DSP技术应用现状以及发展趋势
一、数字信号处理结构。
实时数字信号处理系统：采集系统+DSP芯片
非实时系统：pc机上进行处理系统的模拟与仿真或仿真库+DSP芯片。
1DSP、MCU、MPU的关系
微控制器MCU通俗的称呼是单片机，它与微处理器MPU是微机技术的两大分支。MPU的发展动力是人类对无止境的海量数值运算的需求，速度越来越快。MCU
的发展是为了满足被控制对象的要求，向高可靠性、低功耗、低成本发展。一般
MCU的引脚数在60以下，MCU以8位机为主、32位机为辅。有趋势提高MCU的
运算功能，将DSP集成到MCU中，比如32位的MC68356集成了Motorola的
DSP56002。
微控制器MCU一直存在两种基本结构：哈佛(Harvard)结构和冯诺依曼(von Meumann)结构，还可进一步讲是对应成复杂指令集计算机CISC和精简指令计
算机RISC。冯诺伊曼结构具有单一总线PRAM或DRAM都映射到同一地址空间，总
线宽度与CPU类型匹配。哈佛结构具有独立的程序总线和数据总线，CISC的指令一
般是微码miccode，每条指令由CPU解码为许多基本指令，基于CISC的微控制器一
般很复杂，都采用冯诺伊曼结构，所需要的程序存储器比RISC产品少。微码在CPU
产生而限制了CISC器件的带宽，其指令集也比RISC器件大。
68000的MPU是准32位的MPU，内部32位，外部总线是16位。苹果机就是用68000系列，它的运行分成系统态和用户态，其设计是面向分时多任务或实时操
作系统的，68000的总线后来变成VME总线标准。到68020就是全32位了。
1991年IEEE1149.1即JTAG的公布满足了IC制造商的措施需求，也给ASIC、MCU、MPU、DSP、PLD、FPGA等的用户带来方便。一般十万门以上的IC都有JTAG
接口，1993年IEEE1149.5对JTAG作了修正(5线接口)。IC的测试分成晶片级、IC封
装级、电路板与系统极，JTAG完成了前两者的测试。适于68000系列的32位机的
开发工具ICD32是一段扁平电缆，一端接IC的JTAG的5线接口，一端通过25芯头
(里面有GAL)接PC机并口。传统上，微控制器MCU与微处理器MPU是两大分支，而DSP是MCU的一种特殊变形。但是从实质讲，MPU多半是CISC，除了DSP之外
的MCU也是CISC。而DSP是RISC。所以比较时更适合DSP与MPU相比，MPU适
宜于相同管理这样的应用中，以条件判断为主的应用，以软件管理的操作系统为核
心的产品，MPU的设计侧重于不妨碍程序的
流程，以保证操作系统支持功能及转移预测功能等。而DSP侧重于保证数据的顺利
通行，结构尽量简单。
2 冯·诺依曼结构和哈佛结构
1945年，冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理，后来，人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机。冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。
冯.诺曼结构处理器具有以下几个特点：
必须有一个存储器；
必须有一个控制器；
必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算；
必须有输入和输出设备，用于进行人机通信。
另外，程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作
冯·诺依曼的主要贡献就是提出并实现了“存储程序”的概念。由于指令和数据都是二进制码，指令和操作数的地址又密切相关，因此，当初选择这种结构是自然的。但是，这种指令和数据共享同一总线的结构，使得信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈，影响了数据处理速度的提高。
在典型情况下，完成一条指令需要3个步骤，即：取指令、指令译码和执行指令。从指令流的定时关系也可看出冯·诺依曼结构与哈佛结构处理方式的差别。举一个最简单的对存储器进行读写操作的指令，指令1至指令3均为存、取数指令，对冯.诺曼结构处理器，由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取，经由同一总线传输，因而它们无法重叠执行，只有一个完成后再进行下一个。
哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码後得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令存储和数据存储分开，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。
哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令和数据指令分开组织和存储的，执行时可以预先读取下一条指令。
目前使用哈佛结构的中央处理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR 系列和安谋公司的ARM9、ARM10和ARM11。
哈佛结构是指程序和数据空间独立的体系结构, 目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈.
例如最常见的卷积运算中, 一条指令同时取两个操作数, 在流水线处理时, 同时还有一个取指操作, 如果程序和数据通过一条总线访问, 取指和取数必会产生冲突, 而这对大运算量的循环的执行效率是很不利的.
哈佛结构能基本上解决取指和取数的冲突问题.
而对另一个操作数的访问, 就只能采用Enhanced 哈佛结构了, 例如像TI那样,数据区再split, 并多一组总线. 或向AD 那样, 采用指令cache, 指令区可存放一部分
二、DSP应用方向，其他cpu和控制器融合趋势、发展方向
DSP技术在各领域的创新应用
2.1 通信领域的应用
近年来，随着通信技术的飞速发展，DSP已经成为信号与信息处理领域里一门十分重要的新兴学科，它代表着当今无线系统的主流发展方向。现在，通信领域中许多产品都与DSP密切联系，例如，Modem、数据加密、扩频通信、可视电话等。而寻找DSP芯片来实现算法最开始的目标是在可以接受的时间内对算法做仿真，随后是将波形存储起来，然后再加以处理。图1所示，给出了一个典型的DSP应用系统。数字蜂窝电话是DSP最为重要的应用领域。因DSP具有强大的计算能力，使得移动通信的蜂窝电话重新崛起，并创造了一批诸如GSM、CDMA等全数字蜂窝电话网[3]。由于采用DSP 技术，蜂窝电话的更新换代变得更为容易，只需在统一的硬件平台基础上，通过软件的不断升级生产各式各样的新款手机。
图1 系统方框图
输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行模/数转换，将模拟信号转换成数字比特流。根据香农抽样定理，为保持信息的不丢失，抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的两倍。
2.2 仪器仪表领域的应用
DSP已经涉足测量仪表和测试仪器行业，而且大有取代高档单片机的趋势。使用DSP开发测量仪表和测试仪器可将产品提升到一个崭新的水平。新款DSP丰富的片内资源可以大大简化仪器仪表的硬件电路，实现仪器仪表的SOC（System On Chip,即片上系统）设计。
仪器仪表的测量精度和速度是一项重要的指标，使用DSP芯片开发产品可使这两项指标大大提高。以TMS320F2810为例，其高效的32位CPU内核、优异的12位A/D转换器、丰富的片内存储器以及灵活的指令系统为我们开发快速、高精度仪器搭建了广阔的平台。
