DSP技术的应用及发展趋势

摘 要：现在是信息化时代，数字化是信息化实现的基础前提。数字信号处理技术是数字化的核心技术之一。DSP器件完成了数字信号处理的大部分任务。所以一般用DSP技术来代表数字信号处理技术，已经成为快速发展的前沿技术。文章介绍了DSP技术在各个领域的应用，并探讨了未来的发展趋势。

关键词：数字化；DSP；应用；发展趋势

引言

DSP（Digital Signal Processing）也就是我们所说的数字信号处理器。它是专门对模拟信号转换为数字信号后进行高速实时处理的专用处理器。数字信号处理器具有灵敏、快速、低功耗和可编程等优点，自它问世以来，得到了广泛的应用。我们现在经常遇见的语音、语言的处理、信号的处理、图像的处理、测量分析等领域，都有DSP技术的身影。DSP芯片采用了哈佛结构，使得数据总线与程序总线分离，相较于传统的处理器采用的冯若依曼结构，指令执行速度更高，性能更好，它的处理速度是目前最快的CPU的10到50倍左右。DSP被誉为信息社会革命的“旗手”，成为计算机、通信、手机等产品的基础器件。

1 DSP技术的应用

DSP技术由于其自身具有很大的优势，所以被很多领域所采用。在电力系统：电力系统模拟量采集和测量、继电器保护、变电站自动化；数字通讯技术领域：多媒体通信、软件无线电；工业控制领域：超精密机床伺服控制方面、机器人控制；虚拟仪器方面；仪器仪表领域；汽车电子系统等等都有DSP技术的存在。我们重点介绍DSP技术在多媒体通信、仪器仪表和汽车电子系统中的应用。

1.1 DSP技术在多媒体通信的应用

文字、语言、图像、数据等媒体就是我们平时所说的多媒体。其中视频和音频数据占多媒体数据的绝大部分。对音视频的数字化处理量是非常庞大的，需要先采用先进的压缩编码算法进行压缩处理，大大缩小占用的空间，提高数据传输效率，这样多媒体通信系统才能普遍实现。这就需要在多媒体终端快速处理信息，用户得到良好的体验交互。DSP的出现使其成为了现实，它在语音编码、图像压缩与还原等多媒体通信中得到充分的应用。DSP基本能够实时实现大部分国际标准的语音编码解码算法与协议。DSP技术还大量应用在移动通信的语音压缩和调制解调器中。现代DSP完全有能力实现中、低速的移频键控、相移键控的调制与解調以及正交调幅调制与解调等。

1.2 DSP技术在仪器仪表中的应用

仪器仪表行业主要用的是高档单片机，DSP已经开始涉足进来，并且发展迅速，大有取代的趋势。传统的仪器仪表，由于需要数据处理，硬件电路就会很复杂。DSP具有丰富的片内资源，可以大大简化硬件电路，实现仪器仪表的SOC（System On Chip，即片上系统）设计。

测量速度和精度是衡量仪器仪表性能的重要指标，DSP芯片的应用能使这两项指标大大提高。例如TMS320F2810，它具有32位CPU内核，12位A/D转换器、丰富的片内存储器，再加上灵敏的指令系统，为我们提供了开发快速、高精度仪器的平台。

1.3 DSP技术在汽车电子系统中的应用

汽车目前成为了大众商品，汽车技术得到长足的发展，其中汽车电子系统成为汽车发展的重点。汽车里的红外线或毫米波雷达，需要DSP进行分析处理。汽车的防撞系统，需要利用摄像机把外面拍摄的图像数据传给驾驶系统，这就需要DSP来对图像数据进行处理。

2 DSP技术的发展趋势

DSP技术未来的发展趋势主要有以下几个方面：

（1）向系统集成DSP发展，在一个芯片上集成DSP芯核、MPU芯核、外围电路单元、专用处理单元和存储单元等。

（2）更多的采用具备多通道、超标量、多处理、多线程、超长指令字等超级哈佛结构将在未来的DSP内核结构中占据主导地位。

（3）可编程的DSP将逐步取代定式的DSP。生产厂商可以在同一个DSP平台上开发不同类型的产品用来满足客户个性化的需求。可编程的DSP也使得用户升级系统更加方便。

（4）更好的性能、更快的运算速度是不变的趋势。

（5）定点DSP将成为主流。浮点DSP的运算精度高、动态范围大，但是成本高，功耗高。而定点DSP器件成本低、功耗低、对存储器的要求也低。目前DSP器件市场80%以上都属于16位定点可编程DSP器件。

（6）FPGA器件配合传统的DSP器件可以处理更多的信道，来达到高速实时处理功能，满足多媒体、无线通信等领域的需要。

（7）DSP与微处理器（MCU）结合起来的双核平台，由于既能进行数据处理，又可以提高智能控制，成为DSP技术发展的新趋势。OMAP是这种双核平台的典型例子，是由TI公司发布的。

DSP产品在我国拥有广阔的市场，众多国内外厂商开始在中国布局。DSP芯片的品种和技术将向着越来越多种类、低功耗、高性能方向发展。

3 结束语

在这个信息化的时代，DSP应用在通讯领域、数字影音的产品将越来越普及，使得相关市场需求越来越大，未来DSP市场竞争将越趋激烈。相信在未来的时间里DSP技术一定会被更加重视及关注，会为科技的进步带来很大发展。

参考文献

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[2]许伟.DSP应用的结构和发展方向[J].电子技术应用，1999.

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[4]张至德.单片信号处理器及其应用[J].电子工程信息，1987（7）.

作者简介：高实，男，汉族，河南省南阳市人，郑州大学信息工程学院电子信息工程专业。