تالی الکتریک

مقالات › دانشنامه برق 

DSP چیست؟

6522 ۱۷ دی ۱۳۹۷

پردازنده های سیگنال دیجیتال، ریزپردازنده هایی با طراحی خاص هستند که وظیفه پردازش سیگنال های دیجیتال را دارند.

قطعاتی مانند کارت صدا،مودم،روتر و...دارای یک پردازنده به منظور پردازش سیگنال های دیجیتال هستند. مثلاً در دوربین دیجیتال اطلاعات خام خروجی از سنسور تصویر و مبدل آنالوگ به دیجیتال را دریافت کرده و تصویر قابل نمایش در صفحه نمایشگر یا قابل انتقال به کامپیوتر را تشکیل می‌دهد.پردازش سیگنال دیجیتال توسط عملیات ریاضی انجام می شود. الگوریتم‌های پردازش دیجیتال عملاً نیاز به انجام اعمال ریاضی زیاد روی داده‌ها با سرعتی بالا و پی در پی دارند.
سیگنال‌ها (احتمالاً از گیرنده‌های صدا یا تصویر) پیوسته از آنالوگ به دیجیتال تبدیل شده بصورت دیجیتال بکار برده و تغییر می‌کنند و سپس دوباره به فرم آنالوگ همان‌طور که در دیاگرام زیر قابل مشاهده است تبدیل می‌شود.
                                               
چگونه DSP ها متفاوت از دیگر میکروپروسسورها هستند؟
در دهه 1960 پیش بینی شد که هوش مصنوعی باعث تغییر شکل انسانها در ارتباط با کامپیوترها و ماشین های دیگر می شود.
اعتقاد بر این بود که تا اواخر قرن، روبات هایی ساخته می شوند که قادرند خانه های ما را تمیز کنند یا این که کامپیوتر ها ماشین های ما را برانند و .... این وظایف انتزاعی به مراتب پیچیده تر از انتظار می باشد، و انجام این کار با استفاده از منطق گام به گام توسط کامپیوترهای دیجیتالی بسیار دشوار است. با این حال، چهل سال پیش مشخص شده است که کامپیوترها در دو حوزه وسیعی توانایی بسیار بالایی دارند:
(1) دستکاری داده ها، مانند پردازش متن و مدیریت پایگاه داده،
(2) محاسبات ریاضی، که در علوم، مهندسی و پردازش سیگنال دیجیتال استفاده می شود.
همه ریزپردازنده ها می توانند هر دو کار را انجام دهند؛ با این حال، بسیار سخت بود تا بشود دستگاهی ساخت که هر دو این کار را با هم انجام دهد. DSP ها برای انجام محاسبات ریاضی مورد نیاز در پردازش سیگنال دیجیتال طراحی شده اند.
                                           
یک پردازشگر سیگنال دیجیتال یک میکروپروسسور ویژه است با معماری خاصی که برای نیازهای قابل استفادهٔ پردازش سیگنال دیجیتال بهینه شده است.
از اهداف پردازشگرهای سیگنال دیجیتال می‌توان به اندازه‌گیری، فیلتر یا فشرده‌سازی سیگنال‌های آنالوگ پیوستهٔ دنیای واقعی اشاره کرد. از اهداف کلی میکروپروسسورها این است که می‌توانند الگوریتم‌های پردازش سیگنال‌های دیجیتال را با موفقیت اجرا کنند. ولی پردازشگرهای سیگنال دیجیتال مخصوص کارایی بهتری دارند بنابراین برای وسیله‌های قابل حمل مثل تلفن همراه به خاطر محدودیت در توان مصرفی استفاده از DSP مناسب تر می‌باشند. پردازشگرهای سیگنال دیجیتال اغلب از معماری‌های ویژه برای حافظهٔ خود استفاده می‌کنند که می‌توانند داده‌ها و/یا دستورالعمل‌هایی را به‌طور هم‌زمان بگیرند. یک پردازشگر سیگنال دیجیتال، راه‌حل نسبتاً کم‌هزینه‌ای، با اجرای بهتر، تأخیر کمتر و بی‌نیاز از خنک‌کننده و باتری‌های بزرگ می‌باشد.

همانطور که مشاهده کردین الگوریتم‌های پردازش سیگنال دیجیتال به‌ طور معمول به تعداد زیادی عملگرهای ریاضی که بر روی داده‌های نمونه با سرعت و تکرار انجام می‌شوند نیازمند است. سیگنال‌های گرفته شده از صوت و تصویر به‌طور مداوم از آنالوگ به دیجیتال تبدیل می‌شوند، به صورت دیجیتال دستکاری می‌شوند سپس به فرم آنالوگ تبدیل می‌شوند. بیشتر برنامه‌های پردازش سیگنال دیجیتال قیودی برای latency دارند.
عمل پردازشگرهای سیگنال دیجیتال باید در زمان مشخصی به پایان برسد و پردازش‌هایی که بعد از این زمان انجام می‌شوند قابل دوام نیستند. بیشتر میکروپروسسورهای عمومی و سیستم‌های عامل می‌توانند الگوریتم‌های پردازشگر سیگنال دیجیتال را با موفقیت اجرا کنند، ولی برای وسایل قابل حمل مثل موبایل و … به خاطر محدودیت توان مناسب نیست. اگرچه پردازشگرهای سیگنال دیجیتال خاص تمایل دارند راه حل‌هایی با هزینهٔ کمتر، کارایی بالاتر، تأخیر زمانی کمتر و البته بدون نیاز به انرژی الکتریکی زیاد تولید کنند.
 
گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک


ثبت دیدگاه
لطفا برای درج دیدگاه خود فرم زیر را تکمیل نمایید.

 _____       _          
|  _  |     | |         
| |_| | ___ | |_ __   __
\____ |/ __|| __|\ \ / /
.___/ /\__ \| |_  \ V / 
\____/ |___/ \__|  \_/  
                        
                        
کد امنیتی نمایش داده شده در تصویر بالا را وارد فرمایید.
در زمینه مقالات

بازگشت به دانشنامه برق