高精度:在模拟系统的电路中,不容易实现10-3或更高的元件精度,而数字系统17位字长可以达到10-5精度,这是非常常见的。
例如,基于离散傅立叶变换的数字频谱分析仪具有比模拟频谱分析仪高得多的幅度精度和频率分辨率。
高灵活性:数字信号处理使用专用或通用数字系统。
其性能取决于计算程序和乘数的系数。
它们存储在数字系统中。
您可以通过更改操作程序或系数来更改系统的特征。
参数比更改模拟系统更方便。
可以实现在模拟系统中难以实现的指示符或特性:例如,有限长度单位脉冲响应数字滤波器可以实现严格的线性相位;在数字信号处理中,可以存储信号,并且可以以延迟的方式实现非因果系统,从而提高系统的性能指标;数据压缩方法可以大大降低信息传输的信道容量。
可以实现多维信号处理:通过使用大存储单元,可以存储二维图像信号或多维阵列信号,以实现二维或多维滤波和光谱分析。
缺点1:系统复杂性增加,需要模拟接口和更复杂的数字系统;缺点2:应用频率范围有限,主要是A / D转换的采样频率限制;缺点3:系统功耗更大。
数字信号处理系统集成了数十万甚至更多的晶体管,并且模拟信号处理系统使用大量无源元件,例如电阻器,电容器和电感器。
随着系统复杂性的增加,这种矛盾将变得更加突出。
语音处理语音信号分析语音合成语音识别语音增强语音编码图像处理:恢复,增强,去噪,压缩通信:源编码,信道编码,复用,数据压缩电视:高清电视,可视电话,视频会议雷达:目标检测,定位,成像声纳主动声纳信号处理被动声纳信号处理地球物理素材医学信号处理音乐其他领域从简单操作到复杂操作,目前几十位数十个全并行乘法器可以在几十纳秒内执行浮点乘法运算,它在计算速度和计算精度方面为复杂的数字信号处理算法提供了先决条件;高频模数转换器的采样频率为几百兆赫,可以将视频甚至更高频率的信号数字化,然后发送到计算机进行处理;从一维到多维,如高分彩色电视,雷达和石油勘探等多维信号处理的应用领域与数字信号处理密不可分。
各种数字信号处理系统已经更新:在图像处理方面,图像数据压缩是多媒体通信,视频播放器(VCD或DVD)和高清晰度电视(HDTV)的关键技术。
离散余弦变换(DCT)算法用于国际上开发的H.261,JPEG,MPEG-1和MPEG-2标准中。
近年来发展起来的小波变换也是一种压缩比高,运行速度快的新型压缩技术。
它具有广阔的应用前景,有望成为下一代压缩技术的标准。
在VLSI设计中,细节水平可以从完全定制的AS] C几何布局到称为设备机顶盒的系统设计。
表1给出了相应的概述。
由于FPGA的物理结构是可编程的,但它也是固定的,因此FPGA设计过程中没有布局和布线任务。
通过在门级使用寄存器转换设计语言,可以实现组件的最佳使用。
FPGA的上市时间和快速增加的复杂性迫使研究方法转向使用知识产权(IP)宏单元或“大型核心单元”。
宏单元为设计人员提供了一组预定义的功能,例如微处理器或UART。
以这种方式,设计者仅需要指定所选择的特征或属性(例如:准确度),并且“合成器”指定所选择的特征或属性。
将自动生成复合解决方案的硬件描述代码或原理图。
表1 VLSI设计级技术的关键是使用强大的设计工具:•缩短开发周期,提供高质量的元件使用,并提供合成器选项,例如在最佳速度和设计规模之间进行选择。
CAB工具分类如图1所示,并应用于FPGA的设计流程。
通常,设计是在图形或文本界面中完成的,具体取决于设计师的个人喜好和以往的经验。
以图形方式提供DSP解决方案可以强调更常规的数据流和许多相关的DSP算法。
文本环境通常侧重于算法控制设计,并提供更广泛的设计类型,这将在随后的设计示例中进行说明。
具体来说,对于Altera的MaxPlus II,文本可用于设计更具体的属性和更精确的性能,可分配给设计。
图1 CAD设计周期