浅谈DSP在通信中的应用及前景
    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。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DSP技术图解的应用。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芯片，是一种快速、功能强大的微处理器。现实世界的声音、光、图像先被转换成数字世界的“0”和“1”，DSP芯片对这些数字信号进行处理、修改和增强，然后信号再经过模拟芯片的转换，变回人们可以感受到的真实世界的信号。
    为了更加方便地处理语音，图象等模拟信号，一般都要将这些信号转换成数字信号再进行处理。这个想法刚刚提出的时候，人们是用微处理器（MPU）来完成这一工作的。但是，使用MPU处理数字信号的速度不够快，而且还需要大量的外围支持电路，所以整个系统体积庞大，成本较高，因而只是用在军事，航天等领域或在科研机构中做试验。到了70年代，有人提出了DSP的算法和理论，使它成了对模拟信号转换成数字信号后进行高速实时处理的专用处理器。
它的处理速度是MPU的10至50倍。随着微电子技术，尤其是大规模集成电路工艺技术水平和设计水平的飞速提高，DSP发展非常迅速，其应用领域也逐渐开展到了通信，计算机，消费类电子产品等多个领域，为数字化时代的到来奠定了基础。业内人士称，DSP我的世界java模拟器将是未来集成电路领域发展最快的电子产品，并成为电器产品更新换代的决定性因素，它将彻底改变人们的工作，学习和生活方式。
DSP技术是现代通信的核心技术之一，未来的通信将越来越依赖数字信号处理技术的发展。现代通信技术的发展要求将先进的通信技术、微电子技术和计算机技术结合在一起。可以设想，在使用了现代DSP技术的通信系统中，原先不能互联的多种通信体制将综合为一个通用的通信体制，人们可以摆脱终端的束缚，实现“一机在手，漫游天下”的梦想。这种崭新的通信体制将给我们的生活方式，甚至思维模式带来巨大的变化。
随着大规模集成电路技术的发展，1982年首枚DSP芯片诞生了。这种芯片采用NMOS技术，虽然功耗和尺寸等方面还不尽如人意，但其运算速度比MPU快了几十倍，在语音合成和编码解码器中得到了广泛的应用。这种DSP芯片的问世具有里程碑的意义，它标志着DSP系统开始走向了小型化和实用化。人们由此看到了大规模应用DSP芯片的广阔前景。许许多多的公
司和科研机构加入到了开发DSP芯片的行列中来，为这一领域注入了前所未有的活力。TI在这方面又走在了前列，该公司开发了首枚商用DSP芯片TMS32010，它每秒能处理500万个指令（5 MIPS）。同年TI着手开发市场。
    整个全球DSP市场主要由几家美国公司所把持，他们是德州仪器（TI），朗讯，模拟器件公司（ADI），摩托罗拉，等等。其中TI处于绝对领先的地位，占据了整个市场份额的45%，其余美国公司几家公司所占份额分别是28%，12%，12%。而其他国家的企业只占到3%。
    自从在1976年开发出第一个DSP芯片，并在第二年尝试了规模化生产和拓展市场之后，TI公司就牢牢把握住了这一领域，其开发的产品涉及Modem，无线通信，硬盘驱动器，音频视频，图象处理，语音识别，机顶盒，汽车，工业控制，航海，航天等诸多领域，用户遍布全球。据统计，世界上每两个数字蜂窝电话就有一个采用TI的DSP芯片，全球90%的硬盘和33%的Modem都采用TI的DSP技术。TI的成功首先要归功于决策人的高瞻远瞩，使得该公司能够及早进入了这一开发领域，进而随着微电子技术，尤其是大规模集成电路的工艺水平和设计水平提高，其DSP芯片水平也逐步提高。另外还有一个原因，为了巩固其在DSP业界的
优势地位，TI于1997年斥资1亿美元，设立风险投资基金，用于扶植那些对该公司DSP应用极有创造性而又缺乏启动资金的小企业。同时，TI设立了一个500万美元的全球大学科研基金，用于这些大学的DSP教育和科研。TI的这些举措无疑使得该公司的产品在全球范围内得到了广泛的应用。
    目前，TI公司的DSP产品在技术上处于世界领先水平。最近开发的TMS320Cx6系列DSP芯片运算速度高达1600MIPS，为系统设计者提供广阔无比的应用空间。例如，采用TMS320Cx6的Modem可以将原来需要下载十几分钟的内容压缩到几秒内完成；采用该芯片的蜂窝电话会更小。这种芯片还可用于高速宽带通信系统，汽车的雷达防撞系统，以及GPS定位系统中，而且这些系统于以前的系统相比，速度更快，可靠性更高。另外，这一系列的产品还可以通过TI的PC工具箱根据用户的设计需要进行编程；还可以根据用户需要定制。总之，这个系列的DSP产品集中了TI所有的先进技术，在市场上反响强烈，正如该公司的一位副总裁Mike Hames所说"它将改变我们的生活"。
　  除了TI之外，朗讯公司在CDMA应用方面也取得了骄人成绩，而ADI公司则在车载移动通信系统上处于领先定位。
    目前的硬盘容量不断增大，而价格却没有上升，这主要得益于CDSP的出现。预计，在不远的将来，一个DSP就可以完成PC机所以多媒体功能。
　  在消费电子方面，DSP也有极大的发展潜力。数字化的音响设备由于DSP的存在而更新换代极为迅速；在视频处理上，DSP不仅大量用于JPEG等静止图象，还用在MPEG动态图象系统中，为我们的生活增添了丰富的彩。
