DSP到底是個(gè)什么鬼？看完你就懂了

DSP 即數(shù)字信號處理技術(shù)， DSP 芯片即指能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號處理技術(shù)的芯片。 DSP芯片是一種快速強(qiáng)大的微處理器，獨(dú)特之處在于它能即時(shí)處理資料。 DSP 芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，可以用來快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。 在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代背景下， DSP 己成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。

DSP 芯片的誕生是時(shí)代所需。 20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。在 DSP 芯片出現(xiàn)之前數(shù)字信號處理只能依靠微處理器來完成。但由于微處理器較低的處理速度不快，根本就無法滿足越來越大的信息量的高速實(shí)時(shí)要求。因此應(yīng)用更快更高效的信號處理方式成了日漸迫切的社會需求。

上世紀(jì) 70 年代， DSP 芯片的理論和算法基礎(chǔ)已成熟。但那時(shí)的 DSP 僅僅停留在教科書上，即使是研制出來的 DSP 系統(tǒng)也是由分立元件組成的，其應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于軍事、航空航天部門。

1978 年， AMI 公司發(fā)布世界上第一個(gè)單片 DSP 芯片 S2811，但沒有現(xiàn)代 DSP芯片所必須有的硬件乘法器；

1979 年， 美國 Intel 公司發(fā)布的商用可編程器件 2920 是 DSP 芯片的一個(gè)主要里程碑，但其依然沒有硬件乘法器；

1980 年，日本 NEC 公司推出的 MPD7720 是第一個(gè)具有硬件乘法器的商用 DSP芯片，從而被認(rèn)為是第一塊單片 DSP 器件。

DSP 芯片的誕生過程

1982 年世界上誕生了第一代 DSP 芯片 TMS32010 及其系列產(chǎn)品。這種 DSP 器件采用微米工藝 NMOS 技術(shù)制作，雖功耗和尺寸稍大，但運(yùn)算速度卻比微處理器快了幾十倍。 DSP 芯片的問世是個(gè)里程碑，它標(biāo)志著 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)由大型系統(tǒng)向小型化邁進(jìn)了一大步。至 80 年代中期，隨著 CMOS 工藝的 DSP 芯片應(yīng)運(yùn)而生，其存儲容量和運(yùn)算速度都得到成倍提高，成為語音處理、圖像硬件處理技術(shù)的基礎(chǔ)。

80 年代后期，第三代 DSP 芯片問世。 運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，其應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大到通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域；

90 年代 DSP 發(fā)展最快，相繼出現(xiàn)了第四代和第五代 DSP 芯片。 第五代與第四代相比系統(tǒng)集成度更高，將 DSP 芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。

進(jìn)入 21 世紀(jì)后，第六代 DSP 芯片橫空出世。第六代芯片在性能上全面碾壓第五代芯片，同時(shí)基于商業(yè)目的的不同發(fā)展出了諸多個(gè)性化的分支，并開始逐漸拓展新的領(lǐng)域。

DSP 芯片的應(yīng)用領(lǐng)域

DSP 芯片強(qiáng)調(diào)數(shù)字信號處理的實(shí)時(shí)性。 DSP 作為數(shù)字信號處理器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，用于專用處理器的高速實(shí)時(shí)處理。 它具有高速，靈活，可編程，低功耗的界面功能，在圖形圖像處理，語音處理，信號處理等通信領(lǐng)域起到越來越重要的作用。

DSP芯片在市場上的應(yīng)用情況

應(yīng)用 DSP 的領(lǐng)域較多， 未來新應(yīng)用領(lǐng)域有望層出不窮。 根據(jù)美國的權(quán)威資訊公司統(tǒng)計(jì)，目前 DSP 芯片在市場上應(yīng)用最多的是通信領(lǐng)域， 占 56.1％；其次是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，占 21.16％；消費(fèi)電子和自動控制占 10.69％；軍事／航空占 4.59％；儀器儀表占 3.5％；工業(yè)控制占 3.31％；辦公自動化占 0.65％。

DSP芯片的應(yīng)用領(lǐng)域

1）DSP 芯片在多媒體通信領(lǐng)域的應(yīng)用。 

媒體數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的信息量是巨大的，多媒體網(wǎng)絡(luò)終端在整個(gè)過程中需要對獲取的信息量進(jìn)行快速分析和處理，因此 DSP 被運(yùn)用在語音編碼，圖像壓縮和減少語音通信上。如今 DSP 對于語音解碼計(jì)算產(chǎn)生實(shí)時(shí)效果，設(shè)計(jì)協(xié)議要求已經(jīng)成為最基本的一條國際標(biāo)準(zhǔn)。

2）DSP 芯片在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。 

在工業(yè)控制領(lǐng)域， 工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用，對機(jī)器人控制系統(tǒng)的性能要求也越來越高。機(jī)器人控制系統(tǒng)重中之重就是實(shí)時(shí)性，在完成一個(gè)動作的同時(shí)會產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù)和計(jì)算處理，這里可以采用高性能的 DSP。 DSP通過應(yīng)用到機(jī)器人的控制系統(tǒng)后，充分利用自身的實(shí)時(shí)計(jì)算速度特性，使得機(jī)器人系統(tǒng)可以快速處理問題，隨著不斷提高 DSP 數(shù)字信號芯片速度，在系統(tǒng)中容易構(gòu)成并行處理網(wǎng)絡(luò)，大大提高控制系統(tǒng)的性能，使得機(jī)器人系統(tǒng)得到更為廣泛的發(fā)展。

3）DSP 芯片在儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用。