简单认识数字信号处理器

描述

数字信号处理器 (Digital Signal Processor, DSP)是一种专用微处理器,它在架构上对数字信号处理 (Digital Signal Processing)做了优化。第一款单芯片DSP 是 1979年贝尔实验室研发的 MAC4 型微处理器。第一批完整的 DSP 出现在1980 年 IEEE 国际固态电路会议上,它们是 NEC 的μPD7720 处理器和 AT&T的DSP1 处理器。最终开启 DSP 市场的一款芯片是1983年TI生产的TMS32010。‍‍‍

DSP 可以对真实世界连续变化的模拟信号进行测量、过滤和压缩处理。典型的数字信号处理系统示意图如图 2-28 所示。数字信号处理系统的原理是将信号(例如来自音频视频传感器的信号)从模拟信号转换成为数字信号,并进行有效数字信号的运算处理,然后再将其转换成模拟信号形式。其中的 DSP 模块一般将运用大量的数学算法以达到快速、重复地对连续数据进行采样并对数据进行有目的性的运算处理。‍‍‍

DSP 模块的运算往往需要联合微处理器芯片完成。大部分微处理器可以完成数字信号处理算法的运算,但并不都能应用于对功耗要求较高的移动设备和物联网设备中。为了满足低功耗要求,同时保证良好性能以及快速处理速度,人们开发出了应用于移动设备的专门数字信号处理芯片、语音信号处理芯片、图像信号处理芯片和视觉信号处理芯片等。

数字信号处理器

TI公司的C6000 系列,时钟频率为1.2GHz,最快执行速率为 8000MIPS。Freescale 公司(2015 年被 NXP 合并)的多核DSP,每个核的时钟频率达到1GHz。 XMOS 公司的多线程 DSP 执行速率为 400~1600MIPS。 CEVA 公司的DSP 为16位或32位字宽、单个或两个MAC 的 DSP,可以采用超长指令字(Very Long Instruction Word, VLIW)和单指令多数据 (Single-Instruction Multiple-Data, SIMD)两种架构。ADI 公司的基于超级哈佛结构(Super Harvard Architecture, SHARC)具有浮点与定点功能的DSP,每秒百万次浮点运算数(Million Floating - Point Operations Per Second, MFLOPS) 范围为 198~2400MFLOPS(对应频率为 66~400MHz)。 Cadence 公司的 Tensilica Vision P6 是一款用于计算机视觉应用,同时支持 OpenVX、矢量单精度浮点加速运算的图像信号处理芯片。

  审核编辑:汤梓红

 

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