当前课程知识点:大学计算机基础 > 第三章 计算机硬件 > 3-9 DSP简介 > 3-9DSP简介
这小节我们介绍数字信号处理器
DSP
包括什么是数字信号处理器
它的特点及主要应用领域
什么是数字信号处理器
让我们先来看一个实际的例子
计算机处理的音频是
一种数字信号
当我们戴上耳机欣赏音乐时
为了产生更好的听觉效果
耳机中有一个能进行音频处理的芯片
图中红色框内就是耳机中的
微处理器芯片
对音频处理来说
芯片完成如声音均衡
调节不同频率声音信号的强度
噪声过滤
消除回声等数字信号处理功能
耳机中的芯片
还有除了数字信号处理以外的
其他功能
如蓝牙连接
数字信号处理器是专门为
快速实现各种数字信号处理算法
而设计的
具有特殊结构的专用微处理器
数字信号处理算法
如快速傅立叶变换
数字滤波算法
加密算法等
自然界中图像
声音
视频
温度
压力
位置等信号都是模拟信号
数字处理系统接收模拟信号
先经过数字化将其转换成0或1
的数字信号
数字信号处理器再对数字信号
进行数学运算
各种数字信号处理算法相当复杂
一般结构的处理器无法实时地
完成这些运算
数字信号处理器不仅具有
软件可编程性
实时运算速度更可高达每秒钟
2000兆指令
大约每秒执行2000万条指令
远远超过通用微处理器的处理速度
与通用微处理器相比
DSP虽然具有很高的
数字信号处理速度
但他在其他通用功能方面相对较弱
因此在大多数硬件设计中
往往采用DSP加通用CPU
的双核结构
DSP完成数字信号处理运算
CPU完成其他功能控制
例如DS芯片在智能手机中扮演
着重要的角色
虽然手机的CPU也很强大
但随着手机应用范围越来越大
智能手机所要处理的任务也
越来越多
这大大加重了CPU的任务
使得手机的流畅度降低
影响了用户的使用
专用DSP芯片可以带来更好的
语音
音频
图像体验
能提升手机单向功能的能力
让手机运行速度更快
例如集成在高通骁龙845
处理器中的X685 DSP
又比如小米澎湃S1手机处理器中
的高性能语音DSP
早期DSP仅仅是被用于语音
和简单的音频视频解码播放
但如今DSP功能更强大
能进行语音识别,人机之间的智能
语音交互
如苹果手机的Siri
Google的谷歌助手
DSP芯片的主要特点包括
在单指令周期内可完成一次乘法
和一次加法运算
信号处理算法往往大量用到
加乘运算
DSP有专用的硬件乘法器
可以在一个指令周期完成
乘加运算
而通用CPU完成一次乘法运算
要多个指令周期
DSP具有高速的运算能力
运算速度可达几千照指令每秒
DSP一般采用哈佛结构
程序和数据分开
可以同时访问指令和数据
芯片具有满足数字信号算法
特殊要求的硬件功能
例如数字滤波
快速傅立叶变换
频谱分析
卷积积分等
直接用硬件实现
DSP采用硬件流水线结构
每条指令由多个功能单元
分别完成取指令
解析指令和执行指令等操作
可大大提高系统执行效率
由于DSP处理器对系统结构
和指令进行了特殊设计
使其特别适合于实时的进行
数字信号处理
DSP的应用领域
DSP在语音处理
图形
图像处理
军事领域
仪器仪表
家用电器
生物医学信号处理等都有广泛的应用
我们以高通骁龙820处理器中
的X680 DSP为例
看一下DSP的应用
这张图是高通骁龙820处理器
的核心组成示意图
这里有三个DSP,计算DSP
调制解调DSP和低功率DSP
DSP从语音
音频
视频处理
已经扩展到摄像头
调制解调器
传感器中的信号处理
和CPU相比
DSP能在低功耗下处理这些任务
计算DSP是面向先进成像
和计算机视觉的DSP
能实现虚拟现实
增强现实,图像处理
视频处理
计算机视觉等功能
调制解调器DSP
进行网络数据处理
低功率DSP面向传感器
感知应用
以更低功耗持续进行
传感器数据处理
最后我们总结一下这小节
我们介绍了数字信号处理器简称DSP
包括什么是数字信号处理器
DSP的主要特点
DSP的应用领域
谢谢观看
-1-1 计算机的诞生
--第一章 习题1
--计算机的诞生1
--计算机的诞生2
-1-2 计算机的分类
--第一章 习题2
--计算机的分类
-1-3 计算机的应用领域
--第一章 习题3
-1-4 计算机系统组成
--第一章 习题4
--计算机系统组成1
--计算机系统组成2
-1-5 计算机思维的定义
--第一章 习题5
--计算思维1
-1-6 计算思维的特点
