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信號(hào)處理器簡(jiǎn)介

  信號(hào)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(hào)。

  信號(hào)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(hào),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(shí)質(zhì)上它是一種功能更全、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、指標(biāo)更高的頻道變換器。

信號(hào)處理器百科

  信號(hào)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(hào)。

  信號(hào)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(hào),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(shí)質(zhì)上它是一種功能更全、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、指標(biāo)更高的頻道變換器。

  DSP的應(yīng)用

  DSP的產(chǎn)生主要是為了滿足通信、雷達(dá)、數(shù)字電視等領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理的需要。典型的數(shù)字信號(hào)處理算法包括數(shù)字濾波、FFT等。這些算法的共同特點(diǎn)是要進(jìn)行密集的數(shù)學(xué)計(jì)算,因此DSP在體系結(jié)構(gòu)上采取了一系列措施,使之在數(shù)學(xué)計(jì)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(xué)計(jì)算之外,DSP應(yīng)用的另一個(gè)突出特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性。在許多應(yīng)用領(lǐng)域,如通信中的調(diào)制、解調(diào)、雷達(dá)中信號(hào)檢測(cè)等等,數(shù)據(jù)是以幀為單位更新的,每她的長(zhǎng)度一般為微秒到毫秒量級(jí),DSP必須在這段時(shí)間之內(nèi)完成處理并輸出結(jié)果,這就是所謂實(shí)時(shí)處理。顯然,實(shí)時(shí)處理要求處理器具有極高的處理速度,能夠?qū)ν獠渴录杆僮龀龇磻?yīng)(能夠及時(shí)迅速地響應(yīng)中斷),并且具有強(qiáng)大的IO吞吐能力。 DSP的應(yīng)用范圍非常廣泛,在下表中大致歸納出一些。

  image:bk063721d-1.jpg

  面對(duì)DSP巨大的市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展前景,世界上最大的幾個(gè)半導(dǎo)體公司都對(duì)此投入巨資、開展競(jìng)爭(zhēng)。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(cè)重點(diǎn)都有所不同。

  DSP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  1.MAC指令,硬件乘法器和累加器。

  2.存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

  image:bk063721d-2.jpg

  GPP一般采用Von Neumann結(jié)構(gòu),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(chǔ)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(jìn)入處理器內(nèi)核。

  哈佛結(jié)構(gòu)將指令存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間分離開,各自擁有獨(dú)立的總線,這就使取指令和訪問數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行,從而緩解了存儲(chǔ)器的瓶頸效應(yīng)。

  3.尋址方式。在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí),處理器往往要同時(shí)維護(hù)多個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū),而且每個(gè)緩沖區(qū)的指針都要頻繁移動(dòng)。 GPP雖然有基址和變址寄存器,但是這些寄存器不能自動(dòng)更新;而且數(shù)量也有限,每個(gè)寄存器往往要管理多個(gè)緩沖區(qū)。DSP用特殊的硬件來尋址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,有大量寄存器可以用作數(shù)據(jù)指針(如ADSP21060有16個(gè)),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(shí)間。DSP還支持一些特殊的尋址方式,如用來實(shí)現(xiàn)環(huán)形緩沖區(qū)的環(huán)形尋址,實(shí)現(xiàn)FFT變換所必需的逆序?qū)ぶ返取?/p>

  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(jié)束條件是否滿足,更新循環(huán)計(jì)數(shù)器,還要進(jìn)行條件轉(zhuǎn)移。這些例行操作要消耗幾個(gè)周期的時(shí)間,這種消耗對(duì)于短循環(huán)是相當(dāng)可觀的。與GPP不同,DSP可以用硬件實(shí)現(xiàn)更新計(jì)數(shù)器等例行操作,不用額外消耗任何時(shí)間,所以是一種零耗循環(huán)。由于數(shù)字信號(hào)處理程序百分之九十的執(zhí)行時(shí)間是在循環(huán)中度過,所以零耗循環(huán)對(duì)提高程序效率是非常重要的。

  5. 程序執(zhí)行時(shí)間可預(yù)測(cè)

