DSP的特點(diǎn)、發(fā)展趨勢與應(yīng)用
數(shù)字化技術(shù)正在極大地改變著我們的生活和體驗。作為數(shù)字化技術(shù)的基石,數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)已經(jīng)、正在、并且還將在其中扮演一個不可或缺的角色。DSP的核心是算法與實(shí)現(xiàn),越來越多的人正在認(rèn)識、熟悉和使用它。因此,理性地評價DSP器件的優(yōu)缺點(diǎn),及時了解DSP的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢,正確使用DSP芯片,才有可能真正發(fā)揮出DSP的作用。
DSP器件與算法
DSP(數(shù)字信號處理器)作為一種微處理器,其設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)和通用CPU以及MCU等處理器是不同的。DSP是為完成實(shí)時數(shù)字信號處理任務(wù)而設(shè)計的,算法的高效實(shí)現(xiàn)是DSP器件的設(shè)計核心。DSP在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的很多考慮都可以追溯到算法自身的特點(diǎn)。我們可以通過考察一個FIR濾波器的I/O關(guān)系,即,來了解這兩者之間的對應(yīng)關(guān)系,如表1所示。
通過表1,可看出DSP器件和算法之間的必然聯(lián)系。這不僅是芯片設(shè)計人員必須考慮的問題,也是芯片使用者必須了解的。
現(xiàn)代數(shù)字信號處理器的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢
DSP器件的發(fā)展,必須兼顧3P的因素,即性能(performance)、功耗(powerconsumption)和價格(price)�？偟膩碚f,隨著VLSI技術(shù)的高速發(fā)展,現(xiàn)代DSP器件在價格顯著下降的同時,仍然保持著性能的不斷提升和單位運(yùn)算量的功耗不斷降低。下面我們主要以TI公司的DSP為例來說明現(xiàn)代DSP芯片的一些特點(diǎn)和發(fā)展趨勢。
通過并行提升DSP芯片的性能
傳統(tǒng)的DSP芯片通過采用乘加單元和改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu),使其運(yùn)算能力大大超越了傳統(tǒng)的微處理器。一個合理的推論是：通過增加片上運(yùn)算單元的個數(shù)以及相應(yīng)的連接這些運(yùn)算單元的總線數(shù)目,就可以成倍地提升芯片的總體運(yùn)算能力。當(dāng)然,這個推論有兩個前提條件必須滿足：首先是存儲器的帶寬必須能夠滿足由于總線數(shù)目增加所帶來的數(shù)據(jù)吞吐量的提高;另外,多個功能單元并行工作所涉及的調(diào)度算法其復(fù)雜度必須是可實(shí)現(xiàn)的。