目前DSP正处于一个高速发展的时期，仪器仪表是DSP的一个重要应用领域，相信DSP的应用会推进仪器仪表的技术革新。
2.3 PC领域中的应用
可编程多媒体DSP是PC领域的主流产品。以XDSL Modem为代表的高速通信技术与MPEG图像技术相结合，使得高品位的音频和视频形式的计算机数据有可能实现实时交换。预计在今后的PC机中，一个DSP即可完成全部所需的多媒体的处理功能。
2.4 全新数码助听器中的应用
由于传统助听器线路功能的局限性，无法满足大部分听障患者的要求，这个使命理所当然的留给了全数码助听器。在国外，助听器的技术正由传统的电子放大电路逐步被DSP 所取代。DSP具有强大的处理功能，能让听障患者听到更清晰的、想要听到的声音，去除患者不想听到的声音，从而使现代的助听器技术产生一个质的飞跃。数字信号处理是全数码助听器的核心部分。它为调整输入/输出特性和系统的频率响应特性提供很强的灵活性。
2.5 图形图像技术领域的应用
DVD里应用的活动图像压缩／解压缩用MPEG2编码／译码器，同时也广泛地应用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。在这些领域里，应用的DSP应该具备更高的处理速度和功能。而且，活动图像压缩／解压技术也日新月异，例如，DCT 变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量，于是出现了对以视觉感知特性为指导的小波分
析图像压缩方法。新的算法出现，要求相应的高性能DSP。最近，日本各大学和高技术企业对于开发虚拟现实VR系统，投入相当力量，利用现代计算机图像学CG生成3维图形，迫切需要多个DSP并行处理系统。其中，系统里的结点DSP单元，要求采用与并行处理相适应的体系结构。
2.6 汽车电子系统及其他应用领域
汽车电子系统日益兴旺发达起来，诸如装设红外线和毫米波雷达，将需用DSP进行分析。如今，汽车愈来愈多，防冲撞系统已成为研究热点。而且，利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理，才能在驾驶系统里显示出来，供驾驶人员参考。应用DSP的领域可以说是不胜枚举，电视会议系统里，也大量应用DSP器件。视听机器里也都应用DSP。随着科学技术的发展，将会出现许许多多的DSP新应用领域。
3 DSP技术的发展前景
目前，DSP市场正处于高速成长阶段，在数字化、个人化和网络化的推动下，2009年世界DSP市场营业额已超过800亿美元，预计未来的年增长率高达40%，在全球DSP 市场中，仅就美国而言，据估计，美国有超过1亿辆汽车、几千万台个人通信装置、每个家庭中就有5～20个联网的家用电器以及数以百万计的工厂使用DSP系统。中国已成为DSP 芯片的最大市场，数码相机、IP电话和手持电子设备的热销带来了对DSP芯片的巨大需求。尽管DSP市场日趋成熟，但仍有成长空间。互联网和设备个性化是当前信息社会的特征。互联网是PC时代全球经济新的增长点，由于PC市场仍未饱和，市场潜力巨大，也是DSP 潜在的应用领域。而手机、PDA、MP3播放器以及手提电脑等则是设备个性化的典型代表，这些设备的发展水平取决于DSP的发展。新的形势下，DSP面临的要求是处理速度更高，功能更多更全，功耗更低，存储器用量更少。DSP的技术发展将会有以下一些走势：（1）系统级集成DSP是潮流。小DSP芯片尺寸始终是DSP的技术发展方向。当前的DSP尺寸小、功耗低、性能高。各DSP厂商纷纷采用新工艺，改进DSP芯核，并将几个DSP芯核、MPU芯核、专用处理单元、外围电路单元、存储单元统统集成在一个芯片上，成为DSP系统级集成电路。
（2）追求更高的运算速度和进一步降低功耗和几何尺寸[4]。由于电子设备的个人化和客户化趋势，DSP必须追求更高更快的运算速度，才能跟上电子设备的更新步伐。同时由于DSP的应用范围已扩大到人们工作生活的各个领域，特别是便携式手持产品对于低功耗和尺寸的要求很高，所以DSP有待于进一步降低功耗。按照CMOS的发展趋势，依靠新工艺改进芯片结构，DSP运算速度的提高和功耗尺寸的降低是完全可能的。
（3）DSP的内核结构进一步改善[5]。DSP的结构主要是针对应用，并根据应用优化DSP设计以极大改进产品的性能。多通道结构和单指令多重数据（SIMD）、超长指令字结构（VLIM）、超标量结构、超流水结构、多处理、多线程及可并行扩展的超级哈佛结构(SHARC)在新的高性能处理器中将占据主导地位。
（4）DSP嵌入式系统[5]。DSP嵌入式系统是DSP系统嵌入到应用电子系统中的一种通用系统[4>。这种系统既具有DSP器件在数据处理方面的优势，又具有应用目标所需要的技术特征。在许多嵌入式应用领域，既需要在数据处理方面具有独特优势的DSP，也需要在智能控制方面技高一筹的微处理器(MCU)。因此，将DSP与MCU融合在一起的双核平台，将成为DSP技术发展的一种新潮流。
cpu和控制器融合趋势
多年以来，尽管PC在不断发展，但基本架构始终未变。中央处理器被连接到芯片
组上，而芯片组上又包含了内存控制器和I/O控制器。随着制造工艺的提升，CPU与芯片组的融合已经成为可能。但这并不意味着，这种趋势短期内将在整个业内普及。
英特尔芯片组事业部总经理理查德·马林诺斯基表示：“把所有功能融入到一块芯片
中的做法是不可行的，因为存在集成问题。”
威盛CEO陈文琦称：“单一CPU芯片时代即将到来，在未来一两年内，威盛将继续奉行这一路线。”本月初，威盛针对UMPC市场，推出了一款体积最小的主板mobile-ITX，只有名片般大小。
威盛CPU设计人员霍尔特承认，CPU与芯片组的融合是威盛所追求的目标。但实
现这一点，还有一系列问题亟待解决，如制造技术和电压等问题。
三、DSP开发手段、包括硬件和软件发展
DSP的软件、硬件的开发以及系统的集成，日益关注。如何提高开发速度、降低开发难度，所有开发者共同关心。除了必须了解DSP本身的结构和技术指标外，大量的时间和精力花费在熟悉和掌握开发工具和环境上。系统复杂程度的百分之八十取决于软件。所以，设计人员都极为看重先进的、易于使用的开发环境与工具。DSP的开发环境如何，开发工具的功能是否丰富，使用是否方便，是一件十分重要的事情。
TI的DSP开发环境和工具主要包括以下3个方面：
（1）代码生成工具（编译器、链接器、优化C编译器、转换工具等）
（2）系统集成及调试环境与工具
（3）实时操作系统一个DSP软件可使用汇编或C语言编写源程序，通过编译、链接、工具产生DSP执行代码。在调试阶段，可利用软件仿真在计算机上仿真运行；也可利用硬件调试工具将代码下载到DSP中，并通过计算机监控、调试运行该程序。当调试完成后，可将该程序代码固化到程序存储器中，以便DSP目标系统脱离计算机单独运行。
DSP软件设计
通过编程进行算法实现，并使程序效率满足实时性要求。汇编：代码效率高，复杂。高级语言（C）：可读性强，易维护，代码效率不高。混合编程：通常以C代码为主体，调用汇编代码函数（算法核心，占用大部分运行时间，达95%）。
设计过程：了解编程规范，进行软件组织：控制程序+初始化程序+I/O程序+核心算法程序。其中存储器配置很重要，文档管理（修改记录、程序注释）也必不可少。模块化设计，易于调试。
DSP开发工具
软硬件配合调试，需要硬件仿真器（Emulator）和软件仿真器（Simulator）,他们都属于DSP开发工具。选择开发工具是选择的重要参考指标。
硬件资源
包括片内RAM、ROM的容量，外部可扩展的程序和数据空间，总线接口，I/O接口等。
运算精度：定点DSP：精度较低，功耗较低，价格低；
浮点DSP：精度较高，功耗较高，价格高。