  實(shí)時(shí)處理不僅要求處理器必須具有極高的計(jì)算速度,而且還要求程序的執(zhí)行時(shí)間要容易預(yù)測(cè),否則開發(fā)人員無法判斷自己的系統(tǒng)是否滿足實(shí)時(shí)要求。高性能GPP普遍采用了CACHE和動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)技術(shù),這些動(dòng)態(tài)特性雖然能夠從統(tǒng)計(jì)角度提高處理速度,但也使處時(shí)間很難精確預(yù)測(cè),因?yàn)楫?dāng)前指令的執(zhí)行時(shí)間要受到程序運(yùn)行的歷史過程的影響。盡管從理論上說,程序員可以推測(cè)出最壞情況下的執(zhí)行時(shí)間,但是由于各種動(dòng)態(tài)特性的相互影響,最壞執(zhí)行時(shí)間可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過程序的典型執(zhí)行時(shí)間,這將導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)過于保守,嚴(yán)重浪費(fèi)資源。與GPP不同,DSP的動(dòng)態(tài)特性較少,而且還通過設(shè)置MAX(求最大值)、MIN(求最小值)、CLIP時(shí),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(shè)計(jì)人員在硬件系統(tǒng)完成之前就能夠調(diào)試程序并驗(yàn)證處理時(shí)間。值得注意的是,TI的最新產(chǎn)品TMS320C6011設(shè)置了可選擇的兩級(jí)CACHE,而AD將要推出的TigerrSHARC采用了動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)技術(shù)。這是否意味著DSP正在喪失程序執(zhí)行時(shí)間可預(yù)測(cè)的特點(diǎn),或者正在猴備采取其他措施(如提供工具軟件)來彌補(bǔ)因芯片結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間造成的不利影響,我們將拭目以待。

  6.外圍設(shè)備

  GPP硬件系統(tǒng)(如PC機(jī))的開發(fā)一般由專業(yè)公司承擔(dān),用戶只從事軟件開發(fā)。而DSP工程師往往要自己設(shè)計(jì)硬件平臺(tái),而且許多DSP應(yīng)用系統(tǒng)特別是嵌入式系統(tǒng)對(duì)體積、功耗有嚴(yán)格的限制,所以DSP必須具備開發(fā)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。多數(shù)DSP支持IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn),用戶可以通過JTAG端口對(duì)DSP進(jìn)行在線實(shí)時(shí)仿真。另外DSP體現(xiàn)了片上系統(tǒng)(System on chip)的設(shè)計(jì)思想,在片上集成了DMA、中斷控制、串行通信口、上位機(jī)接口、定時(shí)器等外圍設(shè)備,有的DSP還包含AD和DA轉(zhuǎn)換器。所以用戶通常只需要外加很少的器件就可以構(gòu)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(shí)現(xiàn)各種DSP算法,在其內(nèi)部包括以下功能單元。

  計(jì)算單元——每個(gè)處理器包括3個(gè)獨(dú)立的、功能完備的計(jì)算單元:算術(shù)/邏輯單元(ALU)、乘法/累加器(MAC)和桶狀移位器。

  計(jì)算單元直接處理16位數(shù)據(jù)并對(duì)多精度計(jì)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(gè)專用的地址產(chǎn)生器和—個(gè)程序控制器提供對(duì)片內(nèi)、片外存儲(chǔ)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(shí)產(chǎn)生兩個(gè)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(jì)算單元保持連續(xù)工作狀態(tài),使流量達(dá)到最大化。

  存儲(chǔ)器——采用修改的哈佛結(jié)構(gòu),其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存放數(shù)據(jù),程序存儲(chǔ)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(gòu)成程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的一部分。片內(nèi)存儲(chǔ)器的速度很高,處理器可以在一個(gè)周期讀取兩個(gè)操作數(shù)(一個(gè)來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,另一個(gè)來自程序存儲(chǔ)器)和一條指令(來自程序存儲(chǔ)器)。

  串口——串口(SPORT)提供帶有硬件數(shù)據(jù)壓擴(kuò)部件的完整的串行接口。支持按μ律和A律壓縮的擴(kuò)展。SPORT可以容易地和多種流行的串行設(shè)備直接接口。每個(gè)SPORT能產(chǎn)生一個(gè)可編程的內(nèi)部時(shí)鐘或接收—個(gè)外部時(shí)鐘。SPORT有多通道選項(xiàng)。

  定時(shí)器一一一個(gè)帶有8位預(yù)分頻器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可產(chǎn)生周期性的中斷。

  主機(jī)接口——主機(jī)接口(HIP)有16根數(shù)據(jù)引腳和11根控制引腳,可以和主機(jī)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(jī)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(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳送。IDMA接口具有16位多路復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)總線,支持24位寬的程序存儲(chǔ)器。IDMA接口是完全異步的,在DSP全速運(yùn)行時(shí),可以寫入數(shù)據(jù)。字節(jié)DMA接口允許引導(dǎo)裝載并且存儲(chǔ)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(hào)混合處理電路。該電路由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬和數(shù)字濾波器、處理器核的并行接口等組成。轉(zhuǎn)換器采用Σ-Δ技術(shù)獲取樣本。