--第一章 习题6
--计算思维2
-1-7 计算思维的应用案例
--第一章 习题7
--计算思维3
-第一章 章测试
-2-1 进位计数制表示方法
--第二章 习题1
-2-2 进位计数制的相互转换
--第二章 习题2
--进位计数制2
-2-3 整数的表示方法
--第二章 习题3
--整数的表示1
-2-4 浮点数表示方法
--第二章 习题4
--浮点数的表示1
-2-5 BCD格式表示法
--第二章 习题5
--BCD码
-2-6 算术运算
--2-6 算术运算
--第二章 习题6
-2-7 运算溢出及判断
--第二章 习题7
--运算的溢出
-2-8 逻辑运算
--2-8 逻辑运算
--第二章 习题8
--逻辑运算
-2-9 ASCII编码
--第二章 习题9
-2-10 Unicode编码
--第二章 习题10
-2-11汉字编码
--2-11汉字编码
--第二章 习题11
--汉字编码
-2-12数据校验编码
--第二章 习题12
--数据校验编码
-第二章 章测试
-3-1中央处理器
--3-1中央处理器
--第三章 习题1
--中央处理器
-3-2 存储器
--3-2 存储器
--第三章 习题2
--存储器1
--存储器2
--存储器3
-3-3 总线和接口
--第三章 习题3
--总线
-3-4 外部设备
--3-4 外部设备
--第三章 习题4
--外部设备
-3-5 冯.诺依曼体系结构
--第三章 习题5
-3-6 计算机常用性能指标
--第三章 习题6
--性能指标1
--性能指标2
-3-7嵌入式系统
--第三章 习题7
--嵌入式系统
-3-8哈佛体系结构
--第三章 习题8
--哈佛体系结构
-3-9 DSP简介
--3-9DSP简介
--第三章 习题9
--DSP
-3-10 虚拟台式计算机模拟器
--虚拟桌面架构
-3-11 4位计算机模拟器
-第三章 章测试
-4-1计算机软件分类
--第四章 习题1
--软件分类
-4-2软件的工作模式
--第四章 习题2
--软件的工作模式
-4-3软件的安装方法
--第四章 习题3
--软件安装
-4-4计算机软件生命周期
--第四章 习题4
--生命周期1
--生命周期2
--生命周期3
--软件测试1
--软件测试2
-4-5计算机软件开发过程模型
--第四章 习题5
- 4-6 常用软件介绍-办公软件
--第四章 习题6
-办公软件实例1 文字处理软件
-办公软件实例2 电子表格软件
-办公软件实例3 演示文稿软件
-4-7 常用软件介绍-多媒体创作软件
--第四章 习题7
-多媒体创作软件实例1 音频处理软件
-多媒体创作软件实例2 图像处理软件
-多媒体创作软件实例3 动画制作软件
-多媒体创作软件实例4 视频处理软件
-4-8 常用软件介绍-网页制作软件
--第四章 习题8
-第四章 章测试
-5-1 操作系统概述
--第五章 习题1
--操作系统
--操作系统分类
--操作系统管理
-5-2 Windows 7基本操作
--第五章 习题2
-5-3 Windows 7文件管理
--第五章 习题3
-5-4 Windows 7程序管理
--第五章 习题4
-5-5 Windows 7系统安全
--第五章 习题5
--操作系统安全
-5-6 Windows 7计算机管理
--第五章 习题6
-5-7 Dos命令
--第五章 习题7
--dos
-5-8 Windows 7常用软件
--第五章 习题8
-5-9 Linux操作系统
--第五章 习题9
--Linux
-5-10 手机操作系统
--第五章 习题10
-5-11 虚拟机及Vmware介绍
--第五章 习题11
--虚拟机
--虚拟机使用
-第五章 章测试
-6-1 算法基础
--6-1 算法基础
--第六章 习题1
-6-2 程序设计语言分类
--第六章 习题2
-6-3 程序设计过程
--第六章 习题3
-6-4 程序设计方法
--第六章 习题4
-6-5 程序设计语言基本要素(一)
--第六章 习题5
-6-6 程序设计语言基本要素(二)
--第六章 习题6
-6-7 Python简介及编程环境配置
--第六章 习题7
-6-8 程序设计应用举例
--第六章 习题8
-第六章 章测验
-7-1 数据库技术概述
--第七章 习题1
--信息和数据
-7-2 数据库管理系统
