数字信号处理的概念及其发展历程

DSP既是Digital Signal Processing（数字信号处理）的缩写，也是Digital Signal Processor（数字信号处理器）的缩写，二者英文缩写相同，但含义不同。前者指数字信号处理的理论和方法，后者则指用于数字信号处理的可编程微处理器，简称数字信号处理器。数字信号处理器不仅具有可编程性，而且其数字运算的速度远远超过通用微处理器，是一种适合于数字信号处理的高性能微处理器。数字信号处理器已成为数字信号处理技术和实际应用之间的桥梁，并进一步促进了数字信号处理技术的发展，也极大地拓展了数字信号处理技术的应用领域。本书中DSP这一英文缩写主要用来指数字信号处理器。本书所说的DSP技术，则是指使用通用DSP或基于DSP核的专用器件来实现数字信号处理的方法和技术，从而完成有关的任务。

自从20世纪70年代微处理器诞生以来，一直沿着3个方向发展。它们分别是：

1）通用CPU：微型计算机中央处理器（如使用最多的奔腾等）。

2）微控制器（MCU）：单片微型计算机（如MCS-51、MCS-96、MSP430系列等）。

3）DSP：可编程的数字信号处理器。

这3类微处理器虽然在技术上不断地相互借鉴和交融，但它们又有各自的特点和应用领域。(www.xing528.com)

随着信息数字化进程的急速发展以及信号实时处理需求的日益提高，DSP技术的地位突显出来。数字化的基础技术就是数字信号处理，而数字信号处理的任务，特别是实时处理（Real-Time Processing）的任务，主要是由通用的或专用的DSP来完成的。由于DSP实现技术在数字运算处理速度上具有不可比拟的优势，因此，即使在整个半导体产品发展趋缓的情况下，DSP还在以较快的速度增长。

DSP技术的发展是数字信号处理理论研究与应用需求相互作用的结果。

一方面是数字信号处理的理论和方法近年来得到了迅速发展。在数字信号处理的算法研究方面，主要研究如何以最小的运算量和存储器的使用量来完成指定的任务。目前各种数字信号处理快速算法，语音与图像的压缩编码、识别与鉴别，信号的调制与解调，加密和解密，信道的辨识与均衡，智能天线、频谱分析、多媒体和流媒体等算法都成为研究的热点，并取得了长足的进步，为各种实时处理的应用提供了算法基础。

另一方面是DSP性能的提高。为了满足应用市场的需求，随着微电子科学与技术的进步，DSP的性能也在迅速的提高。目前，DSP的时钟频率已达到1GHz以上；处理速度达到每秒近百亿次32bit浮点运算；数据吞吐率达到每秒数GB；所采用的工艺水平已经达到45nm，采用当前最先进的28nm生产工艺的DSP预计在2011年的下半年也将会投产。DSP在性能大幅度提高的同时，其体积、功耗和成本却在大幅度地下降，以满足低成本便携式电池供电应用系统的要求。

DSP技术的发展在上述两方面是互相促进的，理论和算法的研究推动了应用，而应用的需求又促进了理论的发展。