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信號(hào)處理器知識(shí)

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    I2S總線, 又稱 集成電路內(nèi)置音頻總線,是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定的一種總線標(biāo)準(zhǔn),該總線專門用于音頻設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸,廣泛應(yīng)用于各種多媒體系統(tǒng)。
  • SoC FPGA
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  • 簡(jiǎn)單PLD
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  • UltraScale
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  • 邏輯芯片
    邏輯芯片
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    邏輯芯片又叫可編程邏輯器件,英文全稱為:programmable logic device 即 PLD。PLD是做為一種通用集成電路產(chǎn)生的,他的邏輯功能按照用戶對(duì)器件編程來確定。一般的PLD的集成度很高,足以滿足設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。
  • 16nm
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  • 三人表決器
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  • Samtec
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    Samtec(申泰)公司是一家總部位于美國(guó),致力于研發(fā)和生產(chǎn)高速數(shù)據(jù)通信連接器的供應(yīng)商,Samtec連接器使用100%液晶聚合物以及純磷青銅和鈹銅制造,擁有軍品級(jí)的技術(shù)參數(shù),其產(chǎn)品包括各種通用標(biāo)準(zhǔn)的連接器以及通信線纜,并且為客戶提供解決方案。
  • NCO
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  • HLS
    HLS
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    HLS(HTTP Live Streaming)是Apple的動(dòng)態(tài)碼率自適應(yīng)技術(shù)。主要用于PC和Apple終端的音視頻服務(wù)。包括一個(gè)m3u(8)的索引文件,TS媒體分片文件和key加密串文件。
  • 信息娛樂系統(tǒng)
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  • 顯示模塊
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  • 京微雅格
    京微雅格
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      京微雅格(北京)科技有限公司致力于為系統(tǒng)制造商提供高集成度、高靈活性、高性價(jià)比的可編程邏輯器件、可重構(gòu)微處理器及相關(guān)軟件設(shè)計(jì)工具
  • 智能魔鏡
    智能魔鏡
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    隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,搭載這一技術(shù)的家電也越來越多的出現(xiàn),今年十分火熱的智能音箱就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能結(jié)合的代表,智能魔鏡這種基安防,終端,自動(dòng)化,人工智能的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品已經(jīng)成為了不可阻擋的趨勢(shì),在未來,將更加全面、智能、便捷的走進(jìn)越來越多人們的生活。
  • Cyclone V
    Cyclone V
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  • iCE40
    iCE40
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      為了滿足市場(chǎng)需求,萊迪思發(fā)布了iCE40 Ultra?產(chǎn)品系列。據(jù)萊迪思總裁兼CEO Darin G. Billerbeck介紹,相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的解決方案,iCE40 Ultra FPGA在提供5倍更多功能的同時(shí)減小了30%的尺寸。并且相比以前的器件,功耗降低高達(dá)75%。
  • 空中客車
    空中客車
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    空中客車公司(Airbus,又稱空客、空中巴士),是歐洲一家飛機(jī)制造 、研發(fā)公司,1970年12月于法國(guó)成立。 空中客車公司的股份由歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)公司(EADS)100%持有。
  • Digilent
    Digilent
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  • 諧振變換器
    諧振變換器
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    諧振變換器主要包括三種基本的類型:串聯(lián)諧振變換器(SRC)、并聯(lián)諧振變換器(PRC)和串并聯(lián)諧振變換器(SPRC)。諧振變換器由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)Ns、諧振槽路NT、整流電路NR、低通濾波器NF等部分組成。
  • 工業(yè)電機(jī)
    工業(yè)電機(jī)
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  • efpga
    efpga
    +關(guān)注
    eFPGA,全稱為嵌入式FPGA(Embedded FPGA),顧名思義是將類似于FPGA的可編程邏輯陣列“嵌入”到ASIC或SoC中。
  • 圖像信號(hào)處理器
    圖像信號(hào)處理器
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  • UltraScale架構(gòu)
    UltraScale架構(gòu)
    +關(guān)注
  • 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器
    時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器
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  • 數(shù)字預(yù)失真
    數(shù)字預(yù)失真
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  • TMS320C6416
    TMS320C6416
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  • BB-Black
    BB-Black
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  • 數(shù)字秒表
    數(shù)字秒表
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