2016 年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:高速d S P原理、应用及实践学生所在院（系）:电气学院 学生所在学科:仪器科学与技术 学生姓名:赵梵丹 学号:15S001012 学生类别:学术型 考核结果阅卷人
DSP应用现状及发展趋势 引言 在过去的几年中，各种各样的数字信号处理方法层出不穷。数字信号处理器已经成为许多消费、通信、医疗、军事和工业类产品的核心器件。在实际应用中可以选用的数字信号处理实现方法很多，但是，数字信号处理器（DSP）以其在处理速度、价格和功耗上的无以替代的优势赢得了大多数用户的信任。随着信息家电、网络通信和3G 移动通信的飞速发展，作为最关键的核心器件的数字信号处理器，将会把人们带入高速信息化的时代。 一、DSP 的发展历程 DSP 是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU 还快10～50 倍。在当今数字化时代背景下，DSP 已成为通信、计算机和消费类产品等领域的基础器件。业内人士预言，DSP 将是未来集成电路中发展最快的电子产品，并成为电子产品更新换代的决定因素。在DSP 出现之前，数字信号处理只能依靠MPU（微处理器）来完成，但MPU 较低的处理速度无法满足高速实时的要求，因此，20 世纪70 年代有人提出了DSP 的理论和算法，而DSP 仅仅停留在教科书上，即便是研制出来的DSP 系统也只是分离元件组成的，其应用领域仅局限于军事、航空航天等部门。 随着大规模集成电路技术的发展，1982 年世界上诞生了首枚DSP 芯片，这种DSP 器件采用微米工艺NMOS 技术制作，虽功耗和尺寸稍大，但运行速度却比MPU 快了几十倍，尤其在语音合成和编码解码器中得到了广泛的应用。DSP 芯片的问世，标志着DSP 应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。随着CMOS 技术的进步与发展，第二代基于CMOS 工艺的DSP 芯片应运而生，其存储容量和运算速度成倍提高，成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。80 年代后期，第三代D S P 芯片问世，运算速度进一步提高，应用范围逐步扩大到通信、计算机领域。90 年代DSP 发展最快，相继出现了第四代和第五代DSP 器件。现在的DSP 属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP 芯片及外围组件综合集成在单一芯片上，这种集成度极高的DSP 芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐步渗透到了人们日常消费领域，前景十分可观。目前,常见的DSP 芯片有TI 的TMS320 系列,ADI 公司的DSP2100 系列,Lucent 的16000 系列,Motorola 公司的DSP 56602 和56603 系列等。
DSP市场拓展纵横谈 在经历整整二十年的市场拓展之后，DSP所树立的高速处理器地位不仅不可动摇，而且业已成为数字信息时代的核心引擎。与此同时，DSP的市场正在蓬勃发展。根据Forward Concepts 分析家的预测，今年全球DSP销量将达到$82亿美元，比去年增加约三分之一。而对于2004年和2005年的预测值，则分别是$108亿元和$140亿元，并预言未来几年DSP都将以每年超过30%的速度成长。根据CCID权威的分析，中国DSP市场今年可达到120亿元人民币，比去年增长约40%，未来的增长将可能超过全球的平均速度。 (本文转自电子工程世界：) DSP商品化历程 对于TI推出业界第一颗商用DSP的历史，TI首席科学家Gene Frantz在一篇名为《DSP: 如何使TI风险业务变成其最大的业务（DSP: How TI's Risky Business became it BIGGEST business）》的文章有极为精彩的分析。在这篇文章中他提到DSP最初还只是一项技术的名称，既数字信号处理。这项技术在二十世纪六十年代从校园中兴起，到七十年代才由计算机实现部分实时处理，而多用于高尖端领域。DSP既与大量运算相关，每秒完成运算一百万次运算就变为一个新的单位MIPS，而实现每个MIPS的成本高达$10到$100美元便成为商品化的障碍。 八十年代前后，陆续有公司设计出适合于DSP处理技术的处理器，于是DSP开始成为一种高性能处理器的名称。TI在1982年发表一款DSP处理器名为 TMS32010，其出色的性能和特性倍受业界的关注，当然新兴的DSP业务的确承担着巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。当努力使DSP处理器每MIPS成本也降到了适合于商用的低于$10美元范围时，DSP不仅在在军事，而且在工业和商业应用中不断获得成功。1991年TI推出的DSP批量单价首次低于$5美元而可与16 位的微处理器相媲美，但所能提供的性能却是其5至10倍。 进入九十年代，有多家公司跻身于DSP领域与TI进行市场竞争。TI首家提供可定制 DSP，称作cDSP。cDSP 基于内核 DSP的设计可使DSP具有更高的系统集成度，大加速了产品的上市时间。同时TI瞄准DSP电子市场上成长速度最快的领域，适时地提供各种面向未来发展的解决方案。到九十年代中期，这种可编程的DSP器件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等，其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。德州仪器通过不断革新，推陈出新，DSP业务也一跃成为TI的最大的业务，并始终处于全球DSP市场的领导地位。虽然这个阶段DSP每MIPS的价格已降到10美分到1美元的范围，但DSP所带动的市场规模巨大。
DSP技术应用现状以及发展趋势(精)
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
DSP技术应用现状以及发展趋势 一、数字信号处理结构。 实时数字信号处理系统：采集系统+DSP芯片 非实时系统：pc机上进行处理系统的模拟与仿真或仿真库+DSP芯片。 1 DSP、MCU、MPU的关系 微控制器MCU通俗的称呼是单片机，它与微处理器MPU是微机技术的两大分支。MPU的发展动力是人类对无止境的海量数值运算的需求，速度越来越快。MC U的发展是为了满足被控制对象的要求，向高可靠性、低功耗、低成本发展。一般MCU的引脚数在60以下，MCU以8位机为主、32位机为辅。有趋势提高MCU的运算功能，将DSP集成到MCU中，比如32位的MC68356集成了Motorola的DSP560 02。 微控制器MCU一直存在两种基本结构：哈佛(Harvard)结构和冯诺依曼 (von Meumann)结构，还可进一步讲是对应成复杂指令集计算机CISC和精简指令计算机RISC。冯诺伊曼结构具有单一总线PRAM或DRAM都映射到同一地址空间，总线宽度与CPU类型匹配。哈佛结构具有独立的程序总线和数据总线，CISC的指令一般是微码miccode，每条指令由CPU解码为许多基本指令，基于CISC的微控制器一般很复杂，都采用冯诺伊曼结构，所需要的程序存储器比RISC产品少。微码在CPU产生而限制了CISC器件的带宽，其指令集也比RISC器件大。 68000的MPU是准32位的MPU，内部32位，外部总线是16位。苹果机就是用68000系列，它的运行分成系统态和用户态，其设计是面向分时多任务或实时操作系统的，68000的总线后来变成VME总线标准。到68020就是全32位了。 1991年IEEE1149.1即JTAG的公布满足了IC制造商的措施需求，也给ASIC、MCU 、MPU、DSP、PLD、FPGA等的用户带来方便。一般十万门以上的IC都有JTAG 接口，1993年IEEE1149.5对JTAG作了修正(5线接口)。IC的测试分成晶片级、IC 封装级、电路板与系统极，JTAG完成了前两者的测试。适于68000系列的32位机的开发工具ICD32是一段扁平电缆，一端接IC的JTAG的5线接口，一端通过25芯头(里面有GAL)接PC机并口。传统上，微控制器MCU与微处理器MPU是两大分支，而DSP是MCU的一种特殊变形。但是从实质讲，MPU多半是CISC，除了DSP 之外的MCU也是CISC。而DSP是RISC。所以比较时更适合DSP与MPU相比，MP U适宜于相同管理这样的应用中，以条件判断为主的应用，以软件管理的操作系统为核心的产品，MPU的设计侧重于不妨碍程序的 流程，以保证操作系统支持功能及转移预测功能等。而DSP侧重于保证数据的顺利通行，结构尽量简单。 2 冯·诺依曼结构和哈佛结构 3
