资料介绍
首先,为什么及什么时候必须使用DSP ?我们可以先从应用的角度进行探讨。举个例说,手机通常需要至少2个DSP 引擎,一个用于通信工作,另一个用于应用处理。在通信方面,通话一端的语音信号经数字化和压缩( DSP 的一个典型功能) ,被调制为一个无线信号(另一个DSP工作),再通过无线基础设施发送到通话另一端,然后执行解调解压(也是DSP 的功能)。在手机的应用处理方面,载有视频、图片和音频信号的数据文件必须经过解碼,然后才会被发送到屏幕、扬声器和耳机,所有这些典型的DSP 工作虽然本质上各不相同,但它们都是通信信道需要的工作。
随着无线通信的不断进步,为了追上4G 无线信道上100Mbps 的速度, DSP 承担的工作也在大幅度演进。如此高位速率的调制和解调需要一些先进的算法,包括多天线(又称MIMO )、多载波调制和QAM 调制方案。而DSP 引擎已作出相应发展,能够以多种方式满足这些要求,变成应用专用(或通信专用) DSP 。
在其它DSP 领域也经已出现类似的进展,譬如视频处理就是一例。近年来,屏幕分辨率已从VGA 渐渐提高到Full HD 高分辨率( 1080p ),而且为了处理这些更高的分辨率,并保持最低的位速率,市场也出现了多种视频标准。由于传统的DSP 引擎已很难满足这些要求,各种不同的架构和设计理念应运而生,包括多核设计和SIMD (单指令,多数据)处理技术。在这里, DSP处理样演变为应用专用处理器,专门用于多媒体工作,同时保持其普遍性。下面将对这些方面进行详细的讨论。
处理DSP 应用的不同方法在SoC 中实现DSP 功能性有好几种方法, 而我们将主要介绍DSP 的可编程设计和半可编程设计实现方案,包括中央处理单元( CPU )、微控制器单元( MCU ),和DSP 。至于完全采用硬件来执行算法的硬件线路方法,这里就不赘述了。
CPU 的典型例子有Pentium 和PowerPC 处理器。这些超高性能的处理器本质上是通用处理器,时钟频率高达2GHz 或更高。CPU 用于个人电脑、工作站和笔记本电脑等系统,而通常不适合于嵌入式应用。它们能够处理信号处理工作,但由于频率频率极高,致使功耗也相当高,同时带来电池寿命方面的问题。此外,这类CPU 成本非常高,所以不适用于大多数消费电子设备。
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