 DSP:數字信號處理的原理及應用
							時(shi)間:2018-12-24      來源:華清遠見
							DSP:數字信號處理的原理及應用
							時(shi)間:2018-12-24      來源:華清遠見 
							什么是DSP?DSP一般(ban)有兩種(zhong)解釋(shi):
1、Digital Signal Processing,數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)技術,簡(jian)稱DSP。是(shi)一門(men)涉及許多(duo)(duo)學(xue)(xue)科(ke)(ke)而又廣(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)許多(duo)(duo)領域的(de)(de)新興學(xue)(xue)科(ke)(ke)。數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)是(shi)圍(wei)繞著數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)、實現和(he)應(ying)(ying)用(yong)等(deng)幾個方面發展(zhan)起來(lai)的(de)(de)。數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)在理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)上的(de)(de)發展(zhan)推(tui)動了數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)發展(zhan)。反過來(lai),數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)又促進了數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)的(de)(de)提高。而數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)實現則是(shi)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)和(he)應(ying)(ying)用(yong)之間的(de)(de)橋梁。數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)是(shi)以(yi)眾(zhong)多(duo)(duo)的(de)(de)學(xue)(xue)科(ke)(ke)為理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)基礎的(de)(de),它所涉及的(de)(de)范圍(wei)及其廣(guang)泛。例如,在數(shu)學(xue)(xue)領域,微積分(fen)、概率統計、隨機(ji)過程、數(shu)值(zhi)分(fen)析等(deng)都是(shi)數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)基本工具,與網絡理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)、信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)與系(xi)統、控制論(lun)(lun)(lun)、通信(xin)(xin)(xin)(xin)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)、故(gu)障診(zhen)斷等(deng)也密切相關。一些(xie)新興的(de)(de)學(xue)(xue)科(ke)(ke),如人工智能、模(mo)式(shi)識別、神經(jing)網絡等(deng),都與數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)密不可分(fen)。可以(yi)說,數(shu)字(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)是(shi)把許多(duo)(duo)經(jing)典(dian)的(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)體(ti)系(xi)作為自己的(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)基礎,同時又使自己成為一系(xi)列(lie)新興學(xue)(xue)科(ke)(ke)的(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)基礎。
2、Digital Signal Processor,數字(zi)(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)處理(li)(li)器(qi),簡稱DSP處理(li)(li)器(qi)。是(shi)一種(zhong)獨(du)特(te)的(de)微(wei)處理(li)(li)器(qi),是(shi)以(yi)數字(zi)(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)來處理(li)(li)大量(liang)信(xin)(xin)息的(de)器(qi)件。其(qi)工(gong)作原(yuan)理(li)(li)是(shi)接(jie)收模擬(ni)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao),轉換(huan)為0或1的(de)數字(zi)(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao),再(zai)對數字(zi)(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)修改、刪除、強化,并在(zai)其(qi)他系統芯(xin)(xin)片中(zhong)把數字(zi)(zi)數據(ju)解(jie)譯回模擬(ni)數據(ju)或實際環境格式。它(ta)不僅具有可編程(cheng)性,而且其(qi)實時(shi)運行(xing)速度(du)可達每秒數以(yi)千(qian)萬(wan)條復雜指令程(cheng)序,遠(yuan)遠(yuan)超過通用微(wei)處理(li)(li)器(qi),是(shi)數字(zi)(zi)化電子世界中(zhong)日益(yi)重要(yao)的(de)電腦(nao)芯(xin)(xin)片。它(ta)的(de)強大數據(ju)處理(li)(li)能(neng)力和高(gao)運行(xing)速度(du),是(shi)最值得(de)稱道的(de)兩(liang)大特(te)色(se)。
DSP芯(xin)片(pian)(pian),也稱數字(zi)信(xin)號處(chu)(chu)理(li)器,是(shi)(shi)一種特別適(shi)合于進行數字(zi)信(xin)號處(chu)(chu)理(li)運(yun)算的微(wei)處(chu)(chu)理(li)器,其主要(yao)應(ying)用是(shi)(shi)實時快速地實現各(ge)種數字(zi)信(xin)號處(chu)(chu)理(li)算法。根據數字(zi)信(xin)號處(chu)(chu)理(li)的要(yao)求,DSP芯(xin)片(pian)(pian)一般具有如下主要(yao)特點:
(1)在一個指令周(zhou)期(qi)內(nei)可完成一次(ci)乘(cheng)法(fa)和(he)一次(ci)加法(fa);
(2)程序(xu)和數(shu)據空(kong)間分開(kai),可以同時訪問指令和數(shu)據;
(3)片(pian)內具有快(kuai)速(su)RAM,通常可通過獨立的數據總線在兩塊中同時訪問;
(4)具有低開銷(xiao)或(huo)無開銷(xiao)循環及跳轉的硬(ying)件支(zhi)持(chi);
(5)快速(su)的(de)中斷處理(li)和硬件I/O支持;
(6)具(ju)有在單周期內操作的多個(ge)硬件地(di)址(zhi)產生器;
(7)可以并行(xing)執(zhi)行(xing)多個(ge)操作;
(8)支持流水線(xian)操作(zuo),使取指、譯碼和(he)執行等操作(zuo)可以重疊執行。
與通用微處(chu)理器相比,DSP芯片的其他通用功能要相對較(jiao)弱些。
數(shu)(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)處理是(shi)一(yi)種通(tong)過(guo)使用(yong)數(shu)(shu)學技(ji)巧執行轉換或提(ti)取信(xin)(xin)息,來處理現實信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)方法,這些信(xin)(xin)號(hao)由數(shu)(shu)字(zi)序列(lie)表示。在過(guo)去的(de)(de)(de)(de)二(er)十(shi)多(duo)(duo)年時(shi)間(jian)里,數(shu)(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)處理廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)于(yu)通(tong)信(xin)(xin)與信(xin)(xin)息系(xi)統(tong)、信(xin)(xin)號(hao)與信(xin)(xin)息處理、自(zi)動(dong)控(kong)制、雷達、軍事(shi)、航(hang)空航(hang)天、醫療、家用(yong)電(dian)器(qi)(qi)(qi)等許多(duo)(duo)領(ling)域。以(yi)往是(shi)采用(yong)通(tong)用(yong)的(de)(de)(de)(de)微處理器(qi)(qi)(qi)來完成大量數(shu)(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)處理運算,速(su)度較(jiao)(jiao)慢(man),難(nan)以(yi)滿足實際需要;而同時(shi)使用(yong)位(wei)片式微處理器(qi)(qi)(qi)和快速(su)并聯乘法器(qi)(qi)(qi),曾經是(shi)實現數(shu)(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)處理的(de)(de)(de)(de)有效途徑,但此方法器(qi)(qi)(qi)件較(jiao)(jiao)多(duo)(duo),邏輯(ji)設計和程序設計復(fu)雜,耗電(dian)較(jiao)(jiao)大,價格昂(ang)貴。數(shu)(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)處理器(qi)(qi)(qi)DSP的(de)(de)(de)(de)出現,很好的(de)(de)(de)(de)解決了上述問題。DSP可以(yi)快速(su)的(de)(de)(de)(de)實現對信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)采集、變(bian)換、濾波、估(gu)值、增強、壓縮、識(shi)別等處理,以(yi)得到符(fu)合(he)人們需要的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)形式。