DSP技术应用及发展前景浅析 【摘要】数字信号处理（DSP）是广泛应用于许多领域的新兴学科，因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP技术在各个领域的应用状况，以及在未来的发展前景。 【关键词】数字信号处理数据处理信息技术 1 引言 20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。 2 DSP目前的主要应用领域 DSP技术在数据通信、汽车电子、图像处理以及声音处理等领域应用广泛。 （1）数字化移动电话 数字移动电话可划为两大类：高速移动电话和低速移动电话。而无论是高速移动电话还是低速移动电话，都要用至少1个DSP，因此，高速发展的数字化移动电话急需极为大量的DSP器件。 （2）数据调制解调器 数字信号处理器的传统应用领域之一，就是调制解调器。调制解调器是联系通信与多媒体信息处理系统的纽带。利用PC机通过调制解调器经由电话线路，实现拨号连接Internet 是最简便的访问形式。由于Internet用户急剧增加，由PC机上利用浏览程序调用活动图像信息量增大，就需要使用数据传送速度更高的调制解调器。这就意味，在高速调制解调器里需要更高性能的DSP器件。 （3）磁盘／光盘控制器需求 多种信息存储媒体产品的迅速发展，诸如磁盘存储器、CD－ROM和DVD （DigitalVersatileDisk）－ROM的纷纷上市。今日的磁盘驱动器HDD，存储容量已相当可观，大型HDD姑且不谈，就连普通PC机的HDD的存储容量也远在1GB以上，小型HDD 向高密度、高存储容量和高速存取方向发展，其控制器必须具备高精度和高速响应特性，它所用的DSP性能也是今非昔比，高速DSP是必不可少的关键性器件。 （4）图形图像处理需求 DVD里应用的活动图像压缩／解压缩用MPEG2编码／译码器，同时也广泛地应用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。这些领域应用的DSP应该具备更高的处理速度和功能。而且，活动图像压缩／解压技术也日新月异，例如，DCT变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量，于是出现了对以视觉感知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现，要求相应的高性能DSP。 （5）汽车电子系统及其它应用领域 汽车电子系统日益兴旺发达，诸如装设红外线和毫米波雷达，将需用DSP进行分析。利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理，才能在驾驶系统里显示出来，供驾驶人员参考。因此，DSP在汽车电子领域的应用也必然会越来越广泛。 （6）声音处理。 声音数字压缩技术早已开始应用，其中以脉冲编码调制(PCM)的方法最普遍。由于其
DSP的历史、现状与发展趋势 一、内容摘要：信息化的基础是数字化。数字化的核心技术之一是数字信号处理。数字信号处理的任务在很大程度上需要由DSP器件来完成。DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速发展的前沿技术。DSP 可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor），也可以代表数字信号处理技术（Digital Signal Processing）。本文就DSP的发展历史、国内外现状和DSP未来的发展前景作了简单的介绍。 二、关键字：DSP 历史现状特点发展趋势 三、内容： （一）、DSP的发展历史： 数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。DSP有两种含义：digital Signal Processing（数字信号处理）、Digital Signal Processor （数字信号处理器）。我们常说的DSP指的是数字信号处理器。数字信号处理器是一种适合完成数字信号处理运算的处理器。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。在当今的数字化时代背景下，DSP己成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件。DSP的发展大致分为三个阶段： 在DSP出现之前数字信号处理只能依靠微处理器来完成。但由于微处理器较低的处理速度不快，根本就无法满足越来越大的信息量的高速实时要求。因此应用更快更高效的信号处理方式成了日渐迫切的社会需求，到了70年代，有人提出了DSP的理论和算法基础。但那时的DSP仅仅停留在教科书上，即使是研制出来的DSP系统也是由分立元件组成的，其应用领域仅局限于军事、航空航天部门。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。1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出的mP 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和半导体技术的发展，1982年世界上诞生了第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品。这种DSP器件采用微米工艺N MOS技术制作，虽功耗和尺寸稍大，但运算速度却比微处理器快了几十倍，尤其在语言合成和编码译码器中得到了广泛应用。DSP芯片的问世是个里程碑，它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。至80年代中期，随着CMOS工艺的DSP芯片应运而生，其存储容量和运算速度都得到成倍提高，成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。 80年代后期，第三代DSP芯片问世，运算速度进一步提高，其应用范围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代DSP发展最快，相继出现了第四代和第五代DSP器件。现在的DSP属于第五代产品，它与第四代相比，系统集成度更高，将DSP芯核及外围元件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手，而且逐渐渗透到人们的日常生活领域。经过20多年的发展，DSP产品的应用已扩大到人们的学习、工作和生活的各个方面，并逐步成为电子产品更新换代的决定因素。 （二）、DSP的现状： 中国DSP的发展现状: 一、市场发展现况
