工业控制DSP技术未来的发展趋势

OFweek 发表于 2019-09-10 16:41:18 收藏 已收藏
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工业控制DSP技术未来的发展趋势

OFweek 发表于 2019-09-10 16:41:18
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(文章来源:OFweek)

也许有人会觉得DSP作为一个产品,从一文不值到创造每年数十亿美元的价值之后又销声匿迹很奇怪。但是这确实是一个好消息的开始。它并没有销声匿迹,只是融入到了每一部数字处理系统中而已。在IC技术中所做的努力已经允许在硅芯片中嵌入DSP。曾经的DSP是非常大的,而如今却小到几乎看不见。

DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。其独特之处在于它能即时处理资料,正是这项即时能力使得DSP最适合支援无法容忍任何延迟的应用。

其内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。现在DSP产品很多,定点DSP有200多种,浮点DSP有100多种。目前主要供应商有TI、ADI、Motorola等,其中TI占有最大的市场份额主导产品。

工业控制DSP技术未来的发展趋势

TI公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010,这是DSP应用历史上的一个里程碑,从此DSP芯片开始得到真正的广泛应用。由于TMS320系列DSP芯片具有价格低廉、简单易用、功能强大等特点,所以逐渐成为目前最有影响、最为成功的DSP系列处理器。

首个可编程DSPTMS32010将其裸片的四分之一用于乘法器,而现在的乘法器如此的小就像曾经用过的接合垫。DSP的核心理论现在也可以在嵌入式处理器世界中获得更大的发挥价值。

从另一个角度看来,在针对特定市场的需求为信号处理器进行着优化。与其说打造了一条DSP产品线,不如说打造了一条通信信号处理器、音频信号处理器、视频信号处理器、图像信号处理器和马达控制处理器的产品线,所有这些都能采用DSP的理论和硬件。

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(LIM将在新的高性能处理器中将占主导地位,如Analog Devices的ADSP2116x。

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。

DSP和高档CPU的融合。大多数高档GPP如Pentium和Powerpc都是SIMI指令组的超标量结构,速度很快。DSP和SO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。

DSP芯核集成度越来越高。缩小DSP芯片尺寸一直是DSP技术的发展趋势,当前使用较多的是基于RISC结构,随着新工艺技术的引入,越来越多的制造商开始改进DSP芯核,并且把多个DSP芯核、MPU芯核以及外围的电路单元集成在一个芯片上,实现了DSP系统级的集成电路。

可编程DSP芯片将是未来主导产品。随着个性化发展的需要,DSP的可编程化为生产厂商提供了更多灵活性,满足厂家在同一个DSP芯片上开发出更多不同型号特征的系列产品,也使得广大用户对于DSP的升级换代。

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