【正文】 適合實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理，只用于算法的模擬； ② 在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中加入專用的加速處理機(jī)實(shí)現(xiàn)，用以增強(qiáng)運(yùn)算能力和提高運(yùn)算速度。不適合于以乘法 累加運(yùn)算為主的密集型 DSP算法； ④ 用通用的可編程 DSP芯片實(shí)現(xiàn)，具有可編程性和強(qiáng)大的處理能力，可完成復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理的算法，在實(shí)時(shí) DSP領(lǐng)域中處于主導(dǎo)地位； ⑤ 用專用的 DSP芯片實(shí)現(xiàn)，可用在要求信號(hào)處理速度極快的特殊場(chǎng)合，如專用于 FFT、數(shù)字濾波、卷積、相關(guān)算法的 DSP芯片，相應(yīng)的信號(hào)處理算法由內(nèi)部硬件電路實(shí)現(xiàn)。隨著專用集成電路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的廣泛使用，可以將 DSP的功能集成到 ASlC中。 2．?dāng)?shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn) 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)是用硬件、軟件或軟硬結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)各種算法。 在 20世紀(jì) 80年代以前，由于受實(shí)現(xiàn)方法的限制 ,數(shù)字信號(hào)處理的理論還不能得到廣泛的應(yīng)用?？梢院敛豢鋸埖刂v， DSP芯片的誕生及發(fā)展對(duì)近 20年來通信、計(jì)算機(jī)、控制等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展起到十分重要的作用。 第一階段， DSP的雛形階段（ 1980年前后） 1978年 AMI公司生產(chǎn)出第一片 DSP芯片 S2811。運(yùn)算速度大約為單指令周期 200~250ns，應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于軍事或航空航天部門。T）、S2811（ AMI）、 ADSP21（ AD）等。 如 TI公司的 TMS320C20，它是該公司的第二代 DSP器件 ,采用了 CMOS制造工藝，其存儲(chǔ)容量和運(yùn)算速度成倍提高，為語音處理、圖像硬件處理技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 這個(gè)時(shí)期的器件主要有 :TI公司的 TMS320C 50系列， Motorola公司的 DSP5600、 9600系列， ATamp。 DSP芯片的發(fā)展概況 第三階段， DSP的完善階段（ 2022年以后） 這一時(shí)期各 DSP制造商不僅使信號(hào)處理能力更加完善，而且使系統(tǒng)開發(fā)更加方便、程序編輯調(diào)試更加靈活、功耗進(jìn)一步降低、成本不斷下降。這一時(shí)期的 DSP運(yùn)算速度可達(dá)到單指令周期 10ns左右，可在 Windows 環(huán)境下直接用 C 語言編程，使用方便靈活，使 DSP芯片不僅在通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且逐漸滲透到人們?nèi)粘ＯM(fèi)領(lǐng)域。硬件方面主要是向多處理器的并行處理結(jié)構(gòu)、便于外部數(shù)據(jù)交換的串行總線傳輸、大容量片上 RAM和 ROM、程序加密、增加 I/O驅(qū)動(dòng)能力、外圍電路內(nèi)裝化、低功耗等方面發(fā)展。 DSP芯片的發(fā)展概況 DSP芯片的特點(diǎn) 數(shù)字信號(hào)處理不同于普通的科學(xué)計(jì)算與分析，它強(qiáng)調(diào)運(yùn)算的實(shí)時(shí)性。諾伊曼結(jié)構(gòu)有更快的指令執(zhí)行速度。諾伊曼（ Von Neuman）結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)采用單存儲(chǔ)空間，即程序指令和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間，使用單一的地址和數(shù)據(jù)總線，取指令和取操作數(shù)都是通過一條總線分時(shí)進(jìn)行。 DSP芯片的特點(diǎn) 馮 DSP芯片的特點(diǎn) 外部管理數(shù)據(jù)總線 外部管理地址總線 數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)地址總線 程序數(shù)據(jù)總線 程序地址總線 CPU I/O口 ROM 串行接口 RAM 并行接口 外部存儲(chǔ) 器接口 哈佛結(jié)構(gòu) 外部管理數(shù)據(jù)總線 外部管理地址總線 數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)地址總線 程序數(shù)據(jù)總線 程序地址總線 DSP芯片的特點(diǎn) （ 3）改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu) 改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu)是采用雙存儲(chǔ)空間和數(shù)條總線，即一條程序總線和多條數(shù)據(jù)總線。如： TMS320C6700系列的 DSP，整個(gè)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器都可以配制成高速緩沖結(jié)構(gòu)。 利用這種流水線結(jié)構(gòu)，加上執(zhí)行重復(fù)操作，就能保證在單指令周期內(nèi)完成數(shù)字信號(hào)處理中用得最多的乘法 累加運(yùn)算。如矩陣運(yùn)算、 FIR和 IIR濾波、 FFT變換等專用信號(hào)的處理。 如： TMS320C54x中的 FIRS和 LMS指令，專門用于完成系數(shù)對(duì)稱的 FIR濾波器和 LMS算法。如： TMS320C67x的運(yùn)算速度為 100MIPS，即 100百萬條 /秒。 DSP芯片的特點(diǎn) 7．