DSP技术发展趋势 摘要：本文主要讲了什么是DSP技术，以及DSP的技术发展趋势、市场发展趋势。 一、引言 数字信号处理（Digital Signal Processing，即DSP），起源于上个世纪80年代，是一门涉及到许多学科并且广泛应用在很多领域的热门学科。它利用微型计算机、专用处理设备，以数字方式对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别处理，得到人们需要的信号形式。它紧紧围绕着数字信号处理的理论、实现以及应用发展。 二、DSP技术 数字信号处理（DSP）的理论基础涉及的范围非常广泛。比如微积分、概率统计、随机过程、数值分析等数学基础是数字信号处理的基本工具，同时它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信原理、故障诊断，传感器技术等密切相关，还有近些年来蓬勃发展的一些学科：人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。 正是由于有这些理论发展的前提基础，和广泛的市场需求，DSP处理的器件也应运而生，在广泛应用在各个领域的同时得到迅速的发展。世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811，在这之后，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个非常重要的里程碑。即使这两种芯片内部没有现代DSP芯片的单周期乘法器，但是他们为DSP的蓬勃、迅速发展奠定了很重要的基础。接着，1980年，日本NEC公司推出了第一个具有乘法器的商用DSP芯片，随后，美国德州仪器公司（TI 公司）推出一系列DSPs产品，广泛地应用在信号处理的各个领域。 三、技术发展趋势 １、数字信号处理器的内核结构进一步改善，多通道结构和单指令多重数据(SIMD)、特大指令字组(VLIM)将在新的高性能处理器中将占主导地位，如Analog Devices的 ADSP-2116x。 ２、DSP 和微处理器的融合： 微处理器是低成本的，主要执行智能定向控制任务的通用处理器能很好执行智能控制任务，但是数字信号处理功能很差。而DSP的功能正好与之相反。在许多应用中均需要同时具有智能控制和数字信号处理两种功能，如数字蜂窝电话就需要监测和声音处理功能。因此，把DSP和微处理器结合起来，用单一芯片的处理器实现这两种功能，将加速个人通信机、智能电话、无线网络产品的开发，同时简化设计，减小PCB体积，降低功耗和整个系统的成本。例如，有多个处理器的Motorola公司的DSP5665x，有协处理器功能的Massan公司FILU-200，把MCU功能扩展成DSP和MCU功能的TI公司的
DSP技术应用现状以及发展趋势 一、数字信号处理结构。 实时数字信号处理系统：采集系统+DSP芯片 非实时系统：pc机上进行处理系统的模拟与仿真或仿真库+DSP芯片。 1 DSP、MCU、MPU的关系 微控制器MCU通俗的称呼是单片机，它与微处理器MPU是微机技术的两大分支。MPU的发展动力是人类对无止境的海量数值运算的需求，速度越来越快。MCU的发展是为了满足被控制对象的要求，向高可靠性、低功耗、低成本发展。一般MCU的引脚数在60以下，MCU以8位机为主、32位机为辅。有趋势提高MCU的运算功能，将DSP集成到MCU中，比如32位的MC68356集成了Motorola的DSP56002。 微控制器MCU一直存在两种基本结构：哈佛(Harvard)结构和冯诺依曼 (von Meumann)结构，还可进一步讲是对应成复杂指令集计算机CISC和精简指令计算机RISC。冯诺伊曼结构具有单一总线PRAM或DRAM都映射到同一地址空间，总线宽度与CPU类型匹配。哈佛结构具有独立的程序总线和数据总线，CISC的指令一般是微码miccode，每条指令由CPU解码为许多基本指令，基于CISC的微控制器一般很复杂，都采用冯诺伊曼结构，所需要的程序存储器比RISC产品少。微码在CPU产生而限制了CISC器件的带宽，其指令集也比RISC器件大。 68000的MPU是准32位的MPU，内部32位，外部总线是16位。苹果机就是用68000系列，它的运行分成系统态和用户态，其设计是面向分时多任务或实时操作系统的，68000的总线后来变成VME总线标准。到68020就是全32位了。 1991年IEEE1149.1即JTAG的公布满足了IC制造商的措施需求，也给ASIC、MCU、MPU、DSP、PLD、FPGA等的用户带来方便。一般十万门以上的IC都有JTAG接口，1993年IEEE1149.5对JTAG作了修正(5线接口)。IC的测试分成晶片级、IC封装级、电路板与系统极，JTAG完成了前两者的测试。适于68000系列的32位机的开发工具ICD32是一段扁平电缆，一端接IC的JTAG的5线接口，一端通过25芯头(里面有GAL)接PC机并口。传统上，微控制器MCU与微处理器MPU是两大分支，而DSP是MCU的一种特殊变形。但是从实质讲，MPU多半是CISC，除了DSP之外的MCU也是CISC。而DSP是RISC。所以比较时更适合DSP与MPU相比，MPU适宜于相同管理这样的应用
DSP的应用现状与发展趋势 一、DSP的特点 DigitalSignal Processor（数字信号处理器）是一种专门用来实时、快速处理数字信号的器件，它是在数字信号处理这一门学课的基础上发展起来的。 一般微处理器都采取冯·诺依曼结构。而DSP处理器的内部采用的则是程序总线和数据总线分开的哈佛结构，比一般的微处理器拥有更高的指令执行的速度。它还拥有专门用于处理乘法的硬件结构，以及特殊的指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理的算法。由于DSP的这些利于数字信号处理的特性，它已广泛应用于通信，汽车车载系统，语音图形，仪器仪表，军事，多媒体，航天，智能控制以及医疗仪器等领域。 二、DSP的应用 目前通信领域是DSP应用的一个重要方面，在通信领域中，DSP技术的发展甚至可以主导现代无线通信技术的未来的发展方向。比如在数字蜂窝电话中的应用可以说是很成功的一个案例。 不过当前，在汽车的控制系统中，DSP也有很好的前景。一个热点便是在汽车音响功放的应用，DSP功放优点很多，比如方便的分频，更直观的调节延时和音效，让普通人也能很容易调出自己喜欢的风格。 而在图形图像数字化这一领域的应用，可以扩展到其他很多方面上去，如图像侦查、天文观测和气象观察等。图形的处理本来就是数字化的处理，而DSP 的高处理速度面对繁杂的图像信息有着非常大的优势。 DSP技术在仪器仪表领域的应用也是不容忽视的，DSP可以大大提升产品的性能和技术水平。而利用DSP中丰富的储存资源可以优化、简化仪表和仪器上的硬件。在这一领域，DSP的应用正处于上升时期。 另外，DSP在军事、家用电器等方面的应用也是日益引起人们的广泛关注。 三、DSP的发展 这几年来，DSP的应用越来越广泛，技术发展已经逐渐成熟。然而它依旧有很长的路要走。 为了跟随时代的步伐，DSP必须追求更高、更快的速度。为此，在未来，
