背景
集成电路出现以后，诺伊斯、基尔比他们很快实现了集成电路的产品化,电子工业得到了快速的发展,MCU(微处理器)应
运而生。随着应用的扩展，信号处理、算法复杂度都在不断提高,微处理器较低的处理速度和较低的片上资源集成度渐
渐无法满足各类应用的需求,因此,更快、更高效、集成度更高的信号处理器成了日渐迫切的需求。
也许有人会觉得 DSP 作为一个产品，从一文不值到创造每年数十亿美元的价值之后又销声匿迹很奇怪。但是这确实是
一个好消息的开始。它并没有销声匿迹，只是融入到了每一部数字处理系统中而已。在 IC 技术中所做的努力已经允许
在硅芯片中嵌入 DSP。曾经的 DSP 是非常大的，而如今却小到几乎看不见。
1、DSP芯片的起源和发展趋势
DSP 芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实
现各种数字信号处理算法。其独特之处在于它能即时处理资料，正是这项即时能力使得 DSP 最适合支援无法容忍任何
延迟的应用。
其内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的 DSP 指令，可以
用来快速的实现各种数字信号处理算法。现在 DSP 产品很多，定点 DSP 有 200 多种，浮点 DSP 有 100 多种。目前
主要供应商有 TI、ADI、Motorola 等，其中 TI 占有最大的市场份额主导产品。
TI 公司在 1982 年成功推出了其第一代 DSP 芯片 TMS32010，这是 DSP 应用历史上的一个里程碑，从此 DSP 芯片开
始得到真正的广泛应用。由于 TMS320 系列 DSP 芯片具有价格低廉、简单易用、功能强大等特点，所以逐渐成为目前
最有影响、最为成功的 DSP 系列处理器。
首个可编程 DSPTMS32010 将其裸片的四分之一用于乘法器，而现在的乘法器如此的小就像曾经用过的接合垫。DSP
的核心理论现在也可以在嵌入式处理器世界中获得更大的发挥价值。
从另一个角度看来，在针对特定市场的需求为信号处理器进行着优化。与其说打造了一条 DSP 产品线，不如说打造了
一条通信信号处理器、音频信号处理器、视频信号处理器、图像信号处理器和马达控制处理器的产品线，所有这些都能
采用 DSP 的理论和硬件。
2、DSP 技术发展趋势
①数字信号处理器的内核结构进一步改善，多通道结构和单指令多重数据（SIMD）特大指令字组（LIM 将在新的高性
能处理器中将占主导地位，如 Analog Devices 的 ADSP2116x。
②DSP 和微处理器的融合。微处理器是低成本的，主要执行智能定向控制任务的通用处理器能很好执行智能控制任
务，但是数字信号处理功能很差。而 DSP 的功能正好与之相反。在许多应用中均需要同时具有智能控制和数字信号处
理两种功能，如数字蜂窝电话就需要监测和声音处理功能。
③DSP 和高档 CPU 的融合。大多数高档 GPP 如 Pentium 和 Powerpc 都是 SIMI 指令组的超标量结构，速度很快。
④DSP 和 SO 的融合。SOC（System－On－Chip）是指把一个系统集成在一块芯片上，这个系统包括 DSP 和系统接
口软件等。
⑤DSP 芯核集成度越来越高。缩小 DSP 芯片尺寸一直是 DSP 技术的发展趋势，当前使用较多的是基于 RISC 结构，
随着新工艺技术的引入，越来越多的制造商开始改进 DSP 芯核，并且把多个 DSP 芯核、MPU 芯核以及外围的电路单
元集成在一个芯片上，实现了 DSP 系统级的集成电路。
⑥可编程 DSP 芯片将是未来主导产品。随着个性化发展的需要，DSP 的可编程化为生产厂商提供了更多灵活性，满足
厂家在同一个 DSP 芯片上开发出更多不同型号特征的系列产品，也使得广大用户对于 DSP 的升级换代。
⑦定点 DSP 占据主流。目前，市场上所销售的 DSP 器件中，占据主流产品的依然是 16 位的定点可编程 DSP 器件，
