创龙小识堂 | 五分钟带你了解DSP

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DSP是什么

如果单单从 DSP 这三个缩写字母的完整拼写来说，DSP可以指两个方面的内容：数字信号处理、数字信号处理器。

所谓数字信号处理,是将信号以数字方式表示并且处理的理论和技术。

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波，因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。

数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备，如数字信号处理器和专用集成电路等设备来实现。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。而数字信号处理器，简单的来说就是实现上述操作的一种具体设备。

数字信号处理器是一种专用于数字信号处理的微处理器。通常为实时处理，是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令，是数字化电子世界中日益重要的芯片，它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。当然，性能强劲是相对于它的功耗和体积来说的。

DSP能做什么

DSP 主要用于数字信号处理领域，非常适合高密度、重复运算及大数据容量的信号处理，现在已经广泛应用于通信、便携式计算机和便携式仪表、雷达、图像、航空、家用电器、医疗设备等领域。常见的手机、数字电视和数码相机都离不开DSP。

可以说DSP已经融入到生活的方方面面。举几个简单的“栗子”：

DSP可以应用在电力自动化中。变电站元件较多，模拟量、开关量比较多而且比较分散，要求的实时性也较高。DSP能快速采集并且精确处理各种信息，尤其在处理上可实现多机多任务操作，使用十分灵活方便，片内诸多的接口为通讯及人机接口提供了容易的扩展。

由于DSP集成度高、硬件设计方便，使设计起来更容易，而且增加了产品的可靠性。DSP在冗余设计上更容易，为水电站实现无人值班少人值守的发展方向提供了可靠的新技术。

DSP 还广泛应用于通信领域。语音合成、纠错编码、基带调制解调器以及系统控制等功能。

语音合成、语音压缩与编码是DSP最早和最广泛的应用项目。在有线和无线通信中，矢量编码器用于将语音信号压缩到有限频率带宽的信道中。当然，这些应用可能听起来都比较复杂，也比较抽象。

举个最简单的例子，比如现在需要对某一信号的频谱进行实时显示。首先，用模数转换器采样一段时间的信号，然后对信号做频谱分析，最常用到的当然是傅里叶变换，使用 DSP 的处理速度快到可以在一个指令周期就可以完成一次32位浮点数加法或乘法运算，计算机分析常用的快速傅里叶变换的主要计算就是加法和乘法，最后再讲频谱图显示出来。使用DSP就可以简单可靠地完成这些操作。

归根到底就是 DSP 扮演着数据分析处理的角色。

那么 DSP 与 MCU ARM FPGA CPLD 工业计算机比较有哪些相同点，有哪些不同点呢？

下面这张表格简单的列举了一下（点击图片看大图）

总之，DSP 与 MCU FPGA CPLD各具特色，满足了不同需要，已经成为数字时代的核心动力。

至于工业计算机，最大的优点就是，除了为应对工业场合各种恶劣环境而做出的一些兼顾性设计以外，跟我们常用的计算机很相似开发难度低，可以使用的资源也很丰富。

当然，这张表格总结的可能也不是特别全面，总之，给大家一个简单而又总体上的认识就可以了。

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希望缄默

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