简单认识数字信号处理器

数字信号处理器 (Digital Signal Processor, DSP）是一种专用微处理器，它在架构上对数字信号处理 (Digital Signal Processing）做了优化。第一款单芯片DSP 是 1979年贝尔实验室研发的 MAC4 型微处理器。第一批完整的 DSP 出现在1980 年 IEEE 国际固态电路会议上，它们是 NEC 的μPD7720 处理器和 AT&T的DSP1 处理器。最终开启 DSP 市场的一款芯片是1983年TI生产的TMS32010。

DSP 可以对真实世界连续变化的模拟信号进行测量、过滤和压缩处理。典型的数字信号处理系统示意图如图 2-28 所示。数字信号处理系统的原理是将信号（例如来自音频视频传感器的信号）从模拟信号转换成为数字信号，并进行有效数字信号的运算处理，然后再将其转换成模拟信号形式。其中的 DSP 模块一般将运用大量的数学算法以达到快速、重复地对连续数据进行采样并对数据进行有目的性的运算处理。

DSP 模块的运算往往需要联合微处理器芯片完成。大部分微处理器可以完成数字信号处理算法的运算，但并不都能应用于对功耗要求较高的移动设备和物联网设备中。为了满足低功耗要求，同时保证良好性能以及快速处理速度，人们开发出了应用于移动设备的专门数字信号处理芯片、语音信号处理芯片、图像信号处理芯片和视觉信号处理芯片等。

TI公司的C6000 系列，时钟频率为1.2GHz，最快执行速率为 8000MIPS。Freescale 公司（2015 年被 NXP 合并）的多核DSP，每个核的时钟频率达到1GHz。 XMOS 公司的多线程 DSP 执行速率为 400~1600MIPS。 CEVA 公司的DSP 为16位或32位字宽、单个或两个MAC 的 DSP，可以采用超长指令字(Very Long Instruction Word, VLIW）和单指令多数据 (Single-Instruction Multiple-Data， SIMD）两种架构。ADI 公司的基于超级哈佛结构(Super Harvard Architecture, SHARC)具有浮点与定点功能的DSP，每秒百万次浮点运算数(Million Floating - Point Operations Per Second, MFLOPS) 范围为 198～2400MFLOPS（对应频率为 66~400MHz）。 Cadence 公司的 Tensilica Vision P6 是一款用于计算机视觉应用，同时支持 OpenVX、矢量单精度浮点加速运算的图像信号处理芯片。

　　审核编辑：汤梓红