DSP技术的结构特点及发展前景(3800字)1022.doc

DSP技术的结构特点及发展前景
056003河北省邯郸市自来水公司铁西水厂（人民西路356号）卢涛1978-02-24生河北邯郸人
（男华北工学院自动化专业本科）HYPERLINK"mailto:[e-mail]"[e-mail]15081071569
摘要：数字信号处理(DigitalSignalProcessing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科，20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。本文阐述了DSP技术的特点及应用前景。
关键字：DSP，结构，特点，前景
1引言
DSP（digitalsignalprocessor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
随着信息技术的飞速发展，数字信号处理技术得到了巨大的提高，许多新系统、新算法应运而生，其应用领域不断拓展。和早期的DSP芯片相比，现在的DSP芯片在成本、体积、工作电压、重量和功耗上都有了很大程度的下降，而且软件和硬件开发工具不断完善。某些芯片己经具有相应的集成开发环境，它支持断点的设置和程序存储器、数据存储器和Dat的访问及程序的单部运行和跟踪等，并且可以采用高级语言编程，有些厂家甚至提供了通用的函数库及各种算法子程序和各种接口程序，这使得应用软件开发更为方便，开发时间大大缩短，提高了产品开发的效率。目前，DSP芯片已广泛应用于通信领域。
2DSP的结构和特点：
DSP是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器。但它不同于一般的微处理器，它是微电子、信号处理和计算机共同合作的结晶。DSP具有极其高速的数字处理能力和很大的运算量。因此，它能满足高效实时信号处理的要求。这种新器件的结构和特点如下：
2.1DSP的结构
采用哈佛(HARVARD)结构，高度并行运算大大提高运算速度，传统的处理器采用程序和数据共享一个存储结构(即Von--Neumanh结构)，而使处理器的速度受总线速度的限制．DSP采用HARVARD结构，即将数据总线分离开来，从而可以集合其它的并行处理单元，实现同一指令周期内将操作数据从程序存储器和数据存储器中取出并送到运算单元。
改进型HARVARD结构的存储器与数字存储器位于两个独立的空间，但可以相互传递数据。数据存储器可以通过来自程序存储的固定参数初始化。在一个周期内可以同时准备好指令与操作数。这种高度并行运算内部操作可以使取址、译码、访间数据和执行等操作重叠执行，从而减少了指令执行时间，增强了处理器的处理能力。
以DSP芯片为核心构造的数字信号处理系统，可集数据采集、传输、存储和高速实时处理为一体，能充分体现数字信号处理系统的优越性，能很好地满足各个领域的应用。目前，DSP芯片正在向高性能、高集成化及低成本的方向发展。
各种各类通用及专用的新型DSP芯片在不断推出，应用技术和开发手段在不断完善。同时各DSP生产厂家相继把DSP核（Core）的概念应用于DSP领域，即DSP生产商把DSP核（一般是DSP的CPU部分）和客户要求的存储器（包括Cache、RAM．ROM、Flash、EPROM等以及固化的用户软件）、外设（包括串行口、并行口）和控制逻辑电路组成专门的DSP。
2.2DSP的特点
(1)芯片内配置了一个或多个硬件乘法器和累加器，能实现单指令乘运算和变址运算DSP内部专门设置了乘法累加结构，在硬件上实现了乘法与累加器的并行工作，能在一个指令周期内完成乘法并将乘积求和运算，以满足数字滤波卷积运算以及超越函数幂级数展开等相乘后求和的运算需要。片内专门设置了专用变址器，便于实现变址运算。
(2)芯片内专门设置了功能很强的专用指令，可以实现指令的重叠运行DSP中每条指令的运行过程都可以分为获取、解码、读、执行几个阶段组成，每个阶段独立操作，指令可以重叠。DSP还在硬件上采用了数组处理技术，可以在寄存器、运算单元中处理变量的同时，使用指针访问数据存储器。而并行工作构成了功能根强的复合指令，它相当于通用CPU多条指令。
(3)芯片内设置了多种功能很强的外围器件和接口，使其运算速度比PC机要快很多倍现今的DSP在其