--第七章 习题2
--数据库管理系统
-7-3 数据库系统的组成与功能
--第七章 习题3
--独立性
--数据库系统分类
-7-4 关系模型的数据结构
--第七章 习题4
--E-R图
--三级模式结构
-7-5 关系模型的数据操作及完整性约束
--第七章 习题5
--关系模型
--数据库范式
--完整性约束
-7-6 Access数据库的建立
--第七章 习题6
--Access
-7-7 Access的数据查询
--第七章 习题7
-第七章 章测试
-8-1计算机网络概述
--第八章 习题1
--定义
-8-2网络分类
--8-2网络分类
--第八章 习题2
--分类
-8-3数据传输
--8-3数据传输
--第八章 习题3
--数据传输
-8-4网络拓扑结构
--第八章 习题4
--网络拓扑结构
-8-5网络体系结构
--第八章 习题5
--网络体系结构
-8-6网络互连
--8-6网络互连
--第八章 习题6
--网络互连
-8-7Internet基础:TCP╱IP协议结构
--第八章 习题7
--TCP/IP模型
--IP协议
-8-8Internet基础:IP地址
--第八章 习题8
--IP地址
-8-9Internet基础:域名系统
--第八章 习题9
--域名
-8-10Internet基础:Internet的基本服务
--8-10Internet基础:Internet的基本服务
--第八章 习题10
--Internet
-8-11Internet基础:Internet的接入
--第八章 习题11
-第八章 章测试
-9-1信息安全的基本概念
--第九章 习题1
--信息安全的CIA
--攻击与防御
-9-2 密码技术及应用
--第九章 习题2
--数字签名
-9-3防火墙技术
--9-3防火墙技术
--第九章 习题3
--防火墙的分类
--防火墙的基本特性
-9-4恶意软件
--9-4恶意软件
--第九章 习题4
--恶意软件类型
-9-5入侵检测技术
--第九章 习题5
--入侵检测概念原理
--入侵检测分类
-第九章 章测试
-10-1 云计算
--10-1 云计算
--第十章 习题1
-10-2大数据
--10-2大数据
--第十章 习题2
-10-3物联网
--10-3物联网
--第十章 习题3
-10-4机器学习
--10-4机器学习
--第十章 习题4
-10-5人工智能
--10-5人工智能
--第十章 习题5
-10-6物联网应用
-第十章 章测验
-1-0 准备步骤
--1-0 准备步骤
-1-1 台式机组装
-1-2 笔记本电脑组装
-3-1 启动和退出Word
-3-2 创建、编辑和保存Word文档
-3-3 封面的制作
--封面的制作-1
--封面的制作-2
--封面的制作-3
--封面的制作-4
-3-4 长文档编辑
--长文档编辑
-3-5 页面插入与目录
-3-6 页眉页脚与页码
-3-7 完成文档
-4-1 创建和编辑Excel表格
-4-2 简单公式和函数
-4-3 插入图表
--4-3 插入图表
-4-4 电子表格中数据的管理
-5-1 创建演示文稿与添加幻灯片
-5-2 编辑演示文稿
-5-3 设置演示文稿外观
-5-4 交互式演示文稿的设置
-5-5 设置演示文稿动画和音乐
-5-6 演示文稿放映
-6-1 图像的修饰
-6-2 淡黄色的记忆
-6-3 心形贺卡
--6-3 心形贺卡
-6-4 燃烧字
--6-4 燃烧字
-6-5 闻味的小狗狗
-6-6 换脸
--6-6 换脸
-7-1 逐帧动画的制作
-7-2 动作补间动画的制作
-7-3 形状补间动画的制作
-8-1 网站制作前期工作
-8-2 在Dreamweaver中建立和管理站点
-8-3设计制作网站主页
-8-4 制作网站导航栏
-8-5 修饰美化页面
-8-6 填写页面内容
-8-7 设计制作次级页面并建立链接
-9-1 Python的下载
-9-2 Python的安装
-9-3 IDLE的使用
-9-4 求矩形的周长和面积
-9-5 求三角形的面积
-9-6 求素数
--9-6 求素数
-10-1 数据库的建立
-10-2 SQL的应用
-11-1 Packet Tracer简介及下载方法
-11-2 有线网络的组网与配置
-11-3 无线网络的组网及无线路由配置
-12 无线网络安全配置