随着 DSP 定点运算器件成本的不断低，能耗越来越小的优势日渐明显，未来定点 DSP 芯片仍将是市场的主角。
3、DSP的主要特点
Digital Signal Processing( 数字信号处理技术)、Digital Signal Processor( 数字信号处理器)两者的缩写(DSP)难分彼此。
数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展,反之数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的
提高，而数字信号的实现则是理论和应用之间的桥梁。DSP是以数字信号处理为核心的器件,要理解DSP的特点，就应
当去理解数字信号处理的特点。
(1)、数字信号处理的特点
数字信号的理论基础涉及广泛,例如数学领域的微积分、概率统计、线性代数、泛函分析、随机过程、数值分析等都是
数字信号处理的基本分析工具,同时,它与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。- .些新
兴的学科,如人工智能、模式识别、神经网络、最优控制、模糊控制等也与之相关。数字信号处理把许多经典的理论体
系作为自己的基础，同时又使自己成为许多新兴学科与技术的理论基础。
目前，数字信号处理的实现方法一般有以下几种:
通用计算机(PC)上编程实现；
在通用计算机上加专用的加速处理电路；
用通用微处理器或单片机实现；
通用可编程DSP芯片实现；
(2)、DSP的特点
根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下特点:
专用的硬件乘法器；
哈佛结构以及改进的哈佛结构；
指令系统的流水线结构；
片内外两级存储结构；
特殊的DSP指令；
快速指令周期；
多机并行运行特性；
低功耗特性；
高运算精度；
可编程的DSP内核。
4、TI-DSP家族
(1)、产业价值
DSP的产业价值体系,也是目前的嵌人式行业，甚至可以扩展为集成电路行业的价值体系。该产业的最基本核心是基本
集成电路器件,如TI的DSP，TI提供了完整的文档资料与技术支持,甚至提供了各个行业应用的相关解决方案，以及外围
配套支持硬.件,但对于DSP广泛使用,这显然还不够,因为TI不可能应用自己的芯片投入到所有DSP涉及的专业领域内。
(2)、TI-DSP架构
在DSP器件之上,T1还提供了众多外围接口芯片以及电源转换等芯片,除此之外TI与第三方提供了DSP与其余外设接口的
设备驱动程序、协议栈,有效组织利用DSP资源的BIOS与操作系统。在BIOS与操作系统之上,TI与其第三方合作伙伴还提
供开发、演示与可编程系统,其中包括了开发板、最小系统板、CCS开发工具、仿真烧写器、仿真软件等,进一步还会提
供一些常用的标准应用算法以及例程,而后客户在此基础上,可以利用专业应用开发应用系统,进一步进行系统集成。
上述价值体系如下图所示,看似复杂,但是在DSP产业化过程中逐步完善形成。
实际操作中如果分工明确、沟通清晰,并不存在太多障碍。
TI在DSP上的成功归功于系列革新举措以及持续不断的投人,有效地推进了DSP的产业化进程。
(3)、TI-DSP家族
TI公司现在主推的处理器中,C2000系列可以认为是MCU控制器也可以认为.是DSP,其性能特点如上所述。其余DSP系列
特点如下:
①C5000系列(定点、低功耗)
C54X、C54XX、C55X,相比其他系列的主要特点是低功耗,所以最适合个人与便携式上网以及无线通信应用，如手机、
PDA.GPS等应用。处理速度在80~400 MIPS之间。C54XX和C55XX一般只具有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时
