数字信号处理实现方法

数字信号处理的实现方法可以分为三类：软件实现法、硬件实现法和软硬件结合实现法。具体实现方式一般有以下几种：

1．在通用的计算机上用软件实现

一般采用C语言、MATLAB语言等通过编程实现信号处理，这种方法的优点是实现方便，缺点是速度慢，不便于实时完成，主要用于数字信号处理算法的模拟与仿真。

2．在通用计算机系统中加上专用的加速处理器实现

这种方法专用性强，实现比较复杂，应用受到很大的限制，也不便于系统的独立运行。

3．用通用的单片机（如MCS-51、MCS-96、MSP430系列等）实现

这种方法只适用于实现简单的数字信号处理算法，可用于一些不太复杂的DSP应用领域，如数字控制等。

4．用通用可编程DSP实现

与单片机相比，通用DSP具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，它是以高速计算为目标而设计的，如采用改进的哈佛结构、内部有硬件乘法器、采用流水线操作、具有良好的并行性，并具有专门适于数字信号处理的指令，可用于复杂的数字信号处理算法。DSP的优点是灵活性大、速度快、实时性好，可用于复杂的数字信号处理算法。通用DSP是目前用得最多的数字信号处理应用器件，在实时数字信号处理领域中处于主导地位。

5．用专用DSP实现(https://www.xing528.com)

一些特殊的场合所要求的信号处理速度极高，用通用DSP很难实现，则可采用专用DSP实现，如专用于快速傅里叶变换（FFT）、数字滤波、卷积、相关等算法的DSP。专用DSP将相应的信号处理算法在处理器内部用硬件实现，无需进行编程。这种方法处理速度极高、专用性强，仅适用于特定的算法，其应用受到比较大的限制。

6．用FPGA等可编程逻辑阵列器件来实现

和使用专用DSP一样，这种方法也是利用硬件完成数字信号处理运算，其特点是速度快，但对于复杂算法实现设计难度高，只适用于实现高速数据的预处理系统（例如雷达信号的预处理器等应用），不适合复杂处理过程应用（例如通信协议处理、信号复杂的编解码处理等）。

7．用专用集成电路ASIC实现

将特定的信号处理算法由一个集成电路来实现，例如快速傅里叶变换专用集成电路芯片。这种方法的优点是处理速度快，系统规模化成本低，缺点是功能有限、系统灵活性差、开发成本高。目前，采用专用集成电路的数字系统只适用于处理任务不很复杂而要求大批量生产的情况。

8．片上系统SoC

SoC（System on Chip）是数字化应用产品市场和微电子技术迅速发展的产物，是新一代基于DSP的产品的主要发展方向之一。直接面向特定应用对象的SoC是将系统集成在一个芯片上。通常，为满足系统的性能要求和提高效率，会将DSP和MCU的多处理器处理平台集成在一起。它支持语音、音频、图像和视频信号处理应用的各种性能。如DSP+ARM的双核SoC器件。以TI公司为例，为了开辟手机芯片市场，TI公司专门成立了平行于DSP组的无线芯片组，下设OMAP分部，专门为手机开发处理器，如面向第3代无线通信终端的双核SoC器件OMAP1510。其他SoC器件还有如面向数码相机的DM270，如面向专用音频设备的DA610，面向媒体处理的DM642等。

在上述几种实现方法中，由于通用DSP软硬件资源丰富，开发也比较方便，才使数字信号处理的应用打开了新的局面。在具体选择数字信号处理的实现方法时，应根据实际应用系统的特色和需要，选择合适的数字信号处理框架和技术。

本书主要讨论数字信号处理的软硬件实现方法，即利用通用DSP，通过配置硬件和进行软件编程，实现所要求的数字信号处理任务。