Procesor sygnałowy

Układ DSP w efekcie gitarowym

Typowa ścieżka, którą przechodzi sygnał w procesorze DSP

Procesor sygnałowy, procesor DSP (od ang. digital signal processor) – klasa specjalizowanych procesorów do cyfrowej obróbki sygnałów. Ich budowa charakteryzuje się posiadaniem osobnych obszarów pamięci przeznaczonych tylko dla programu i tylko dla danych (architektura harwardzka), możliwością równoczesnego pobierania instrukcji programu i danych, sprzętowym wykonywaniem prostych i zaawansowanych operacji występujących najczęściej przy przetwarzaniu sygnałów (np. filtracji FIR i IIR, transformacji Fouriera, korelacji wzajemnej) oraz potokowym przetwarzaniem instrukcji.

Procesory DSP pojawiły się jako odpowiedź na praktyczne zapotrzebowanie układów w zastosowaniach elektroniki przemysłowej.

Rys historyczny

W 1978 roku, wraz z zabawką edukacyjną Speak & Spell, został wprowadzony układ Texas Instruments TMS5100, będący jej elektronicznym sercem. Był to pierwszy w branży procesor sygnałowy, który także był pierwszym używającym kodowania z predykcja liniową (LPC) do realizacji syntezy mowy. W tym samym roku Intel wprowadził układ aspirujący do klasy DSP – 2920 – określany przez producenta jako „analog signal processor”, jednak nie posiadał on funkcji sprzętowego mnożenia i w rezultacie nie cieszył się dużą popularnością; zawierał procesor, pamięć EPROM, RAM, przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC) i cyfrowo-analogowe (DAC) w pojedynczym chipie.

Pierwszymi samodzielnymi i kompletnymi procesorami DSP, które wprowadzono w roku 1980, były układy NEC µPD7720 i AT&T DSP1 zaprezentowane na International Solid-State Circuits Conference w San Francisco w tym właśnie roku. Oba procesory były inspirowane badaniami nad rozwiązaniami telekomunikacyjnymi w dziedzinie telefonii PSTN.

Innymi znaczącymi pionierami procesorów DSP były układy ADSP2181 produkcji Analog Devices lub TMS32010 z roku 1982 produkcji Texas Instruments.

Zastosowania

• Cyfrowa telefonia komórkowa
• Telefonia VOIP
• Modemy
• Sprzęt nawigacyjny
• Cyfrowe kamery
• Radary
• Systemy zapobiegania kolizji pojazdów
• Synteza dźwięków muzycznych i efektów dźwiękowych

Zobacz też

• cyfrowe przetwarzanie sygnałów: DCT, dyskretna transformata Fouriera, szybka transformacja Fouriera, szereg Fouriera, falki
• cyfrowe przetwarzanie dźwięku
• architektura harwardzka
• RISC
• Atari Falcon 030 – pierwszy komputer domowy wyposażony w DSP: 32-bitowa Motorola 56001 32 MHz (rok 1992)

Bibliografia

• Krzysztof Cisowski: Procesory sygnałowe i logika programowalna - wykłady. eti.pg.edu.pl. [dostęp 2022-05-08].