DSP技术的应用及其发展论文专业：通信工程班级：通信14-1BF学生姓名：学 号：1冃IJ言DSP是Digital Signal Processing的缩写，表示数字信号处理器，信息化的基 础是数字化，数字化的核心技术之一是数字信号处理，数字信号处理的任务在很 大程度上需要由DSP器件来完成，DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速 发展的前沿技术。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信 号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需 要的信号形式。DSP 技术的应用及其发展一、DSP广告平台DSP的特点包括，通过一个独立的用户界面，可以将广告互换和其他媒 体提供者连接；自动化的竞标管理功能，一般包含了实时的竞标系统；捕捉 和管理品牌数据及提高目标客户群的第三方数据的能力；结合所有媒体资源， 控制预算和竞争率；通过多媒体供应商，完全集成竞争对手的性能报告。二、高效互联网广告平台AvazuDSPAvazuDSP四位一体的整合营销需求方平台基于个人兴趣行为再定向技术基础，由德国Avazu公司创造的以公开(Openness),透明(Transparency), 效率(Efficiency),实时(RealTime Bidding )为理念 的媒介购买投放平 台。该平台允许广告商通过一个接口管理并且投放全球所有最大的广告交易 系统Ad Exchanges,供应方平台SSPs以及网络联盟Ad Net works， 并且 可以通过RTB - Real Time Bidding技术针对各种广告资源进行自动化估 值，竞价以及定向。用户利用DSP平台以及Avazu自主研发的 CreativeOptimization Engine可以实现在曝光前对目标受众的CTR点击率 最大化以及创意个性化 (Crea tive Personaliza tion)。三、DSP微处理器DSP (digital signal processor )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。DSP微处理器（芯片）一般具有如下主要特点：（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；（3）片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；（7）可以并行执行多个操作；（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。当然，与通用微处理器相比，DSP微处理器（芯片）的其他通用功能相 对较弱些。四、DSP优点对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小；容易实现集成；VLSI可以分时复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波；可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易 于存储等；可用于频率非常低的信号。五、DSP缺点需要模数转换；受采样频率的限制，处理频率范围有限；数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。但是其优点远远超过缺点。六、DSP的开发工具数字信号处理器（DSP）作为一种可编程专用芯片，是数字信号处理理论实 用化过程的重要技术工具，在语音处理、图像处理等技术领域得到了广泛的 应用。但对于算法设计人员来讲，利用汇编语言或C语言进行DSP功能开发, 具有周期长、效率低的缺点，不利于算法验证和产品的快速开发。由MathWorks 公司和TI公司联合开发的DSPMATLAB Link for CCS Development Tools （简称 CCSLink）是 MATLAB6.5 版本（Releasel3）中增加的 一个全新的工具箱，它提供了 MATLAB、CCS和DSP目标板的接口，利用此工 具可以像操作MATLAB变量一样来操作DSP器件的存储器和寄存器，使开发 人员在MATLAB环境下完成对DSP的操作，从而极大地提高DSP应用系统的 开发进程。MATLAB具有强大的分析、计算和可视化功能，利用MATLAB提供的数十 个专业工具箱，可以方便、灵活地实现对自动控制、信号处理、通信系统等 的算法分析和仿真，是算法设计人员和工程技术人员必不可少的软件工具。七、DSP技术的应用语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语 音储存等。图像/图形：二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、 机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。军事：保密通信、雷达处理、声呐处理、导航、全球定位、跳频电台、 搜索和反搜索等。仪器仪表：频谱分析、函数发生、数据采集、地震处理等。自动控制：控制、深空作业、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等。 医疗：助听、超声设备、诊断工具、病人监护、心电图等。家用电器：数字音响、数字电视、可视电话、音乐合成、音调控制、玩 具与游戏等。生物医学信号处理举例：CT机示例CT：计算机X射线断层摄影装置。（其中发明头颅CT英国EMI公司的豪斯菲 尔德获诺贝尔奖。）CAT:计算机X射线空间重建装置。出现全身扫描，心脏活动立体图形，脑肿 瘤异物，人体躯干图像重建。心电图分析。八、基于DSP的智能视频监控系统传统的视频监视系统是简单的非智能闭路电视(CCTV)系统，其缺点十 分明显。