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標簽 > 信號處理器
信號處理器也稱頻道處理器，它的作用是把天線接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號。
信號處理器也稱頻道處理器，它的作用是把天線接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號。
信號處理器也稱頻道處理器，它的作用是把天線接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號，經(jīng)過處理后再變換到有線電視系統(tǒng)工作頻段所指定的頻道上，實質(zhì)上它是一種功能更全、結構更復雜、指標更高的頻道變換器。
信號處理器也稱頻道處理器，它的作用是把天線接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號。
信號處理器也稱頻道處理器，它的作用是把天線接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號，經(jīng)過處理后再變換到有線電視系統(tǒng)工作頻段所指定的頻道上，實質(zhì)上它是一種功能更全、結構更復雜、指標更高的頻道變換器。
DSP的應用
DSP的產(chǎn)生主要是為了滿足通信、雷達、數(shù)字電視等領域對實時數(shù)字信號處理的需要。典型的數(shù)字信號處理算法包括數(shù)字濾波、FFT等。這些算法的共同特點是要進行密集的數(shù)學計算，因此DSP在體系結構上采取了一系列措施，使之在數(shù)學計算方面具有特別突出的性能；而在其它方面，例如文字處理、數(shù)據(jù)庫管理等則不如GPP。除了密集的數(shù)學計算之外，DSP應用的另一個突出特點是實時性。在許多應用領域，如通信中的調(diào)制、解調(diào)、雷達中信號檢測等等，數(shù)據(jù)是以幀為單位更新的，每她的長度一般為微秒到毫秒量級，DSP必須在這段時間之內(nèi)完成處理并輸出結果，這就是所謂實時處理。顯然，實時處理要求處理器具有極高的處理速度，能夠對外部事件迅速做出反應（能夠及時迅速地響應中斷），并且具有強大的IO吞吐能力。 DSP的應用范圍非常廣泛，在下表中大致歸納出一些。
面對DSP巨大的市場和廣闊的發(fā)展前景，世界上最大的幾個半導體公司都對此投入巨資、開展競爭。如TI、AD、Agere、Motorola、Siemens、Semiconductor等公司都在全力開發(fā)和生產(chǎn)DSP器件，不同公司DSP的側重點都有所不同。
DSP的結構特點
1.MAC指令，硬件乘法器和累加器。
2.存儲器結構
GPP一般采用Von Neumann結構，如圖所示，系統(tǒng)只有一套總線（包括數(shù)據(jù)總線和地址總線）和單一存儲器，無論是數(shù)據(jù)還是指令都要經(jīng)過同樣的數(shù)據(jù)通道進入處理器內(nèi)核。
哈佛結構將指令存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間分離開，各自擁有獨立的總線，這就使取指令和訪問數(shù)據(jù)可以同時進行，從而緩解了存儲器的瓶頸效應。
3.尋址方式。在進行數(shù)字信號處理時，處理器往往要同時維護多個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，而且每個緩沖區(qū)的指針都要頻繁移動。 GPP雖然有基址和變址寄存器，但是這些寄存器不能自動更新；而且數(shù)量也有限，每個寄存器往往要管理多個緩沖區(qū)。DSP用特殊的硬件來尋址數(shù)據(jù)存儲器，有大量寄存器可以用作數(shù)據(jù)指針（如ADSP21060有16個），指針的更新可以和其他操作并行執(zhí)行，所以不占用處理時間。DSP還支持一些特殊的尋址方式，如用來實現(xiàn)環(huán)形緩沖區(qū)的環(huán)形尋址，實現(xiàn)FFT變換所必需的逆序尋址等。
4.零耗循環(huán)（zero overhead loop）
GPP每執(zhí)行一次循環(huán)都要用軟件判斷循環(huán)結束條件是否滿足，更新循環(huán)計數(shù)器，還要進行條件轉移。這些例行操作要消耗幾個周期的時間，這種消耗對于短循環(huán)是相當可觀的。與GPP不同，DSP可以用硬件實現(xiàn)更新計數(shù)器等例行操作，不用額外消耗任何時間，所以是一種零耗循環(huán)。由于數(shù)字信號處理程序百分之九十的執(zhí)行時間是在循環(huán)中度過，所以零耗循環(huán)對提高程序效率是非常重要的。
5. 程序執(zhí)行時間可預測
