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摘 要：介绍了数字信号处理技术（DSP）,DSP技术以及为什么采用DSP技术.并论述了DSP技术与传统单片机相比较具有的优点和它未来的发展趋势.

关 键 词：DSP；DSP技术

中图分类号：TP368.1文献标识码：A文章编号：1674-7712(2012)10-0044-01

一、引言

数字信号处理（DigitalSignalProcessing,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、DSP技术的优点

和单片机比较而言,DSPs具有集成度高、CPU快速、存储器容量大,并内置了波特率发生器、FIFO缓冲器,可提供高速、同步串口、标准异步串口.一些dsp芯片内还集成了模数转换、采样/保持电路,PWM输出.DSP芯片采用改进的哈佛结构,内置高速硬件乘、加法器,多级流水线,使DSPs的数据运算大幅度提高.

据统计分析DSPs比传统的16位单片机单指令执行时间快8到10倍,一次乘加运算的时间快16到30倍.DSPs还提供了高度专业化的指令集,提高了FFT（快速傅里叶变换）、滤波器的运算速度.与此同时,DSPs提供JTAG接口和先进的开发手段,使得批量生产、测试更为方便.开发工具ccs可实现全空间透明仿真,软件开发具有汇编/链接C编译器、C源码调试器,有很强的可移植性.

总的来说,DSPs器件具有以下优点：

1.在一个指令周期内能够完成一次乘法、一次加法；

2.程序空间以及数据空间分开,能够同时访问指令和数据；

3.片内具有快速RAM,可通过独立的数据总线同时访问多片RAM；

4.具有循环、跳转的硬件支持；

5.快速的中断处理、I/O（输入输出）支持；

6.在单周期内可同时操作多个硬件地址产生器；

7.并行操作流畅；

8.支持流水线操作方便,使取指、译码和执行等操作可以同步、重叠进行.

同时,它还具有精度高,抗干扰能力强,稳定性好,功耗低以及编程方便,接口简单,电路集成方便等方面的优势.

四、DSP技术的发展趋势

随着数字化的进程快速提高,DSPs技术的地位不断突显,作为数字化处理的基础技术,实时处理数字信号都是由通用型或专业性的DSPs来完成的.正是因为DSPs这种强大的实时处理能力,使得DSPs在声音信号处理、图像处理、模式识别方面不可或缺.随着数字时代的不断前行,它未来的发展趋势可以从以下两个方面来完善：

（一）与ARM（AdvancedRISCMachines）相结合.ARM架构是面向低预算市场设计的一款RISC微处理器,以32位单片机的行业标准,提供一系列内核、体系扩展、微处理器以及系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产.ARM具有较强的事务管理功能,在控制方便具有很强的优势,而DSPs具有强大的数据处理能力和很高的运行速度.将两者结合起来可以更好的进行数字信号处理,以及实现相应的控制功能.

（二）与FPGA（FieldProgrammableGateArray）结合使用.即与现场可编程门阵列巧妙的结合起来.FPGA是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础发展起来的,是ASIC（即为专用集成电路）中集成度最高的一种电子设备.FPGA采用逻辑单元阵列（LogicCellArray）,包括可配置逻辑模块（ConfigurableLogicBlock）、输出输入模块（InputOutputBlock）以及内部连线（Interconnect）三部分.通过对FPGA内部逻辑模块、I/O模块的配置,可以