DSP的特点、发展趋势与应用
数字化技术正在极大地改变着我们的生活和体验。作为数字化技术的基石,数字信号处理(DSP)技术已经、正在、并且还将在其中扮演一个不可或缺的角色。DSP的核心是算法与实现,越来越多的人正在认识、熟悉和使用它。因此,理性地评价DSP器件的优缺点,及时了解DSP的现状以及发展趋势,正确使用DSP芯片,才有可能真正发挥出DSP的作用。
DSP器件与算法
DSP(数字信号处理器)作为一种微处理器,其设计的出发点和通用CPU以及MCU等处理器是不同的。DSP是为完成实时数字信号处理任务而设计的,算法的高效实现是DSP器件的设计核心。DSP在体系结构设计方面的很多考虑都可以追溯到算法自身的特点。我们可以通过考察一个FIR滤波器的I/O关系,即,来了解这两者之间的对应关系,如表1所示。
通过表1,可看出DSP器件和算法之间的必然联系。这不仅是芯片设计人员必须考虑的问题,也是芯片使用者必须了解的。
现代数字信号处理器的特点和发展趋势
DSP器件的发展,必须兼顾3P的因素,即性能(performance)、功耗(powerconsumption)和价格(price)。总的来说,随着VLSI技术的高速发展,现代DSP器件在价格显著下降的同时,仍然保持着性能的不断提升和单位运算量的功耗不断降低。下面我们主要以TI公司的DSP为例来说明现代DSP芯片的一些特点和发展趋势。
通过并行提升DSP芯片的性能
传统的DSP芯片通过采用乘加单元和改进的哈佛结构,使其运算能力大大超越了传统的微处理器。一个合理的推论是：通过增加片上运算单元的个数以及相应的连接这些运算单元的总线数目,就可以成倍地提升芯片的总体运算能力。当然,这个推论有两个前提条件必须满足：首先是存储器的带宽必须能够满足由于总线数目增加所带来的数据吞吐量的提高;另外,多个功能单元并行工作所涉及的调度算法其复杂度必须是可实现的。