DSP在中国的应用现状和发展前景 一、序言 随着信息技术和超大规模集成电路的的飞速发展，数字化进程不断加速，高速实时的数字信号处理系统应用日趋广泛，由此发展起来的数字信号处理器是现代数字系统设计不可缺少的重要手段，其表现出的方便、快捷、简单、移植性好、工程实现容易等特点已经得到学术界和企业界的认可。 二、DSP的应用领域 语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音储存等。 图像/图形：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。 军事：保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、搜索和反搜索等。 仪器仪表：频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。 自动控制：控制、深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等。 医疗：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。 家用电器：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音调控制、玩具与游戏等。 生物医学信号处理举例： CT：计算机X射线断层摄影装置。(其中发明头颅CT英国EMI公司的豪斯菲尔德获诺贝尔奖。) CAT：计算机X射线空间重建装置。出现全身扫描，心脏活动立体图形，脑肿瘤异物，人体躯干图像重建。 心电图分析。 三、DSP的发展前景 DSP技术具备的应用优势 (1)强大的图像处理、运算和控制能力，适应智能和融合应用时代需求 能高效地进行视频处理，能同时完成信号处理和控制任务，适应智能应用需求;其融合性架构可实现：多格式音频、视频、语言和图像处理;多模式基带和分组处理;控制处理和实时安全性。 (2)同时具备较高的性能/价格比、性能/功耗比、性能/面积比 ADI公司在新处理器设定性能目标时，注重的不仅是DSP的时钟频率和处理能力，还包括处理器必须提供的其它方面，如性能价格比、性能功耗比、性能面积比。ADI将通过最新的CMOS深亚微米工艺尺度、更深的流水线、多内核、每个核心更多的计算单元，以及充分利用信号处理加速引擎，继续提高Blackfin 系列的性能，增强它们在性价比和性能功耗比方面的领先地位。 (3)软件开发的可升级性和可扩展性
DSP技术的应用和发展前景 【摘要】数字信号处理（DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。本文概述了数字信号处理技术的发展，分析了DSP处理器在多个领域应用状况，介绍了DSP 的最新发展，对数字信号处理技术的发展前景进行了展望。 【Abstract】Digital signal processing (DSP) is the one who is widely used in many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. This paper outlines the development of digital signal processing technology, processes, analyzes the DSP processor, application status in many areas, introduced the latest developments in DSP, digital signal processing technology for the future development prospects. 【关键词】信号数字信号处理信息技术 【Key words】Signal digital signal processing Information Technology 1 什么是DSP？ DSP是Digital Signal Processing 的缩写，意为数字信号处理，简称DSP。DSP是一门涉及许多学科而又广泛应用于诸多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生，并到迅速的发展。在过去的二十多年，数字信号处理的应用已从军事、航空航天领域扩展到信号处理、通信、雷达、消费等领域。主要应用有：信号处理、通信、语音、图形／图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗家用电器等。DSP之所以获得广泛应用，是因为其具有显著特点。 2 DSP的特点 数字信号处理包含数字信号处理技术与数字信号处理芯片。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩和识别等处理，得到符合需要的信号形式。数字信号处理的实现方法一般有以下几种：⑴在通用计算机上用软件实现该方法速度太慢，适于算法仿真；⑵在通用计算机系统上加上专用加速处理机实现该方法专用性强，应用受限制，且不便于系统独立运行；⑶用通用单片机实现这种方式多用于一些不太复杂的数字信号处理，如简单的PID控制算法；⑷用通用可编程DSP芯片实现与单片机相比，DSP芯片具有更加适合于数字信号处理的软件与硬件资源，可用于复杂的数字信号处理处理算法；用专用DSP芯片实现在一些特殊场合，要求信号处理速度极高，用通用DSP芯片很难实现，而专用DSP芯片可以将相应的信号处理处理算法在芯片内部用硬件实现，无需编程。 3 DSP的应用 一、数字化移动电话数字化移动电话尽管花样繁杂，但基本上可划为两大类：高速移动电话和低速移动电话。其中，高速移动电话顾名思义是在高速移动体里使用的电话，诸如可在飞机、轮船和汽车等里自由通话的电话。虽然数字化高速移动通过标准很多，但当今普遍应用的是欧洲GSM（GlobalSyste mforMobileCommunication）标准。自从推出数字化蜂窝式电话机以来，现已遍布全球70多个国家广泛应用。俗称G SM标准的数字化蜂窝电话，叫作数字化大哥大，它具备国际漫游（Roaming）功能，SIMC（SubscriberIdentificat ionModuleCard）给用户带来使用大哥大的方便。现正在扩展数据通信服务能力以及它与ISDN系统兼容性，例如，英国BT公司的Cellnet部已经利用GSM提供数字化数据和传真服务，于是东芝笔记本电脑也安上了数字化的大哥大。所谓低速移动电话，当然在高速移动体里完全不能应用，然而在步行速度下却很好用，价格远比数字化大哥大便宜，因此称为穷人的大哥大。低速移动电话就其实质而论。它是数字化无绳电话，仍然保持模拟式无绳
2010年12月（下） 浅谈DSP 技术的应用和发展前景 段丽娜 （华中科技大学武昌分校，湖北武汉430074） ［摘要］数字信号处理（DSP ）是门涉及许多学科而又广泛用于许多领域的新兴学科。本文概述了数字信号处理技术的发展过程，分析了 DSP 处理器在多个领域应用状况，介绍了DSP 的最新发展，对数字信号处理技术的发展前景进行了展望。 Abstrac t ：Digital signal processing(DSP)is the one who is widely used in many disciplines involved in many areas of emerging discipline.ThisPaper outlines the development of digital signal processing technology ,processes ,analyzes the DSP processor,application status in many areas ,introduced the latest developments in DSP,digital signal processing technology for the future development prospects . ［关键词］信号；数字信号处理；信息技术 Keywords ：Signal ；Digitalsignalprocessing ；InformationTechnology 1引言 自从数字信号处理器（DigitalSignalProcessor ）问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理、语音、语言处理，通用西信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。