通信專業(yè)綜合實驗(參考版)
2024-08-08 05:38本頁面
【正文】 隨著DSP芯片的品種和技術檔次不斷提高以及向多功能化、高性能化、低功耗化放向發(fā)展，DSP日益進入人們的生活，在未來相當長的一段時間，我國DSP市場將蓬勃發(fā)展，今后幾年市場銷售額仍將保持40％以上的增長率，具有良好的市場前景。從應用范圍來說，數(shù)字信號處理器市場前景看好。因此，將DSP與MCU融合在一起的雙核平臺，將成為DSP技術發(fā)展的一種新潮流。這種系統(tǒng)既具有DSP器件在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢，又具有應用目標所需要的技術特征。⑺DSP嵌入式系統(tǒng)。DSP的許多新應用需要比傳統(tǒng)DSP處理器更加強大的數(shù)字信號處理能力，設計者往往會借助PLD和FPGA來滿足他們?nèi)找嫣岣叩男盘柼幚硇枨?。?jù)統(tǒng)計，目前銷售的DSP器件中的80%以上屬于16位定點可編程DSP器件，預計今后的比重將逐漸增大。雖然浮點DSP的運算精度更高，動態(tài)范圍更大，但定點DSP器件的成本較低，對存儲器的要求也較低，而且耗電較省。按照CMOS的發(fā)展趨勢，依靠新工藝改進芯片結構，DSP運算速度的提高和功耗尺寸的降低是完全可能的。由于電子設備的個人化和客戶化趨勢，DSP必須追求更高更快的運算速度，才能跟上電子設備的更新步伐。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，許多微控制器能做的事情，使用可編程DSP將做得更好更便宜。生產(chǎn)廠商可在同一個DSP平臺上開發(fā)出各種不同型號的系列產(chǎn)品，以滿足不同用戶的需求。⑶可編程DSP是主導產(chǎn)品。DSP的結構主要是針對應用，并根據(jù)應用優(yōu)化DSP設計以極大改進產(chǎn)品的性能。這樣的集成縮小了整機的體積，縮短了產(chǎn)品上市的時間，是一個重要的發(fā)展趨勢。當前的DSP多數(shù)基于RISC（精簡指令集計算）結構，這種結構的優(yōu)點是尺寸小、功耗低、性能高。 DSP的發(fā)展前景 DSP的技術展望⑴努力向系統(tǒng)級集成DSP邁進。在數(shù)字化、個人化和網(wǎng)絡化的推動下，1997年世界DSP市場營銷額超過32億美元，預計未來的年均增長率高達40%，按照這一增長速度，至2007年，世界DSP市場營銷額將突破500 億美元。用于圖像處理的DSP，一種用于JPEG標準的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)處理；另一種用于動態(tài)圖像數(shù)據(jù)處理。DSP也是消費類電子產(chǎn)品中的關鍵器件。目前的硬盤空間相當大，這主要得益于CDSP（可定制DSP）的巨大作用。另外，可編程多媒體DSP是PC領域的主流產(chǎn)品。由于DSP具有強大的計算能力，使得移動通信的蜂窩電話重新崛起，并創(chuàng)造了一批諸如GSM、CDMA等全數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)。 DSP主要應用市場為3C領域，合占整個市場需求的90%。DSP系統(tǒng)中的高速時鐘可能帶來高頻干擾和電磁泄漏等問題，而且DSP系統(tǒng)消耗的功率也較大。DSP系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成。有些應用只有數(shù)字系統(tǒng)才能實現(xiàn)，例如信息無失真壓縮、V型濾波器、線性相位濾波器等等。16位數(shù)字系統(tǒng)可以達到10 5的精度。DSP系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎，受環(huán)境溫度、濕度、噪聲、電磁場的干擾和影響較小，可靠性高；數(shù)字系統(tǒng)的性能基本不受元器件參數(shù)性能變化的影響，因此數(shù)字系統(tǒng)便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。DSP系統(tǒng)與其他以現(xiàn)代數(shù)字技術為基礎的系統(tǒng)或設備都是相互兼容的，與這樣的系統(tǒng)接口以實現(xiàn)某種功能要比模擬系統(tǒng)與這些系統(tǒng)接口容易得多；另外，DSP系統(tǒng)中的可編程DSP芯片可使設計人員在開發(fā)過程中靈活方便地對軟件進行修改和升級。 抗混疊濾波器DSP芯片平滑濾波器輸出A/D輸入D/A圖1 DSP系統(tǒng)必須指出的是，上面給出的DSP系統(tǒng)模型是一個典型模型，但并不是所有的DSP系統(tǒng)都必須具有模型中的所有部件。DSP芯片的輸入是A/D變換后得到的以抽樣形式表示的數(shù)字信號，DSP芯片對輸入的數(shù)字信號進行某種形式的處理，如進行一系列的乘累加操作（MAC）。圖1所示為一個典型的DSP系統(tǒng)。DSP芯片的引腳數(shù)量從1980年的最多64個增加到現(xiàn)在的200個以上，引腳數(shù)量的增加，意味著結構靈活性的增加，如外部存儲器的擴展和處理器間的通信等。從運算速度來看， MAC（一次乘法和一次加法）時間已經(jīng)從20世紀80年代初的400ns（如TMS32010）降低到10ns以下（如TMS320C54X、TMS320C62X/67X等），處理能力提高了幾十倍。美國模擬器件公司（AD）在DSP芯片市場上也占有一定的份額，相繼推出了一系列具有自己特點的DSP芯片，其定點DSP芯片有ADSP2101/2103/ 210ASDP2111/211ADSP2161/2162/2164以及ADSP2171/2181，浮點DSP芯片有ADSP21000/ 210ADSP21060/21062等。1986年，該公司推出了定點處理器MC56001。T公司于1984年推出的DSP32。隨著CMOS技術的進步與發(fā)展，日本的Hitachi 公司在1982年推出第一個基于CMOS工藝的浮點DSP芯片，1983年日本Fujitsu公司推出的 MB8764，其指令周期為120ns，且具有雙內(nèi)部總線，從而使處理吞吐量發(fā)生了一個大的飛躍。TI公司之后不久相繼推出了第二代DSP芯片TMS320TMS320C25/C26/C2第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32。1980 年，日本 NEC 公司推出的mP D7720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。1979年美國Intel公司發(fā)布的商用可編程器件2
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