基于DSP的数字信号处理应用

分享到:

 

 

DSP数字信号处理( DSP)是一门涉及多个学科的新兴学科。自20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的迅猛发展,数字信号处理技术应运而生,并得到了快速发展。数字信号处理是指通过运用数学上的技巧,对真实信号进行转换或提取,以数字序列表示的一种处理方法。经过二十多年的发展,数字信号处理技术已被广泛应用于通信和其它领域。

DSP原理与特点

数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。DPS原理就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。

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。

数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。

数字信号处理的实现方法很多,比如在通用计算机上用软件(如Fortran、C语言)实现;在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现;用通用的单片机实现,这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理,如数字控制等;

用通用的可编程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和硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法;

用专用的DSP芯片实现,在一些特殊的场合,要求的信号处理速度极高,用通用DSP芯片很难实现,例如专用于FFT、数字滤波、卷积等算法的DSP芯片,这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现,无需软件编程。

DSP普遍采用数据总线和程序总线分离的哈佛结构,允许取指令和执行指令进行全部重叠进行;可直接在程序和数据空间之间进行信息传送,减少访问冲突,从而获得高速运算能力。

而且大多采用流水技术,即每条指令都由片内多个功能单元分别完成取指、译码、取数、执行等步骤,从而在不提高时钟频率的条件下减少了每条指令的执行时间。DSP通常有三级以上的流水线。

在每个时钟周期执行多个操作。DSP由于具有滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘法累积的特点,大都配备了独立的乘法器和加法器,使得相乘、累加操作在同一个周期内都能完成。部分 DSP可同时进行乘法、加法、减法操作,极大地提高了 FFT的蝶形运算速度。

DSP系统的应用领域

(1)通用数字信号处理:数字滤波、卷积、相关、FFT、自适应滤波、波形发生等。

(2)通信领域:高速调制解调器、编/译码器、传真、程控交换机、卫星通信、IP电话等。

(3)语音处理:语音识别、合成、矢量编码、语音信箱等。

典型DSP系统

由DSP器件为核心构成的最小系统包括电压调整器、复位电路、晶体振荡器以及程序存储器和数据存储器(一般利用DSP器件的内部资源)。

图片1

继续阅读
串行接口中的信号完整性问题

信号完整性一直是模拟工程师所考虑的,但是随着串行数据链接的传输速率向GHz级发展,数字硬件设计者也必须关注这一重要问题。目前,芯片间的高速串行链路已被广泛用于提高窄总线带宽的吞吐量。一些最新的dsp和处理器已经开始采用串行RapidIO。对于许多硬件设计师来说,使用超过300MHz的总线速率进行芯片间通信是一个新的挑战,而设计具有GHz数据传输速率的高质量数据链路需要更多的关注和理解,以确保电路板设计和噪声不会损害性能。

基于DSP的数字信号处理应用

DSP数字信号处理( DSP)是一门涉及多个学科的新兴学科。自20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的迅猛发展,数字信号处理技术应运而生,并得到了快速发展。数字信号处理是指通过运用数学上的技巧,对真实信号进行转换或提取,以数字序列表示的一种处理方法。经过二十多年的发展,数字信号处理技术已被广泛应用于通信和其它领域。

ARM、DSP、单片机的异同与应用场景

单片机、ARM、DSP这三个可以说是 CPU了,那么这三个有什么区别?第一, CPU是中央处理器,本质上是一块集成电路,其实现功能是从一个地点(比如 rom)读出一条指令,从一处读出数据(比如 ram),然后根据指令的不同对数据做不同的处理(如相加),然后将其保存到另一处(比如 ram)。

基于DSP的SoC芯片的FPGA验证技术

DSP技术广泛应用于数字信号处理领域,它要么以独立设备的形式出现在系统中,要么以IP核的形式嵌入到SOC系统中。随着集成电路技术的发展和EDA设计水平的迅速提高,基于(IntellectualProperty)进行SoC(SystemonChip)芯片设计的能力和技术有了很大的提高。

数字信号数据传输的四种方式

数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号,这种信号的自变量用整数表示,因变量用有限数字中的一个数字来表示。在计算机中,数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。数字信号数据的传输方式主要有以下四种。