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《数字信号处理》机械工业出版社2012年发行,杨毅明著。 展开全文
《数字信号处理》机械工业出版社2012年发行,杨毅明著。
信息
先修课程
信号与系统
外文名
Digital Signal Process
含    义
信号数字化处理
中文名
数字信号处理
数字信号处理内容简介
《数字信号处理》这门课介绍的是:将事物的运动变化转变为一串数字,并用计算的方法从中提取有用的信息,以满足我们实际应用的需求。本定义来自《数字信号处理》杨毅明著,由机械工业出版社2012年发行。大部分信号的初始形态是事物的运动变化,为了测量它们和处理它们,先要用传感器把它们的特征转换成电信号,等到这些电信号处理完后,再把它们转变为我们能看见、能听见或能利用的形态。数字信号处理前后需要一些辅助电路,它们和数字信号处理器构成一个系统。图1是典型的数字信号处理系统,它由7个单元组成。 [1]  初始信号代表某种事物的运动变换,它经信号转换单元可变为电信号。例如声波,它经过麦克风后就变为电信号。 又如压力,它经压力传感器后变为电信号。电信号可视为许多频率的正弦波的组合。低通滤波单元滤除信号的部分高频成分,防止模数转换时失去原信号的基本特征。模数转换单元每隔一段时间测量一次模拟信号,并将测量结果用二进制数表示。数字信号处理单元实际上是一个计算机,它按照指令对二进制的数字信号进行计算。例如,将声波信号与一个高频正弦波信号相乘,可实现幅度调制。实际上,数字信号往往还要变回模拟信号,才能发挥它的作用。例如,无线电是电磁波通过天线向外发射的,这时的电磁波只能是模拟信号。 数模转换单元将处理后的数字信号变为连续时间信号,这种信号的特点是一段一段的直线相连,如图2所示,有很多地方的变化不平滑。例如,调制后的数字信号,变成模拟信号后才能送往天线,通过天线就可以向外发射了。低通滤波单元有平均的作用,不平滑的信号经低通滤波后,可以变得比较平滑。平滑的信号经信号转换单元后,就变成某种物质的运动变化。例如扬声器,它可将电波变为声波。又如天线,它可将电流变为电磁波。电磁波是一种互相变化的电场和磁场,可以在空间中以波的形式快速移动。 若只考虑电信号的处理过程,数字信号处理系统可看作由五个单元组成,如图3所示。如果把低通滤波和模数/数模转换看作一个单元,则数字信号处理也可看作由三个单元组成。
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  • dsp

    千次阅读 2017-02-16 14:55:22
    dsp

    原文:https://www.zhihu.com/question/21267758/answer/18287125

    DSP有两个解释,第一个Digital Signal Processing,是数字信号处理,是门学科技术,简单的说是讲现实世界中的模拟信号量转换为数字信号量然后进行分析、离散变换、调制解调等等方面的数字运算。其有别于简单的加减乘数等四则运算;第二个解释就是Digital Signal Processor,数字信号处理器,简单的说就是嵌入了可以快速处理数字信号分析、离散变换、调制解调等方面的一种特殊的微处理器。

    所以,从解释上可以看出,DP芯片就是一颗加入了数字信号处理功能的微处理器芯片。那么ARM、和Intel的芯片也是微处理器芯片。大家其实工作都是进行运算,那么不带数字信号处理功能的微处理器和带该功能的处理器有什么区别呢?DSP处理器有一个指标,就是“乘法和累加运算”,就是一个32位数乘上另一个32位数其积再加一个32位数,这个运算过程要在一两个指令周期内完成。换了ARM和INTER的微处理器,是不可能在一两个指令周期完成的,它们乘法就要跑好几个指令周期了。而DSP芯片自带了一个MAC模块,主频相同情况下,可以比ARM和INTEL快N倍的计算出来。类似的还有快速傅里叶变换功能,这种数学运算在没有DSP功能的芯片中,往往要算好长时间才能出结果。
    DSP的快速傅里叶变换比普通离散傅里叶变换计算速度要快100~10000倍。如果让处理器位数相同、工作在相同时钟周期、且流水结构相近的DSP和ARM同时对一个声音函数进行时域转频域运算,ARM跑到宕机了也不一定能追上DSP。

    那么你会说了,那我ARM和intel的芯片业嵌入这种模块就行了啊。是的,可以嵌。但是,一旦嵌入这种芯片,那么ARM芯片也可以叫做DSP芯片了(根据我前一段第一句说的)。
    所以,DSP只是一种技术,一种嵌了该技术的芯片,谁都可以生产。其实有些ARM芯片内部就嵌入了DSP功能,比如很多高通的一系列用于手机上的ARM主控芯片就自带DSP功能。而Intel自身发展是做计算领域的主控,在工业航天医疗等嵌入式领域才用得多的数字信号处理他们并不怎么涉及,所以他们的东西基本不会嵌入DSP模块。而Microchip为了避免和TI的C2000系列DSP直接竞争,他们把旗下的dsPIC系列DSP芯片叫做DSC,其实还是DSP芯片,而且他们一直在推出下新品。还有,飞思卡尔、ADI、NXP他们还都有生产DSP,只是他们争不过TI的专用DSP。主要一点还是发现争不过FPGA芯片。
    这里说DSP芯片真正的敌人是谁:FPGA芯片。做FPGA芯片的大厂有Altera、Xilinx等。他们不属于INTEL公司,也不生产ARM芯片,他们只专注于FPGA芯片。我们知道,微处理器芯片其实是一堆数字电路大规模超高密度集成在芯片中,其最小单元其实就是晶体管。晶体管集成一个个门电路。门电路通过一系列排列组合形成了芯片内部CPU、存储单元。。。这都是出厂前固化好的。那我能否修改一下CPU 模块的某个门电路,让它有别的用途呢?已经出厂就固化的没法改,但现在有了FPGA,你可以用程序编一个你自己发明的CPU内核出来,嵌到FPGA芯片中去,那么你想加入DSP有的MAC模块等都可以,如果你觉得一个CPU内核不过瘾,还可以再加一个内核进去(前提是FPGA芯片容量和资源够大,当然这芯片就贵了)。所以,现在飞思卡尔、ADI等看到FPGA芯片如此强势,工业级的DSP成本又高,卖的价格跟FPGA差不多,价格比FPGA低点但又争不过TI的DSP市场。所以没办法,只好慢慢退出了。现在TI也是靠以前的老客户死扛着。万一哪天,高端的FPGA降到跟他们差不多的价格,他们也要退出了——现在几千元一颗的FPGA芯片都有,我见过有人那它嵌了两个ARM内核一个DSP(不是双核,而是等于两个ARM芯片),看看这里你就有印象了 www.elecfans.com/xinpian/ic/20120817284784.html
    啰啰嗦嗦手打了半个多小时,不喜勿喷。本人ARM、DSP、PIC单片机开发过一段时间,FPGA尚在学习中如有纰漏,敬请同行们指教——一个混了五年的小电工。
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