DSP的發(fā)展與應(yīng)用

趙一霈

摘要隨著時(shí)代的不斷 變革和我國(guó)科技的不斷發(fā)展，近幾年，我國(guó)綜合國(guó)力正在逐漸地增強(qiáng)。我們進(jìn)入到了一個(gè)信息化的時(shí)代，一個(gè)數(shù)字化的時(shí)代，現(xiàn)如今，DSP的使用變得越來(lái)越頻繁和重要。為此，本文主要對(duì)DSP的應(yīng)用做出分析，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展做出闡述。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號(hào)處理技術(shù) 數(shù)字信號(hào)處理器 發(fā)展 應(yīng)用

數(shù)字化是現(xiàn)今社會(huì)的一大主流，是時(shí)代發(fā)展的主旋律，而數(shù)字信號(hào)處理器則是應(yīng)時(shí)代而生的一個(gè)元件。所謂數(shù)字信號(hào)處理，也就是采用通用的數(shù)字信號(hào)芯片，以數(shù)字計(jì)算的方法從信號(hào)中提取有用的信息。

近些年，隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步和技術(shù)的不斷革新，DSP越來(lái)越貼近人民的生產(chǎn)和生活，越來(lái)越在實(shí)際應(yīng)用中占據(jù)重要的地位，因此，對(duì)其發(fā)展的情況做出論述和分析非常有必要。

DSP芯片較其他中央處理器而言，有較高的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理速度，其工作原理主要是去除信號(hào)中的冗余成分，加強(qiáng)有用信號(hào)的強(qiáng)度，再把信號(hào)輸出給用戶(hù)。其高效性，實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)對(duì)需要處理海量信息的行業(yè)是至關(guān)重要的。

1 DSP的發(fā)展

數(shù)字信號(hào)處理作為計(jì)算數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，早在17世紀(jì)至18世紀(jì)中葉就已經(jīng)發(fā)展起來(lái)了，而到了20世紀(jì)50年代至60年代才開(kāi)始真正意義上的研究。隨著快速傅立葉變換算法的提出和數(shù)字濾波器的完善，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在20世紀(jì)60年代開(kāi)始快速發(fā)展。1978年美國(guó)的AMI公司生產(chǎn)出第一片DSP芯片S2811。1980年由日本NEC公司推出了第一片具有硬件乘法器的商用DSP芯片。在此時(shí)期DSP被廣泛地應(yīng)用于通信、雷達(dá)、語(yǔ)音、圖像等領(lǐng)域。進(jìn)入20世紀(jì)90年代DSP的性能和指標(biāo)不斷提高，其在硬件結(jié)構(gòu)上更適合數(shù)字信號(hào)處理的要求，能夠進(jìn)行乘法、硬件FFT變換和單指令濾波處理，其單指令周期為80～lOOns。特別是在90年代中期，其理論和技術(shù)也更加成熟，不斷開(kāi)辟新的學(xué)科分支。90年代末二十世紀(jì)初，DSP的發(fā)展進(jìn)入了完善階段，逐漸滲透到人們的日常領(lǐng)域趨于個(gè)性化發(fā)展。

綜上所述，數(shù)字信號(hào)處理器的技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，是我們現(xiàn)在可以處在的信息化時(shí)代的情況下的一個(gè)重要原因。

2 DSP的應(yīng)用

自從數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)誕生以來(lái)，其應(yīng)用范圍一直出于一個(gè)不斷擴(kuò)增的趨勢(shì)，也有不少的應(yīng)用范圍是因?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理技術(shù)的誕生而被開(kāi)發(fā)出來(lái)的。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其的應(yīng)用變得更加的廣泛。

2.1 多媒體領(lǐng)域

就多媒體而言，視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)所攜帶的信息量是龐大的，所需要的存儲(chǔ)空間也是龐大的。DSP技術(shù)的應(yīng)用，將圖像、視頻、音頻信號(hào)等進(jìn)行壓縮、編碼，在一定程度上節(jié)省了儲(chǔ)存空間，也提高了通信線路的傳輸效率。

2.2 自動(dòng)控制領(lǐng)域

DSP技術(shù)可以消除車(chē)內(nèi)噪音，制造一個(gè)相對(duì)安靜的車(chē)內(nèi)環(huán)境。其主要原理是：首先用傳感器，在易產(chǎn)生噪音的區(qū)域例如車(chē)窗、車(chē)門(mén)處采集噪聲，并疊加，同時(shí)用濾波器濾出人聲和音樂(lè)聲等有用的信號(hào)，把疊加后的信號(hào)送入?yún)?shù)可以改變的濾波器，得到一個(gè)與原信號(hào)相似的但變化相反的信號(hào)，通過(guò)音響播放出來(lái)，與車(chē)內(nèi)的噪音混合從而抵消噪聲的影響。

2.3 海底探測(cè)領(lǐng)域

在海底探測(cè)方面，可以探測(cè)潛艇的航行信息。海底有很多噪聲，魚(yú)叫聲、海浪聲等都會(huì)影響到海底偵查，即使通過(guò)模擬電路放大有用信號(hào)也很難辨別。DSP技術(shù)的應(yīng)用就可以解決這一問(wèn)題。由于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的信號(hào)都是周期信號(hào)，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的周期信號(hào)不同。海浪聲、魚(yú)叫聲等噪聲大多都是非周期信號(hào)，所以探測(cè)潛艇的航行信息，可以通過(guò)探測(cè)是否含有周期信號(hào)并分析所含周期信號(hào)的特點(diǎn)而獲得，即用相關(guān)函數(shù)對(duì)所得到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理運(yùn)算，判斷是否存在周期性的峰值，分析得到距離的遠(yuǎn)近和航行信息。

3 DSP的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

目前DSP被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域.在迅速發(fā)展的同時(shí)仍需不斷擴(kuò)展市場(chǎng)，以面對(duì)新的挑戰(zhàn)。隨著集成電路的發(fā)展，SoC （systemon chip）已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的應(yīng)用技術(shù)，DSP與SoC技術(shù)相結(jié)合，即將幾個(gè)DSP芯核，MPU芯核，專(zhuān)用處理單元，存儲(chǔ)單元，外圍電路單元，集成在一個(gè)芯片上，成為DSP系統(tǒng)集成電路，不僅縮小了體積，還提高了設(shè)計(jì)的速度，降低了開(kāi)發(fā)成本。可編程的DSP為生產(chǎn)廠商提供了更加廣闊的平臺(tái)，生產(chǎn)廠商可以根據(jù)用戶(hù)的不同需要開(kāi)發(fā)出不同型號(hào)的系列產(chǎn)品，而且比一般的微處理器的性能更優(yōu)。同時(shí)，DSP也必須依靠新工藝改進(jìn)芯片結(jié)構(gòu)，追求更高的運(yùn)算速度，才能跟上電子設(shè)備的更新步伐。

整體看來(lái)，隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，DSP被廣泛應(yīng)用于通信，軍事，自動(dòng)控制，多媒體，航空航天等領(lǐng)域，數(shù)字信號(hào)處理器無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)揮著它的作用，為人類(lèi)的社會(huì)做出突出的貢獻(xiàn)。同時(shí)，DSP的發(fā)展仍具有廣闊的空間，還需要人們付出更多的努力去探究。

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