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数字信号处理(DSP)算法及过程分析

2023-04-03 11:28
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在IC系统里,数字信号处理(DSP)是最为关键的运算单元,主要功能是为IC系统提供数学运算等服务,因此很多IC工程师都会具备DSP方面的知识及技术,今天我们来学习DSP算法及过程分析。

首先,通信、个人计算机、汽车电子、视频等大多数核心领域是IC应用的几个重要领域,这些领域都需要大量的数字信号出,而信号处理本身就是一个潜力无穷的领域,尤其是在VLSI技术的帮助下,数字信号处理技术取得了很大的发展,与模拟信号处理相比具有多种优秀之处。

受温度漂移和工艺变化的影响较小;

受噪声干扰影响较小;

可以得到更高的信噪比;

通过改变信号的字长,可以很灵活地控制精度;

可以在放大信号的同时消除噪声和干扰;

可以无误差地存储和传输。

研究数字信号处理系统时,必须将它放在一个完整的系统中进行讨论。 在工程领域, 大部分信号都是模拟的模拟信号随时间连续变化, 我们用x(t)来表示它。 为了进行数字信号处理,首先要将模拟信号进行采样 (必须满足采样定理),采样信号送到A/D转换器完成模/数转换,生成的信号是数字的,用x(nT表示。数字信号x(nT送到数字信号处理模块进行处理,产生的结果用y(nT表示。 最终,y(nT)送到D/A转换器中, 转换为模拟信号。 这是数字信号处理的一般过程,如图所示:

1.png

评价一个DSP的性能指标时,主要针对如下几个方面来考虑:

执行速度(跟系统的吞吐量和时钟频率有关)功耗(系统执行某个任务所消耗的能量)字长。数据字长越大,则量化噪声和舍入噪声越小,但所占的面积越大。

也可以用ASICDSP系统可以用通用处理器来实现,来实现。采用通用处理器,开发时间短,且更为灵活;采用ASIC实现,性能更佳,面积更小,但开发周期长。

在应用于通信、视频、音频等领域的IC系统中,包括大量的DSP运算。DSP运算包括卷积、相关、数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、 离散余弦变换等许多内容。

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