DSP的發展與應用

趙一霈

摘要隨著時代的不斷 變革和我國科技的不斷發展，近幾年，我國綜合國力正在逐漸地增強。我們進入到了一個信息化的時代，一個數字化的時代，現如今，DSP的使用變得越來越頻繁和重要。為此，本文主要對DSP的應用做出分析，對數字信號處理技術的發展做出闡述。

【關鍵詞】數字信號處理技術 數字信號處理器 發展 應用

數字化是現今社會的一大主流，是時代發展的主旋律，而數字信號處理器則是應時代而生的一個元件。所謂數字信號處理，也就是采用通用的數字信號芯片，以數字計算的方法從信號中提取有用的信息。

近些年，隨著我國科技的不斷進步和技術的不斷革新，DSP越來越貼近人民的生產和生活，越來越在實際應用中占據重要的地位，因此，對其發展的情況做出論述和分析非常有必要。

DSP芯片較其他中央處理器而言，有較高的數據運算處理速度，其工作原理主要是去除信號中的冗余成分，加強有用信號的強度，再把信號輸出給用戶。其高效性，實時性的特點對需要處理海量信息的行業是至關重要的。

1 DSP的發展

數字信號處理作為計算數學的一個分支，早在17世紀至18世紀中葉就已經發展起來了，而到了20世紀50年代至60年代才開始真正意義上的研究。隨著快速傅立葉變換算法的提出和數字濾波器的完善，數字信號處理技術在20世紀60年代開始快速發展。1978年美國的AMI公司生產出第一片DSP芯片S2811。1980年由日本NEC公司推出了第一片具有硬件乘法器的商用DSP芯片。在此時期DSP被廣泛地應用于通信、雷達、語音、圖像等領域。進入20世紀90年代DSP的性能和指標不斷提高，其在硬件結構上更適合數字信號處理的要求，能夠進行乘法、硬件FFT變換和單指令濾波處理，其單指令周期為80～lOOns。特別是在90年代中期，其理論和技術也更加成熟，不斷開辟新的學科分支。90年代末二十世紀初，DSP的發展進入了完善階段，逐漸滲透到人們的日常領域趨于個性化發展。

綜上所述，數字信號處理器的技術發展，推動了社會的發展和時代的進步，是我們現在可以處在的信息化時代的情況下的一個重要原因。

2 DSP的應用

自從數字信號處理技術誕生以來，其應用范圍一直出于一個不斷擴增的趨勢，也有不少的應用范圍是因為數字信號處理技術的誕生而被開發出來的。隨著社會經濟的不斷發展，其的應用變得更加的廣泛。

2.1 多媒體領域

就多媒體而言，視頻數據和音頻數據所攜帶的信息量是龐大的，所需要的存儲空間也是龐大的。DSP技術的應用，將圖像、視頻、音頻信號等進行壓縮、編碼，在一定程度上節省了儲存空間，也提高了通信線路的傳輸效率。

2.2 自動控制領域

DSP技術可以消除車內噪音，制造一個相對安靜的車內環境。其主要原理是：首先用傳感器，在易產生噪音的區域例如車窗、車門處采集噪聲，并疊加，同時用濾波器濾出人聲和音樂聲等有用的信號，把疊加后的信號送入參數可以改變的濾波器，得到一個與原信號相似的但變化相反的信號，通過音響播放出來，與車內的噪音混合從而抵消噪聲的影響。

2.3 海底探測領域

在海底探測方面，可以探測潛艇的航行信息。海底有很多噪聲，魚叫聲、海浪聲等都會影響到海底偵查，即使通過模擬電路放大有用信號也很難辨別。DSP技術的應用就可以解決這一問題。由于發動機發出的信號都是周期信號，不同的發動機發出的周期信號不同。海浪聲、魚叫聲等噪聲大多都是非周期信號，所以探測潛艇的航行信息，可以通過探測是否含有周期信號并分析所含周期信號的特點而獲得，即用相關函數對所得到的信號進行相關處理運算，判斷是否存在周期性的峰值，分析得到距離的遠近和航行信息。

3 DSP的未來發展趨勢

目前DSP被廣泛地應用在各個領域.在迅速發展的同時仍需不斷擴展市場，以面對新的挑戰。隨著集成電路的發展，SoC （systemon chip）已經成為一項重要的應用技術，DSP與SoC技術相結合，即將幾個DSP芯核，MPU芯核，專用處理單元，存儲單元，外圍電路單元，集成在一個芯片上，成為DSP系統集成電路，不僅縮小了體積，還提高了設計的速度，降低了開發成本。可編程的DSP為生產廠商提供了更加廣闊的平臺，生產廠商可以根據用戶的不同需要開發出不同型號的系列產品，而且比一般的微處理器的性能更優。同時，DSP也必須依靠新工藝改進芯片結構，追求更高的運算速度，才能跟上電子設備的更新步伐。

整體看來，隨著時代的發展和科技的不斷進步，DSP被廣泛應用于通信，軍事，自動控制，多媒體，航空航天等領域，數字信號處理器無時無刻不在發揮著它的作用，為人類的社會做出突出的貢獻。同時，DSP的發展仍具有廣闊的空間，還需要人們付出更多的努力去探究。

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