批量生產。 c.編程方便 ,容易實現複雜的算法。在數字訊號處理器系統中 ,數字訊號處理器晶片提供了一個高速計算平台 ,系統功能依賴於軟體編程實現。當其與現代信號處理理論和計算數學相結合時 ,可以實現複雜的信號處理功能。 d.集成方便。現代 數字訊號處理器晶片都是將 數字訊號處理器芯核及其外圍電路綜合集成在單一晶片上。這種結構便於設計攜帶型高集成度的數字產品。
結構特點
數字訊號處理器晶片除具有普通微處理器的高速運算和控制功能外 ,還針對高數據傳輸速率 ,數值運算密集的實時數位訊號處理 ,在處理器結構 ,指令系統 ,和指令流程設計上做了較大改動。其結構特點有: a.數字訊號處理器晶片普遍採用改進的哈佛結構 ,即數據匯流排和程式匯流排相互分離 ,這使得處理指令和數據可以同時進行 ,提高了處理效率。 b.數字訊號處理器晶片大多採用流水線技術 ,即每條指令的執行劃分為取指 ,解碼 ,取數等若干步驟 ,由片內多個功能單元分別完成。這相當於多條指令並行執行 ,從而大大提高了運行速度。 c.片內有多條匯流排可以同時進行取指和取運算元動作 ,並且有輔助暫存器自動增減地址協助定址。 d.配有獨立的乘法器、 加法器和特殊指令 ,適用於需要大量乘累加器操作的矩陣運算 ,濾波 ,fft,viterbi 解碼和相關的專用信號處理運算。 e.大多數數字訊號處理器晶片一般都帶有 dma 控制器 ,外部存儲器 ,外部存儲器擴展接口 ,串列通信 ,配合片內多匯流排結構 ,可以實現大吞吐量數據傳送。 f .數字訊號處理器晶片一般配有中斷處理器 ,定時器 ,片記憶體儲器和鎖相環(pll)等片內集成外設 ,可以方便的實現一個嵌入式自封閉控制的處理系統。 g.省電管理和低功耗。適於攜帶型數字終端設備。
套用
1、通用數位訊號處理：數字濾波相關、希爾伯特變換、自適應濾波、波形發生等。 2、通信：衛星通信，保密通信、tdma/fdma/cdma等、回音消除、數字基站等。 3、語音處理：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、語音郵件、語音儲存等。 4、醫療電子：助聽、超聲設備、診斷工具、病人監護、心電圖等。 5、儀器儀表：頻譜分析、函式發生、數據採集、地震處理等。 6、計算機與工作站:陣列計算機、計算加速卡、圖形加速卡、多媒體計算機 7、軍事與尖端科技：導航，目標搜尋追蹤、偵查衛星、雷達成像等 8、消費電子：數位電視、音響合成、圖像、聲音壓縮解壓器等
發展現狀
國內數字訊號處理器的發展 ,目前我國 數字訊號處理器產品主要來自於海外。ti公司的第一代產品 tms32010 在 1983 年最早進入中國市場 ,以後 ti 公司通過提供 數字訊號處理器培訓 ,不斷擴大其市場 ,約占國內市場的 90 %左右 ,其餘為lucent ,ad ,motorola ,zsp ,nec等公司占領。相對國外數字訊號處理器的套用開發的情況 ,我國的差距很大。近年來 ,在國內 數字訊號處理器的一些專用用戶推動下 ,我國的數字訊號處理器套用逐漸發展起來 ,但大多數公司只是依靠 ti公司而建立起來的公司 ,稱為 ti的第三方 ,作一些 數字訊號處理器開發工具 ,或者作數字訊號處理器硬體平台開發和套用軟體開發。國內除了一些專業的數字訊號處理器公司之外 ,一些高校在 數字訊號處理器的發展上起了關鍵作用 ,目前很多高校建立了 數字訊號處理器實驗室 ,比如上海交通大學和華中科技大學等在這方面做的較為突出。
發展趨勢
數字訊號處理器核心結構進一步完善; 數字訊號處理器和微處理器的融合; mpu是低成本的 ,主要執行智慧型定向控制任務的通用微處理器 ,但其數位訊號處理能力很差 ,數字訊號處理器功能正好與其相互補充; 數字訊號處理器和高檔 cpu的融合; 數字訊號處理器和 soc(system - on - chip)的融合; 數字訊號處理器和 fpga的融合; 實時作業系統 rtos與數字訊號處理器結合。