實時處理不僅要求處理器必須具有極高的計算速度，而且還要求程序的執(zhí)行時間要容易預測，否則開發(fā)人員無法判斷自己的系統(tǒng)是否滿足實時要求。高性能GPP普遍采用了CACHE和動態(tài)分支預測技術，這些動態(tài)特性雖然能夠從統(tǒng)計角度提高處理速度，但也使處時間很難精確預測，因為當前指令的執(zhí)行時間要受到程序運行的歷史過程的影響。盡管從理論上說，程序員可以推測出最壞情況下的執(zhí)行時間，但是由于各種動態(tài)特性的相互影響，最壞執(zhí)行時間可能遠遠超過程序的典型執(zhí)行時間，這將導致系統(tǒng)設計過于保守，嚴重浪費資源。與GPP不同，DSP的動態(tài)特性較少，而且還通過設置MAX（求最大值）、MIN（求最小值）、CLIP時，DSP生產(chǎn)商還提供了能夠精確模擬每—條指令執(zhí)行狀態(tài)的軟件仿真器Simulator。使設計人員在硬件系統(tǒng)完成之前就能夠調(diào)試程序并驗證處理時間。值得注意的是，TI的最新產(chǎn)品TMS320C6011設置了可選擇的兩級CACHE，而AD將要推出的TigerrSHARC采用了動態(tài)分支預測技術。這是否意味著DSP正在喪失程序執(zhí)行時間可預測的特點，或者正在猴備采取其他措施（如提供工具軟件）來彌補因芯片結構日趨復雜對預測時間造成的不利影響，我們將拭目以待。
6.外圍設備
GPP硬件系統(tǒng)（如PC機）的開發(fā)一般由專業(yè)公司承擔，用戶只從事軟件開發(fā)。而DSP工程師往往要自己設計硬件平臺，而且許多DSP應用系統(tǒng)特別是嵌入式系統(tǒng)對體積、功耗有嚴格的限制，所以DSP必須具備開發(fā)簡便的特點。多數(shù)DSP支持IEEE1149.1標準，用戶可以通過JTAG端口對DSP進行在線實時仿真。另外DSP體現(xiàn)了片上系統(tǒng)（System on chip）的設計思想，在片上集成了DMA、中斷控制、串行通信口、上位機接口、定時器等外圍設備，有的DSP還包含AD和DA轉換器。所以用戶通常只需要外加很少的器件就可以構成自己的DSP系統(tǒng)。
DSP的組成（以ADSP-21xx為例）
DSP芯片能夠以很高的速度實現(xiàn)各種DSP算法，在其內(nèi)部包括以下功能單元。
計算單元——每個處理器包括3個獨立的、功能完備的計算單元：算術／邏輯單元（ALU）、乘法/累加器（MAC）和桶狀移位器。
計算單元直接處理16位數(shù)據(jù)并對多精度計算提供硬件支持。
數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器和程序控制器——兩個專用的地址產(chǎn)生器和—個程序控制器提供對片內(nèi)、片外存儲器的尋址。程序掉制器支持單周期的條件分支和無開銷循環(huán)。雙數(shù)據(jù)地址生器使處理器能同時產(chǎn)生兩個操作數(shù)的地址。數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器和程序控制器使計算單元保持連續(xù)工作狀態(tài)，使流量達到最大化。
存儲器——采用修改的哈佛結構，其中數(shù)據(jù)存儲器存放數(shù)據(jù)，程序存儲器既可存放指令又可存放數(shù)據(jù)。所有的處理器都有片內(nèi)RAM，該片內(nèi)RAM構成程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間的一部分。片內(nèi)存儲器的速度很高，處理器可以在一個周期讀取兩個操作數(shù)（一個來自數(shù)據(jù)存儲器，另一個來自程序存儲器）和一條指令（來自程序存儲器）。
串口——串口（SPORT）提供帶有硬件數(shù)據(jù)壓擴部件的完整的串行接口。支持按μ律和A律壓縮的擴展。SPORT可以容易地和多種流行的串行設備直接接口。每個SPORT能產(chǎn)生一個可編程的內(nèi)部時鐘或接收—個外部時鐘。SPORT有多通道選項。
定時器一一一個帶有8位預分頻器的定時器/計數(shù)器可產(chǎn)生周期性的中斷。
主機接口——主機接口（HIP）有16根數(shù)據(jù)引腳和11根控制引腳，可以和主機處理器直接連接，無須連接邏輯。HIP非常靈活，易于和各種主機處理器接口。如：Motorola 6800、Intel8051或其他ADSP-21xx系列處理器可以容易地接到HIP上。
DMA接口——內(nèi)部DMA接口（IDMA）和字節(jié)DMA接口（BDMA）可對內(nèi)部存儲器進行有效的數(shù)據(jù)傳送。IDMA接口具有16位多路復用的地址和數(shù)據(jù)總線，支持24位寬的程序存儲器。IDMA接口是完全異步的，在DSP全速運行時，可以寫入數(shù)據(jù)。字節(jié)DMA接口允許引導裝載并且存儲程序指令和數(shù)據(jù)。
模擬接口——DSP片內(nèi)集成了模擬和數(shù)字信號混合處理電路。該電路由模數(shù)轉換器、數(shù)模轉換器、模擬和數(shù)字濾波器、處理器核的并行接口等組成。轉換器采用Σ-Δ技術獲取樣本。
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2023-08-09 標簽：調(diào)制解調(diào)器衰減器信號處理器 1.6萬 0
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