90年代是DSP发展最为迅猛的时期。这主要表现在运算速度进一步加快，集成度进一步提高，功能越来越强大，应用领域越来越广泛。现在DSP已经发展到第五代了，能够将芯片将核心及其外围元器件集成到一个芯片上。这种集成度较高的芯片不仅在图象处理，语音处理，通信，计算机等领域得到广泛应用，而且已经逐渐渗透到我们生活的个个方面，
    2001年度DSP指南目前，DSP(数字信号处理器)是一种热门产品。与1999年的统计数字相比，全球DSP的营业额(以美元计算)增长了40％。超过总的处理器市场31％的良性增长率。反映DSP营业额增长的今年的DSP指南，介绍的器件之多远远超过以往。
　  2002年1月7日~11日，在美国拉斯维加斯举行的全球最大的消费类电子产品展CES (Con
sumer Electronic Show)，以及2月1 日在英国伦敦科学博物馆开幕“通向未来”科学技术展，展示了最新研究开发的 DSP 新技术新产品在通信领域的应用。DSP制造商新推出一系列的产品，并且都瞄准了通信领域的应用。
    你可以将今年器件的主要趋势归纳为两个词：“网络”和“通信” 以及网上视频传送装置和网上音频传送装置，如IP上传送话音。DSL上传送话音。ATM上传送话音。如果没有DSP器件，因特网上传送多媒体就会受到严重限制。因此，DSP在许多大容量且上市场时间是关键因素的设计中已成为必不可少的部件，其结果是，DSP制造商与第三方制造商结成伙伴关系，投资于开发成套工具，这种成套工具不仅包括汇编器。编译器。调试器。仿真器及剖视器等全套工具链，还包括应用软件模块程序库。这种伙伴关系对发展DSP市场至关重要，因为它们提供了难以写入的软件和使这些芯片便于使用的功能。如果你在一年内不能完成编码，这些器件的所有性能及功能就会失去意义。
    同时，随着DSP深入到个个应用领域，系统设计人员和用户也对它提出了更高要求。所以DSP厂家面临下面几个问题：
　  首先，进一步缩小DSP芯片的尺寸，使得系统级DSP成为可能。
    第二，提高DSP的灵活性，可扩充性。
    第三，更高的运算速度是人们永无止境的追求。
    此时，3DSP公司推出了其DSP技术的首个特殊应用实现方案UniPHY，该方案针对宽带应用中物理层(PHY)的信号处理进行优化，特别是802.11a和802.11b WLAN。该单指令多重数据内核运行于400MHz，将来可达1GHz。据称这是首款针对宽带物理层的信号处理进行优化的DSP内核，它是一种能够实现具有成本效益的多标准方案。Siroyan首席设计师Nigel Topham认为该公司开发的处理器可以运行于两种模式，这是通信应用中的处理器最经常使用的两类代码。
近年来，随着DSP芯片产品价格的不断下滑，使DSP能够从以往的军用领域迅速拓展到民用领域，例如应用于计算机、网络、移动电话、调制解调器和磁盘驱动器以及众多的消费电子产品。硬盘驱动器使用DSP，能大大提高数据存取速度、缩小体积，促进PC进一步缩小体积、减轻重量，可应用于掌上电脑。由于DSP速度高、数据传送快，还可以代替微控制器用于激光打印机、激光扫描及光盘只读存储器等计算机外设。
  DSP应用于语音识别领域，将会大有用武之地。Motorola公司等厂商的设计人员都特别重视DSP在语音识别中的应用。市场调查公司Forward Concepts认为，语音识别就是实时完成你想要做的事情。换句话说，就是你要求该设备能即时识别你所讲的话。当然，你也能处理传送中的文字。一段相当长的程序，只有靠DSP才能完成。语音识别技术获得许多DSP供应商的支持。Motorola公司已经推出了PC媒介开发套件。这是一种适合软、硬件开发人员应用的开发平台，方便他们建立语音识别、语音合成引擎、扬声器等设备。
机的模拟图象资料后，必须对它们进行处理以便去除背景噪声，获得有用的信息，同时还在军事方面，DSP是应用最早的领域。例如，侦察卫星收集到了由照相机或摄像要发回地面接收站。。另外，军事通信，数据处理和传输都是DSP的应用范围。
在民用方面，数字移动蜂窝电话是DSP有用的最重要领域。由于DSP具有强大的计算能力以及低廉的价格使得数字移动通信系统迅速普及，原来笨重而有昂贵的"大砖头"让位给了小巧玲珑，价格合理的GSM手机。另外，由于采用DSP技术，蜂窝电话的升级换代更加方便，只要在统一的硬件平台上就可以通过软件进行，这就是新款手机不断推出的主要原因。
为了确保未来的通信能在各种环境下自由高效地工作，这就要求组成未来通信的DSP要具有
非常高的处理信号的运算速度，才能实现各种繁杂的计算、解压缩和编译码。而目前DSP按照功能的侧重点不一样，可以分为定点DSP和浮点DSP，定点DSP以成本低见长，浮点DSP以速度快见长。如果单一地使用一种类型的DSP，未来通信的潜能就不能得到最大程度的发挥。为了能将定点与浮点的优势集于一身，突破DSP技术上的瓶颈，人们又推出了一种高级多重处理结构--VLIW结构，该结构可以在不提高时钟速度的情况下，实现很强的数字信号处理能力，而且它能同时具备定点DSP和浮点DSP所有的优点。为了能推出一系列更高档的新技术平台，人们又开始注重DSP的内核技术的开发，因为DSP的内核就相当于计算机的CPU一样，被誉为DSP的心脏，大量的算法和操作都得通过它来完成，因此该内核结构的质量如何，将会直接影响整个DSP芯片的性能、 功耗和成本。

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