随着技术成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合等到成功应用。 2DSP 技术的发展历程 DSP 的发展大致分为三个阶段： 在数字信号处理技术发展的初期（二十世纪50-60年代），人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。直到70年代，有人才提出了DSP 的理论和算法基础。一般认为，世界上第一个单片DSP 芯片应当是1987年AMI 公司发布的S281I 。1979年美国Intel 公司发布的商用可编程器件2920是DSP 芯片的一个重要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP 芯片所必须有的单周期乘法器。1980年，日本NEC 公司推出的mPD7720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推出世界上第一代DSP 芯片TMS32010及其系列产品，标志了实时数字信号处理领域的重大突破。TI 公司不久相继推出了第二代和第三代DSP 芯片。90年代DSP 发展最快。TI 公司相继推出第四代、第五代DSP 芯片等。 随着CMOS 技术的进步与发展，日本的Hitachi 公司在1982年推出第一个基于CMOS 工艺的浮点DSP 芯片，1983年日本Fujitsu 公司推出的MB8764，其指令周期为120ns ，且具有双内部总线，从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。 而第一个高性能浮点DSP 芯片应是AT&T 公司于1984年推出的DSP32。与其他公司相比，Motorola 公司在推出DSP 芯片方面相对较晚。1986年，该公司推出了定点处理器MC56001。1990年推出了与IEEE 浮点格式兼容的浮点DSP 芯片MC96002。美国模拟器件公司（AD ）在DSP 芯片市场上也占有一定的份额，相继推出了一系列具有自己特点的DSP 芯片。自1980年以来，DSP 芯片得到了突飞猛进的发展，DSP 芯片的应用越来越广泛，并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。从运算速度来看，MAC （一次乘法和一次加法）时间已经从20世纪80年代初的400ns 降低到 10ns 以下，处理能力提高了几十倍。DSP 芯片内部关键的乘法器部件从1980年占模片区的40%左右下降到5%以下，片内RAM 数量增加一个数量级以上。DSP 芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加，如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。 3DSP 技术在各领域的应用 3.1DSP 技术在电力系统模拟量采集和测量中的应用 计算机进入电力系统调度后，引入了EMS/DMS/SCADA 的概念，而电力系统数据采集和测量是SCADA 的基础部分。传统的模拟量 的采集和获得，通过变送器将一次PT 和CT 的电气量变为直流量，在进行A/D 转换送给计算机。应用了交流采用技术以后，经过二次PT 、CT 的变换后，直接对每周波的多点采样值采用DSP 处理算法进行计算，得到电压和电流的有效值和相角，免去了变送器环节。这不仅使得分布布置的分布式RTU 很快地发展起来，而且还为变电站自动化提供了功能综合优化的手段。 3.2DSP 在变电站自动化的应用 变电站自动化元件较多，模拟量、开关量比较分散，要求的实时性也较高，DSP 能快速采集、精确处理各种信息，尤其在并行处理上可实现多机多任务操作，实用十分灵活、方便，片内诸多的接口为通讯及人机接口提供了容易的扩展，由于接口的多样化，使励磁、调速器及继电保护的挂网监控庚容易。由于DSP 集成度高，硬件设计方便，使设计起来更容易，而且增加了产品的可靠性，DSP 在冗余设计上更容易，为水电站实现无人值班，少人值守的发展方向，提供了可靠的新技术。 3.3DSP 在多媒体通信中的应用 多媒体包括文字、语言、图形和数据等媒体。多媒体信息中绝大部分是视频数据和音频数据，而数字化的音、视频数据的数据量是非常庞大的，只有采用先进的压缩编码算法对其进行压缩，节省储存空间，提高通信线路的传输效率，才能使高速的多媒体通信系统成为可能。多媒体通信要求多媒体网络终端应能快速处理信息，并具有较强的交互性。因此，DSP 在语音编码、图像压缩与还原的语音通信中得到了成功的应用。如今的DSP 基本能实时实现大部分已形成国际标准的语音编解码算法与协议。移动通信中的语音压缩和调制解调器也大量采用DSP 。有能力实现中、低速的移频键控、相移键控的调制与解调等。 3.4DSP 在软件无线电的应用 软件无线电是一种新的无线通信技术，是基于同、一硬件平台上、安装不同的软件来实现多通信功能多频段的无线电台，它可进一步扩展至有限领域。随着DSP 技术的发展和应用的成熟，特别是低功耗DSP 芯片的出现，、使软件无线电的应用研究成为热点。软件无线电具有系统结构通用、功能实现软件化和互操作性好等一系列有优点。其体系结构有电源、天线、多带射频转换器和A/D/A 变换器与DSP 组成。信号的数字化是实现软件无线电的先决条件。关键步骤是以可编程能力强的DSP 来代替专用的数字电路，使系统硬件结构与功能相对独立。这样就可基于一个相对通用的硬件平台，通过软件实现不同的通信功能，并可对工作频率、系统频宽、调制方式和新品编码等进行编程控制，系统的灵活性大大加强了。 3.5DSP 在机器人控制中的应用 目前，由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步，使得机器人的研究在高水平上进行，同时也对机器人控制系统的性能提出了更高的要求。随着机器人控制系统对实时性、数据量和计算要求的不断提高，采用高速、高性能的DSP 将成为主要的控制方式。将DSP 应用于机器人的控制系统，充分利用（下转第213页） 206
DSP技术的最新发展及其应用现状(1 2008-05-26 09:29:50 作者:吕海英来源:中国自动化网数字信号处理(DSP是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。在通常的实时信号处理中,它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点,这都是模拟系统所不及的。DSP的发展大致分为三个阶段: 在数字信号处理技术发展的初期(二十世纪50~60年代,人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。直到70年代,有人才提出了DSP的理论和算法基础。一般认为,世界上第一个单片DSP 芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811。1979年美国Intel 公司发布的商用可编程器件2920是DSP 芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980 年,日本NEC 公司推出的mP 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推出世界上第一代D SP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公司之后不久相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28、第三代DSP 芯片TMS320C30/C31/C32。90年代DSP发展最快,TI公司相继推出第四代DSP芯片T MS320C40/C44、第五代DSP芯片 TMS320C5X/C54X、第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX、 集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。 随着CMOS技术的进步与发展,日本的Hitachi 公司在1982年推出第一个基于CMOS工艺的浮点DSP芯片,1983年日本Fujitsu公司推出的MB8764,其指令周期为120ns,且具有双内部总线,从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能浮点DSP芯片应是AT&T公司于1984年推出的DSP32。