支持多處理器結(jié)構(gòu) 為了滿足多處理器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ， 許多 DSP芯片都采用支持多處理器的結(jié)構(gòu) 。 DSP芯片的特點(diǎn) DSP芯片的分類 為了適應(yīng)數(shù)字信號(hào)處理各種各樣的實(shí)際應(yīng)用 ， DSP廠商生產(chǎn)出多種類型和檔次的 DSP芯片 。 通用型 DSP芯片： 一般是指可以用指令編程的 DSP芯片，適合于普通的 DSP應(yīng)用，具有可編程性和強(qiáng)大的處理能力，可完成復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理的算法。主要用于要求信號(hào)處理速度極快的特殊場(chǎng)合。 若數(shù)據(jù)以定點(diǎn)格式工作的 —— 定點(diǎn) DSP芯片。 不同的浮點(diǎn) DSP芯片所采用的浮點(diǎn)格式有所不同，有的DSP芯片采用自定義的浮點(diǎn)格式，有的 DSP芯片則采用 IEEE的標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式。 主要應(yīng)用： 1. 信號(hào)處理 2. 通 信 3. 語 音 4. 圖像處理 5. 軍 事 6. 儀器儀表 7. 自動(dòng)控制 8. 醫(yī)療工程 9. 家用電器 10. 計(jì) 算 機(jī) 如：數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、 快速傅氏變換、 Hilbert變換、 相關(guān)運(yùn)算、頻譜分析、 卷 積、模式匹配、 窗函數(shù)、波形產(chǎn)生等； 如：調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、 數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、 回波抵消、多路復(fù)用、 傳真、擴(kuò)頻通信、 移動(dòng)通信、糾錯(cuò)編譯碼、 可視電話、路由器等； 如：語音編碼、語音合成、 語音識(shí)別、語音增強(qiáng)、 語音郵件、語音存儲(chǔ)、 文本 — 語音轉(zhuǎn)換等； 如：二維和三維圖形處理、 圖像壓縮與傳輸、 圖像鑒別、圖像增強(qiáng)、圖像轉(zhuǎn)換、模式識(shí)別、 動(dòng)畫、電子地圖、 機(jī)器人視覺等； 如：保密通信 雷達(dá)處理 聲納處理 導(dǎo)航 導(dǎo)彈制導(dǎo) 電子對(duì)抗 全球定位 GPS 搜索與跟蹤 情報(bào)收集與處理等 如：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、 數(shù)據(jù)采集、鎖相環(huán)、 模態(tài)分析、暫態(tài)分析、 石油 /地質(zhì)勘探、 地震預(yù)測(cè)與處理等； 如：引擎控制 聲 控 發(fā)動(dòng)機(jī)控制 自動(dòng)駕駛 機(jī)器人控制 磁盤 /光盤伺服控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等 如：助聽器 X射線掃描 心電圖 /腦電圖 超聲設(shè)備核磁共振 診斷工具 病人監(jiān)護(hù)等 如：高保真音響 音樂合成 音調(diào)控制 玩具與游戲 數(shù)字電話 /電視 高清晰度電視 HDTV 變頻空調(diào) 機(jī)頂盒等 如：震裂處理器 圖形加速器 工作站 多媒體計(jì)算機(jī)等 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) 1． DSP芯片的現(xiàn)狀 （ 1） 制造工藝 早期 DSP采用 4?m的 NMOS工藝。芯片引腳從原來的40個(gè)增加到 200個(gè)以上，需要設(shè)計(jì)的外圍電路越來越少，成本、體積和功耗不斷下降。目前，片內(nèi)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可達(dá)到幾十 K字 ,而片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可達(dá)到 16M?48位和 4G?40位以上。 （ 4） 運(yùn)算速度 近 20年的發(fā)展，使 DSP的指令周期從 400ns縮短到 10ns以下，其相應(yīng)的速度從 2022MIPS以上。 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) （ 5） 高度集成化 集濾波、 A/D、 D/A、 ROM、 RAM和 DSP內(nèi)核于一體的模擬混合式 DSP芯片已有較大的發(fā)展和應(yīng)用。同時(shí)，采用甚長(zhǎng)指令字 （ VLIW）結(jié)構(gòu)和高性能的浮點(diǎn)運(yùn)算，擴(kuò)大了數(shù)據(jù)處理的動(dòng)態(tài)范圍。 CCS是 TI公司針對(duì)本公司的 DSP產(chǎn)品開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境。開放式的結(jié)構(gòu)允許外擴(kuò)用戶自身的模塊。 DSP技術(shù)將會(huì)有以下一些發(fā)展趨勢(shì)： （ 1） DSP的內(nèi)核結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步改善 多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)（ SIMD）、甚長(zhǎng)指令字組（ VLIM）將在新的高性能處理器中占主導(dǎo)地位，如 AD公司的 ADSP2116x。 DSP處理器： 具有高速的數(shù)字信號(hào)處理能力。 將 DSP和微處理器結(jié)合起來，可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，加速產(chǎn)品的開發(fā)，減小 PCB體積，降低功耗和整個(gè)系統(tǒng)的成本。 在 DSP中融入高檔 CPU的分支預(yù)示和動(dòng)態(tài)緩沖技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)規(guī)范，利于編程，不用進(jìn)行指令排隊(duì)，使 DSP性能大幅度提高。 這個(gè)系統(tǒng)包括DSP 和系統(tǒng)接口軟件等 。它和 DSP集成在一塊芯片上，可實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)處理，大大提高