DSP技術的應用及發展趨勢

摘 要：現在是信息化時代，數字化是信息化實現的基礎前提。數字信號處理技術是數字化的核心技術之一。DSP器件完成了數字信號處理的大部分任務。所以一般用DSP技術來代表數字信號處理技術，已經成為快速發展的前沿技術。文章介紹了DSP技術在各個領域的應用，并探討了未來的發展趨勢。

關鍵詞：數字化；DSP；應用；發展趨勢

引言

DSP（Digital Signal Processing）也就是我們所說的數字信號處理器。它是專門對模擬信號轉換為數字信號后進行高速實時處理的專用處理器。數字信號處理器具有靈敏、快速、低功耗和可編程等優點，自它問世以來，得到了廣泛的應用。我們現在經常遇見的語音、語言的處理、信號的處理、圖像的處理、測量分析等領域，都有DSP技術的身影。DSP芯片采用了哈佛結構，使得數據總線與程序總線分離，相較于傳統的處理器采用的馮若依曼結構，指令執行速度更高，性能更好，它的處理速度是目前最快的CPU的10到50倍左右。DSP被譽為信息社會革命的“旗手”，成為計算機、通信、手機等產品的基礎器件。

1 DSP技術的應用

DSP技術由于其自身具有很大的優勢，所以被很多領域所采用。在電力系統：電力系統模擬量采集和測量、繼電器保護、變電站自動化；數字通訊技術領域：多媒體通信、軟件無線電；工業控制領域：超精密機床伺服控制方面、機器人控制；虛擬儀器方面；儀器儀表領域；汽車電子系統等等都有DSP技術的存在。我們重點介紹DSP技術在多媒體通信、儀器儀表和汽車電子系統中的應用。

1.1 DSP技術在多媒體通信的應用

文字、語言、圖像、數據等媒體就是我們平時所說的多媒體。其中視頻和音頻數據占多媒體數據的絕大部分。對音視頻的數字化處理量是非常龐大的，需要先采用先進的壓縮編碼算法進行壓縮處理，大大縮小占用的空間，提高數據傳輸效率，這樣多媒體通信系統才能普遍實現。這就需要在多媒體終端快速處理信息，用戶得到良好的體驗交互。DSP的出現使其成為了現實，它在語音編碼、圖像壓縮與還原等多媒體通信中得到充分的應用。DSP基本能夠實時實現大部分國際標準的語音編碼解碼算法與協議。DSP技術還大量應用在移動通信的語音壓縮和調制解調器中。現代DSP完全有能力實現中、低速的移頻鍵控、相移鍵控的調制與解調以及正交調幅調制與解調等。

1.2 DSP技術在儀器儀表中的應用

儀器儀表行業主要用的是高檔單片機，DSP已經開始涉足進來，并且發展迅速，大有取代的趨勢。傳統的儀器儀表，由于需要數據處理，硬件電路就會很復雜。DSP具有豐富的片內資源，可以大大簡化硬件電路，實現儀器儀表的SOC（System On Chip，即片上系統）設計。

測量速度和精度是衡量儀器儀表性能的重要指標，DSP芯片的應用能使這兩項指標大大提高。例如TMS320F2810，它具有32位CPU內核，12位A/D轉換器、豐富的片內存儲器，再加上靈敏的指令系統，為我們提供了開發快速、高精度儀器的平臺。

1.3 DSP技術在汽車電子系統中的應用

汽車目前成為了大眾商品，汽車技術得到長足的發展，其中汽車電子系統成為汽車發展的重點。汽車里的紅外線或毫米波雷達，需要DSP進行分析處理。汽車的防撞系統，需要利用攝像機把外面拍攝的圖像數據傳給駕駛系統，這就需要DSP來對圖像數據進行處理。

2 DSP技術的發展趨勢

DSP技術未來的發展趨勢主要有以下幾個方面：

（1）向系統集成DSP發展，在一個芯片上集成DSP芯核、MPU芯核、外圍電路單元、專用處理單元和存儲單元等。

（2）更多的采用具備多通道、超標量、多處理、多線程、超長指令字等超級哈佛結構將在未來的DSP內核結構中占據主導地位。

（3）可編程的DSP將逐步取代定式的DSP。生產廠商可以在同一個DSP平臺上開發不同類型的產品用來滿足客戶個性化的需求。可編程的DSP也使得用戶升級系統更加方便。

（4）更好的性能、更快的運算速度是不變的趨勢。

（5）定點DSP將成為主流。浮點DSP的運算精度高、動態范圍大，但是成本高，功耗高。而定點DSP器件成本低、功耗低、對存儲器的要求也低。目前DSP器件市場80%以上都屬于16位定點可編程DSP器件。

（6）FPGA器件配合傳統的DSP器件可以處理更多的信道，來達到高速實時處理功能，滿足多媒體、無線通信等領域的需要。

（7）DSP與微處理器（MCU）結合起來的雙核平臺，由于既能進行數據處理，又可以提高智能控制，成為DSP技術發展的新趨勢。OMAP是這種雙核平臺的典型例子，是由TI公司發布的。

DSP產品在我國擁有廣闊的市場，眾多國內外廠商開始在中國布局。DSP芯片的品種和技術將向著越來越多種類、低功耗、高性能方向發展。

3 結束語

在這個信息化的時代，DSP應用在通訊領域、數字影音的產品將越來越普及，使得相關市場需求越來越大，未來DSP市場競爭將越趨激烈。相信在未來的時間里DSP技術一定會被更加重視及關注，會為科技的進步帶來很大發展。

參考文獻

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作者簡介：高實，男，漢族，河南省南陽市人，鄭州大學信息工程學院電子信息工程專業。