科 技 文 献 检 索 作 业 学院：电气信息工程学院 专业：电子信息工程08-1 学号：200801030144 姓名：
DSP技术应用及发展前景浅析 【摘要】数字信号处理（DSP）是广泛应用于许多领域的新兴学科，因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP 技术在各个领域的应用状况，以及在未来的发展前景。 【关键词】数字信号处理数据处理信息技术 一引言 自从数字信号处理器（DigitalSignalProcessor）问世以来，由于它具有高速、灵活、可编程、低功耗和便于接口等特点，已在图形、图像处理、语音、语言处理，通用西信号处理，测量分析，通信等领域发挥越来越重要的作用。随着技术成本的降低，控制界已对此产生浓厚兴趣，已在不少场合等到成功应用。 二DSP 的发展历程 第一种商品化的IC 数字信号处理器是英特尔的2920，早在1979 年就在取代全双工、1200bps 数字硬调制解调器中的模拟滤波器组了。同时，迅速增多的微处理器和外设提高了处理以数字表示信号的可行性。那时几乎任何商业化信号处理任务都需要模拟计算，伴有复杂的反馈回路和补偿电路来维持稳定性。各种依赖位片处理器小型电脑和数据采集硬件的技术都极其昂贵，并且通常只适合于研究人员。能够经济地把信号数字化，并在数字领域进行数学计算，从而减少漂移和其它用模拟技术处理也很昂贵的不精确条件，这种逻辑很有吸引力，它直接导致今天市场上出现多种系列的DSP。 八十年代前后，陆续有公司设计出适合于DSP处理技术的处理器，于是DSP 开始成为一种高性能处理器的名称。TI在1982年发表一款DSP处理器名为TMS32010，其出色的性能和特性倍受业界的关注，当然新兴的DSP业务的确承担着巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。当努力使DSP处理器每MIPS成本也降到了适合于商用的低于$10美元范围时，DSP不仅在在军事，而且在工业和商业应用中不断获得成功。1991年TI推出的DSP批量单价首次低于$5美元而可与16 位的微处理器相媲美，但所能提供的性能却是其5至10倍。 进入九十年代，有多家公司跻身于DSP领域与TI进行市场竞争。TI首家提供可定制DSP，称作cDSP。cDSP 基于内核DSP的设计可使DSP具有更高的系统集成度，大加速了产品的上市时间。同时TI瞄准DSP电子市场上成长速度最快的领域，适时地提供各种面向未来发展的解决方案。到九十年代中期，这种可编程的DSP器件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等，其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。德州仪器通过不断革新，推陈出新，DSP业务也一跃成为TI的最大的业务，并始终处于全球DSP市场的领导地位。虽然这个阶段DSP每MIPS的价格已降到
未来DSP发展趋势 一、技术发展趋势 1、数字信号处理器的内核结构进一步改善，多通道结构和单指令多重数据(SIMD、特大指令字组(VLIM 将在新的高性能处理器中将占主导地位，如Analog Devices的 ADSP-2116x。 2、DSP 和微处理器的融合： 微处理器是低成本的，主要执行智能定向控制任务的通用处理器能很好执行智能控制任务，但是数字信号处理功能很差。而DSP的功能正好与之相反。在许多应用中均需要同时具有智能控制和数字信号处理两种功能，如数字蜂窝电话就需要监测和声音处理功能。因此，把DSP和微处理器结合起来，用单一芯片的处理器实现这两种功能，将加速个人通信机、智能电话、无线网络产品的开发，同时简化设计，减小PCB体积，降低功耗和整个系统的成本。例如，有多个处理器的Motorola公司的DSP5665x，有协处理器功能的Massan公司FILU-200，把MCU功能扩展成DSP和MCU功能的TI公司的TMS320C27xx以及Hitachi公司的SH-DSP，都是DSP和MCU融合在一起的产品。互联网和多媒体的应用需要将进一步加速这一融合过程。 3、DSP 和高档CPU的融合： 大多数高档GPP如Pentium 和PowerPC都是SIMD指令组的超标量结构，速度很快。LSI Logic 公司的LSI401Z采用高档CPU的分支预示和动态缓冲技术，结构规范，利于编程，不用担心指令排队，使得性能大幅度提高。Intel公司涉足数字信号处理器领域将会加速这种融合。 4、DSP 和SOC的融合： SOC(System-On-Chip是指把一个系统集成在一块芯片上。这个系统包括DSP 和系统接口软件等。比如Virata公司购买了LSI Logic公司的ZSP400处理器内核使用许可证，将其与系统软件如USB、10BASET、以太网、UART、GPIO、HDLC等一起集成在芯片上，应用在xDSL上，得到了很好的经济效益。因此，SOC芯片近几年销售很好，由1998年的1.6亿片猛增至1999年的3.45亿片。1999年，约39%的SOC产品应用于通讯系统。今后几年，SOC将以每年31%的平均速度增长，到2004年将达到13亿片。毋庸置疑，SOC将成为市场中越来越耀眼的明星。 5、DSP 和FPGA的融合： FPGA是现场编程门阵列器件。它和DSP集成在一块芯片上，可实现宽带信号处理，大大提高信号处理速度。据报道，Xilinx 公司的Virtex-II FPGA对快速傅立叶变换(FFT的处理可提高30倍以上。它的芯片中有自由的FPGA可供编程。Xilinx公司开发出一种称作Turbo卷积编译码器的高性能内核。设计者可以在FPGA 中集成一个或多个Turbo内核，它支持多路大数据流，以满足第三代(3GWCDMA无线基站和手机的需要，同时大大节省开发时间，使功能的增加或性能的改善非常容易。因此在无线通信、多媒体等领域将有广泛应用。 二、市场发展趋势 很明然，在可预见的一段时间内，无线应用仍将是可编程DSP市场的驱动引擎。不过，嵌入式DSP市场是一个更大的市场，我们将在后续的市场报告中予以讨论。DSP技术(无论何种形式是你能够访问窄带、宽带或是无线互联网的唯一手段，它还是新兴的分组(IP电话市场的关键。没有DSP就没有对互联网的访问，没有多媒体，也没有无线通信。因此，尽管遭遇了短期的市场挫折，DSP仍将是整个半导体工业的技术驱动力。 而国内发展DSP的厂商并不多，而主要的应用产品是DVD与无线电话等，因此国内DSP的产值并不高；而在产品应用上，目前重要的DSP应用产品，如行动电话、调制解调器、HDD等个人计算机与通讯领域应用产品，都是采用国际大厂的DSP solution，因此国内厂商尚无插足的余地。