这样的系统或者需要安保人员实时监视画面以捕捉关键事件，或者 需要在事后对视频记录进行回放并进行人工分析。耗时耗力，成本高而效率 低。近几年，DSP在智能视频监控系统方面的应用不断完善，正在逐渐取代 传统的模拟非智能系统。iSuppli公司2006年的一份分析报告曾指出，IP视频监控系统市场到 2010年将增长近十倍。IP监控的创新技术之一是“智能摄像机”，它拥有 强大的数字信号处理器，能探测威胁并触发自动响应。可见，DSP芯片是智 能监控的核心。九、基于DSP的语音实时变速系统在外语多媒体教学中，要求对语速进行快慢控制，以适应不同程度学生 的需求。然而，传统的语音变速产品往往在教师改变语速的同时，也改变了 原说话者的语调，不能达到教学的真正目的。因此，语音变速系统应当具备 调整语速的同时，还需要保证原说话者语调保持不变的特点。基于 DSP (TMS320C5409 )的语音实时变速系统能够任意调整语音语速，达到外语多媒 体教学的需求。十、DSP发展轨迹DSP产业在约40年的历程中经历了三个阶段：第一阶段，DSP意味着数 字信号处理，并作为一个新的理论体系广为流行。随着这个时代的成熟，DSP 进入了发展的第二阶段，在这个阶段，DSP代表数字信号处理器，这些DSP 器件使我们生活的许多方面都发生了巨大的变化。接下来又催生了第三阶段， 这是一个赋能(enablement)的时期，我们将看到DSP理论和DSP架构都被嵌 入到SoC类产品中。”第一阶段，DSP意味着数字信号处理。80年代开始 了第二个阶段，DSP从概念走向了产品，TMS32010所实现的出色性能和特性 备受业界关注。方进先生在一篇文章中提到，新兴的DSP业务同时也承担着 巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。当设计师努力使 DSP处理 器每MIPS成本降到了适合于商用的低于10美元范围时，DSP在军事、工业 和商业应用中不断获得成功。到1991年，TI推出价格可与16位微处理器不 相上下的DSP芯片，首次实现批量单价低于5美元，但所能提供的性能却是 其5至10倍。到90年代，多家公司跻身DSP领域与TI进行市场竞争。TI 首家提供可定制DSPcDSP，cDSP基于内核DSP的设计可使DSP具有更 高的系统集成度，大大加速了产品的上市时间。同时，TI瞄准DSP电子市场 上成长速度最快的领域。到90年代中期，这种可编程的DSP器件已广泛应用 于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等， 其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。这时，DSP业务也一跃成 为TI最大的业务，这个阶段DSP每MIPS的价格已降到10美分到1美元的范 围。21世纪DSP发展进入第三个阶段，市场竞争更加激烈，TI及时调整DSP 发展战略全局规划，并以全面的产品规划和完善的解决方案，加之全新的开 发理念，深化产业化进程。成就这一进展的前提就是DSP每MIPS价格目标已 设定为几个美分或更低。十 、DSP未来发展1、数字信号处理器的内核结构进一步改善，多通道结构和单指令多重数 据(SIMD)、特大指令字组(VLIM)将在新的高性能处理器中将占主导地位，如 Analog Devices 的 ADSP-2116x 。ADSP产品2、DSP和微处理器的融合：微处理器是低成本的，主要执行智能定向控制任务的通用处理器能很好执行 智能控制任务，但是数字信号处理功能很差。而DSP的功能正好与之相反。 在许多应用中均需要同时具有智能控制和数字信号处理两种功能，如数字蜂 窝电话就需要监测和声音处理功能。因此，把DSP和微处理器结合起来，用 单一芯片的处理器实现这两种功能，将加速个人通信机、智能电话、无线网 络产品的开发，同时简化设计，减小PCB体积，降低功耗和整个系统的成本。 例如，有多个处理器的Motorola公司的DSP5665x，有协处理器功能的Massan 公司FILU-200，把MCU功能扩展成DSP和MCU功能的TI公司的TMS320C27xx 以及Hitachi公司的SH-DSP，都是DSP和MCU融合在一起的产品。互联网和 多媒体的应用需要将进一步加速这一融合过程。3、DSP和高档CPU的融合：大多数高档GPP如Pentium和PowerPC都是SIMD指令组的超标量结构，速 度很快。LSI Logic公司的LSI401Z采用高档CPU的分支预示和动态缓冲技 术，结构规范，利于编程，不用担心指令排队，使得性能大幅度提高。Intel 公司涉足数字信号处理器领域将会加速这种融合。4、DSP和SOC的融合:SOCSOC(System-On-Chip)是指把一个系统集成在一块芯片上。这个系统包括 DSP 和系统接口软件等。比如Virata公司购买了 LSI Logic公司的ZSP400处理 器内核使用许可证，将其与系统软件如USB、10BASET、以太网、UART、GPIO、 HDLC等一起集成在芯片上，应用在xDSL上，得到了很好的经济效益。因此， SOC芯片近几年销售很好，由1998年的1.6亿片猛增至1999年的3.45亿片。 1999年，约39%的SOC产品应用于通讯系统。今后几年，SOC将以每年31% 的平均速度增长，到2004年将达到13亿片。毋庸置疑，SOC将成为市场中 越来越耀眼的明星。5、DSP和FPGA的融合：FPGA是现场编程门阵列器件。它和DSP集成在一块芯片上，可实现宽带信号 处理，大大提高信号处理速度。据报道，Xilinx公司的Virtex-II FPGA对 快速傅立叶变换(FFT)的处理可提高30倍以上。它的芯片中有自由的FPGA可 供编程。Xilinx公司开发出一种称作Turbo卷积编译码器的高性能内核。设 计者可以在FPGA中集成一个或多个Turbo内核，它支持多路大数据流，以满 足第三