器.DMA等外设。值得注意的是C55XX提供了EMIF外部存储器扩展接口,可以直接使用SRAM,而C54XX则不能直接使用。
两个系列的数字I/O都只有两条。
②C6000系列
C62XX、C67XX、C64X,该系列以高性能著称,最适合宽带网络和数字影像应用。32bit, 其中:C62XX和C64X是定点系
列,C67XX是浮点系列。该系列提供EMIF扩展存储器接口。该系列只提供BGA封装,只能制作多层PCB。且功耗较大。同
为浮点系列的C3X中的VC33现在虽非主流产品,但也仍在广泛使用,但其速度较低,最高在150 MIPS。
③Integra DSP+ ARM处理器包括以下系列。
a、OMAP系列:OMAP处理器集成ARM的命令及控制功能,另外还提供DSP的低功耗实时信号处理能力,最适合移动上网设备和多媒体家电。其中OMPA-L1X处理器基于C674x+ARM9架构，与TMS320C674x和C640X产品系列中各种器件引脚兼容。
b、TMS320C6A816x处理器,基于C674X + ARM Cortex- A8架构,具有最高性能单核浮点和定点DSP处理器(速度高达1.5GHz),集成有高带宽外设、3D图形和显示引擎。非常适合用于开发需要密集信号处理、复杂数学函数以及影响处理算法、实现图形用户界面(GUI)、网络连接、系统控制以及多种操作系统下的应用处理等。
④达芬奇(DaViniei)视频处理器
达芬奇技术是一种专门针对数字视频应用、基于信号处理的解决方案,能为视频设备制造商提供集成处理器.软件和开发
工具,以降低产品成本,缩短产品上市时间。达芬奇视频处理器最早是在2005年推出的，早期该处理器采用了ARM+DSP+
CP(Co- Processor协处理器)的SOC架构。目前,新型主流达芬奇视频处理器基本都采用DSP(C64+ )内核或DSP+ ARM架
构,包括TMS320DM646x. TMS320DM644Xx，TMS320DM643x、TMS320DM643x. TMS320DM647/TMS320DM648、
TMS320DM37x、TMS320DM3x几个系列。
⑤C6000高性能多核DSP
高性能多核DSP只包括TMS320C66x系列，该系列初期融合了定点与浮点功能,最多集成8个C66X内核,主频最高1.25
GHz,可提供320000MMACS性能。该平台性能相当强劲,非常适合测试与测量、医疗成像、工业自动化、军事或高端成
像等市场的应用。
5、DSP发展趋势
随着中国数字消费类产品需求的大幅增长，以及 DSP 对数字信号高速运算与同步处理能力的提高，DSP 的应用领域将
逐渐从移动电话领域扩展到新型数字消费类领域，从而应用领域横跨 3C，且分布将日趋均衡。DSP 芯片在智能手机中
扮演重要角色。DSP 芯片可以为移动电话带来更好的语音、音频、图像体验，可以极大提升手机单项功能的能力，让
手机运行速度更快，移动宽带需求量与 DSP 需求量呈正向变动。
基于 DSP 的 ADSL 和 HFC 作为两种最常用的宽带接入技术。
同时，基于 DSP 的通用系统可以实现无线接入点通信系统，具有较好的开放性，配置灵活，可扩展性强，因此移动宽
带需求量与 DSP 需求量呈正向变动。随着移动宽带的普及推广未来 DSP 市场需求可期。
数字信号处理器以其功能强、速度快、接口简单、稳定性好、编程和开发方便精度高的特点成为信号处理系统开发的主
流器件，在通信、语言、图像、生物医学、工业控制、仪器仪表等许多领域得到了日益广泛的应用。随着数字信号处理
新技术及微电子技术的不断发展，DSP 的处理速度将会不断提高，应用范围将更加广泛，必将为数字化事业的发展奠
定坚实的基础。
在这个信息化的时代，DSP 应用在通讯领域、数字影音的产品将越来越普及，使得相关市场需求越来越大，未来 DSP
市场竞争将越趋激烈。相信在未来的时间里 DSP 技术一定会被更加重视及关注，会为科技的进步带来很大发展。