Bir DSP İşlemcisinin Temelleri

Dijital sinyal işleme (DSP), dijital alandaki analog sinyallerin işlenmesi anlamına gelir. Gerilim, basınç ve sıcaklık gibi sürekli fiziksel değişkenler, bir bilgisayarın merkezi işlem birimi tarafından işlenmesi için belirli zaman aralıklarında bir dizi sayısal veya dijital değere dönüştürülür.

Tarihçe

1980'lerden önce, sinyal işleme çoğunlukla analog elektronik kullanılarak yapıldı. Bununla birlikte, 1983 yılında DSP işlemcisinin tanıtılması, elektrik mühendisliği için yeni bir dönem başlattı ve bu alanda temel disiplinlerden biri olarak dijital sinyal işleme kurdu. Dijital sinyal işleme teknolojisi, analog sinyal işlemeden çok daha gelişmiş ve karmaşıktır ve analogdan dijital sinyal işlemeye geçiş günümüze kadar devam etmektedir.

Fiziksel tasarım

Bir DSP çipi, özellikle büyük hacimli sayısal verilerde aritmetik işlemleri gerçekleştirmek için tasarlanmış yüksek hızlı, özel bir mikroişlemcidir - küçük bir silikon çipte entegre bir devredir. Fiziksel tasarımda, yalnızca az sayıda talimatı tanıyan, ancak bu talimatları çok hızlı bir şekilde uygulayan azaltılmış komut seti bilgisayar (RISC) işlemcisine benzer. Birçok DSP yongası ayrıca giriş / çıkış işlevi, zamanlama devresi ve yonganın üzerinde yüksek hızlı bellek gibi özel çevre birimleri de içerir.

Uygulamalar

DSP işlemciler, yüksek hızda büyük miktarlarda sayısal veri gerektiren sayısız uygulama için kullanışlıdır. Bu uygulamalar arasında telekomünikasyon sistemleri, CD çalarlarda, MP3 çalarlarda ve benzeri cihazlarda ses ve video kaydı ve oynatımı, yüksek performanslı sabit sürücüler ve uçak, roket, füze ve uzay aracındaki tutum ve uçuş kontrol sistemleri bulunur. DSP çipleri, genellikle gerekli tüm yazılımla birlikte bir ekipmanın derinliklerine yerleştirildiği gömülü sistemlerde kullanılır ve küçük bir ilgili görev grubuna adanır.

Özellikler

DSP yongaları tipik olarak bir sabit noktalı veya kayan noktalı işlemci içerir. Bu terimler, sayısal verilerin saklanma ve yönetilme şeklini belirtir. Pozitif veya negatif tam sayıları veya tamsayıları saklamak ve işlemek için sabit noktalı bir işlemci tasarlanmıştır ve 2 ^ 15 veya 65, 536 adet olası bit desenini kaldırabilir. Öte yandan, kayan noktalı bir işlemci rasyonel sayıları depolamak ve işlemek için tasarlanmıştır ve 2 ^ 32 veya 4, 294, 967, 296, olası bit desenlerini kaldırabilir. Bir DSP çipinin mimarisi yoğun hesaplama için optimize edilmiştir; Tipik olarak, sadece sınırlı miktarda belleği destekleyen dar bir adres veriyolu ve sinyal işleme operasyonlarını desteklemek için özel adresleme modları içerir. Tipik bir DSP işlemcisinin diğer özellikleri düşük güç tüketimi ve düşük maliyettir.