Цифровой сигнальный процессор

Цифровой сигнальный процессор

Цифровой сигнальный процессор (англ. Digital signal processor, DSP; процессор цифровых сигналов, ПЦС, сигнальный микропроцессор, СМП;) — это специализированный микропроцессор, предназначением которого является цифровая обработка сигналов (как правило в реальном масштабе времени).

Особенности архитектуры

Архитектура сигнальных процессоров, в сравнении с микропроцессорами настольных компьютеров, имеет некоторые особенности:

1. Гарвардская архитектура (разделение памяти данных и команд), как правило модифицированная; - Большинство сигнальных процессоров имеют встроенную оперативную память, из которой может осуществляться выборка нескольких машинных слов одновременно. Нередко встроено сразу несколько видов оперативной памяти, например, в силу Гарвардской архитектуры бывает отдельная память для инструкций и отдельная — для данных.

- Некоторые сигнальные процессоры обладают одним или даже несколькими встроенными постоянными запоминающими устройствами с наиболее употребительными подпрограммами, таблицами и т. п.

2.Аппаратное ускорение сложных вычислительных инструкций, то есть быстрое выполнение операций, характерных для цифровой обработки сигналов, например, операция «умножение с накоплением» (MAC) (Y := X + A × B) обычно исполняется за один такт.

3.«Бесплатные» по времени циклы с заранее известной длиной. Поддержка векторно-конвейерной обработки с помощью генераторов адресных последовательностей.

4.Детерминированная работа с известными временами выполнения команд, что позволяет выполнять планирование работы в реальном времени.

5.Сравнительно небольшая длина конвейера, так что незапланированные условные переходы могут занимать меньшее время, чем в универсальных процессорах.

6.Экзотический набор регистров и инструкций, часто сложных для компиляторов. Некоторые архитектуры используют VLIW.

7.По сравнению с микроконтроллерами, ограниченный набор периферийных устройств — впрочем, существуют «переходные» чипы, сочетающие в себе свойства DSP и широкую периферию микроконтроллеров.

Области применения

- Коммуникационное оборудование (кодирование видео- и аудиопотоков, уплотнение каналов передачи данных,);

- Распознавание речи и изображений;

- Системы радио- и гидролокации;

- Анализаторы спектра;

- Музыкальные и речевые синтезаторы;

- Другие области, в которых требуется быстродействующая обработка сигналов, в том числе в реальном времени.

- Управление технологическими процессами;