什么是 DSP？

什么是 [B]DSP[/B]？为什么选择 [B]DSP[/B]？- 数字信号处理 ([B]DSP[/B]) 已成为数字革命的基础。在手机的核心部分、音频和视频播放器、数码摄像机、电话基础设施、电机控制系统、甚至生物辨识安全设备中，您都能找到数字信号处理器 (DSP)。每种应用都以信号或数据流工作。数十年以前，开发人员发现在数字域中处理这些信号，比处理模拟信号具有显著的优势：在不丢失数据的情况下，数字信号比模拟信号传送的距离更远滤波和清理模拟信号要求高度匹配且昂贵的组件，而数字滤波则能在灵活的代码中实施使用数字域中的信号能简化增强的信号处理，包括效果、调整分辨率或比特率以及在各格式间移动以提高设备的互操作性与每次复制的质量不断下降的模拟信号副本相比，完美的数字信号（例如音频或视频内容）副本的每次复制都能与原件保持一样改善信号质量或通道密度是提高 DSP 性能的方法之一 [B]DSP[/B] 的可编程性让开发人员能够不用重新设计硬件，而不断提高质量返回页首测量性能 - 在处理器技术的早期，性能是通过处理器每秒能处理的指令数来测量的。处理器大都基于相同的技术时，这是一种有用且非常精确的方法用于比较不同处理器之间的性能。但是，当今的处理器与从前已大不相同。旧的处理器需要花费几个周期才能执行一些简单的操作，例如加法运算或在内存中存储数据。性能是以每秒千条指令来计算的。现代处理器则通过启用一些诸如并行处理、深管道、专用内部计算引擎和集成外设的技术获得高性能。这些处理器的性能通常以每秒百万或十亿次操作来计算。但是，如果具有了 DSP 的先进而性能优化的架构，测量处理器能够执行的操作数并不能完全说明问题。 C64x 内核基准，用于 TMS320C64x™ 和 TMS320DM64x™ 定点器件 C64x+ 内核基准，用于 TMS320C645x™ 和 TMS320DM644x™ 定点器件 C67x 内核基准，用于 TMS320C67x™ 浮点器件返回页首挑选正确的基础架构 - 开发人员在开发数字信号处理应用时，根据他们的系统注意事项有多种架构可供选择。 ASIC：很少有设计人员采用这种方法设计他们自己的芯片。因为 ASIC 只为特定应用提供最佳性能，它们在灵活性上非常有限。如果更改了任何参数，整个 ASIC 必须重新制造，这个流程需要花费数月以及可能数十万美元的 NRE（非重发性工程）成本。使用 ASIC 增加了设计的复杂性、缺乏对市场变更的适应能力、推向市场时间长，因此通常来说 ASIC 并不是一个理想的选择。 FPGA：现场可编程门阵列 (FPGA) 器件提供了与 ASIC 相近的性能，却没有与重新制造 ASIC 相关的延迟和成本花销。但是，使用 FPGA 进行设计与 ASIC 一样复杂，而且只要小小的更改就可能导致需要完全重新布局设计。FPGA 器件的价格也很高，导致它们无法用于高产量应用。在特定应用中，FPGA 可用作 DSP 的补充。 ASSP：应用特定的标准产品 (ASSP) 是能够满足广泛市场的 ASIC。这类器件包括专用处理引擎（例如 MPEG-2 解码器）或通信链接（例如 USB）。这些器件的成本很低，是由于市场产量较高，但仍然缺乏灵活性。例如，MPEG-2 ASSP 只能支持有限范围的显示分辨率；要引入新的分辨率则要求新的 ASSP，以及随之而来的硬件重新设计。 GPP：通用处理器 (GPP) 提供可编程性，因此具有灵活性。但是，许多非信号处理应用，例如电子邮件、数据库管理和文字处理则不要求乘法的扩展使用。为了不断降低这些应用的芯片成本，GPP 通常适度地提供需要几个周期来完成的高效乘法指令。另外，添加每个乘法的结果需要其它指令。因此，这使它们对信号处理应用并不那么理想。返回页首 [B]DSP[/B] 优势 - 不用太强的技术性，大多数信号处理函数将两列数字相乘，然后把结果相加：结果 = x1 * c1 + x2 * c2 + x3 * c3 …xn * cn 与通用处理器 (GPP) 相比，DSP 更加适合于信号处理应用。DSP 提供了许多架构特性，有效减少了进行高效信号处理所需的指令数。换言之，比较性能比计算指令数更加重要。您真正需要测量的是实际完成的工作量。例如，TI 的 C64x 系列 DSP 的 VLIW 架构每个周期时钟最多能够启动 8 个操作。集成的专门计算引擎通过执行硬件中的复杂函数提高性能。DSP 还通过提供性能、集成外设和片上存储器的平衡组合，针对特定应用进行优化。 [B]DSP[/B] 的可编程灵活性让开发人员能在软件中执行复杂的算法。DSP 不但能够支持视频编解码器（例如 MPEG-2）以及使用简单的软件升级方便地处理不同的分辨率，它还能实施新兴的编解码器和标准，因为它们不用硬件重新设计就能升级。