Kilkadziesiąt lat temu, kiedy technologia cyfrowego przetwarzania sygnałów dopiero zaczęła się rozwijać, procesory sygnałowe DSP nie cieszyły się zbytnią popularnością. Stosowano je głównie w profesjonalnych urządzeniach służących do badania ludzkiego ciała czy kosmosu. Wraz z prężnym rozwojem technologicznym wykorzystanie układów DSP stało się powszechniejsze. Dziś można śmiało powiedzieć, że ów procesor ma przy sobie każdy z nas. Gdzie? Zapraszamy do lektury!
Czym jest procesor sygnałowy?
Procesor sygnałowy to specjalistyczny układ scalony, którego zadaniem jest przetwarzanie sygnałów w postaci analogowej i cyfrowej. Przetwarzanie wielkości wyjściowych ma miejsce w czasie rzeczywistym, z zachowaniem możliwie jak najlepszego stosunku jakości do wydajności. Realizacja skomplikowanych algorytmów w czasie rzeczywistym wymaga sporej mocy obliczeniowej. Dlatego też procesory DSP wyposażone są w odpowiednie rozwiązania przyspieszające prowadzenie obliczeń (np. architektura harwardzka). Mowa tu zarówno o podstawowych działaniach matematycznych, jak i złożonych funkcjach trygonometrycznych.
Jak informuje specjalista z firmy Markel, która specjalizuje się w projektowaniu i produkcji podzespołów dla urządzeń elektronicznych – układy DSP najczęściej mają architekturę rejestrową lub akumulatorową. Słowo rozkazowe jest zaś 16- lub 32-bitowe. Podobnie jest ze słowem danych, z tym że tu możliwe jest wykonywanie działań na długich fragmentach informacji – 40- bądź 64-bitowych. W związku z szybkim rozwojem branży telekomunikacyjnej i elektronicznej producenci procesorów sygnałowych DSP oferują ułatwienia umożliwiające skrócenie czasu potrzebnego na opracowanie i wytworzenie produktu finalnego. Stąd też układom DSP towarzyszy bardzo dobrze rozwinięte środowisko programistyczne i oprogramowanie narzędziowe.
Gdzie wykorzystuje się procesory sygnałowe?
Procesor sygnałowy jest niezastąpiony wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia ze złożonym przetwarzaniem w czasie rzeczywistym i gdy chcemy ograniczyć ilość zużywanej przez urządzenie energii. Podzespoły te powszechnie stosuje się w smartfonach, laptopach czy tabletach. W układy DSP wyposażone są także aplikacje służące do cyfrowej obróbki obrazu i falkowej dekompozycji obrazu 2D i 3D. Ponadto procesory sygnałowe stosuje się do kodowania czy kompresji dźwięku i we wzmacniaczach gitarowych. Dzięki bogatej architekturze niektóre układy DSP znakomicie nadają się jako baza dla układów sterowania, kontrolerów urządzeń energoelektronicznych i nadzoru wybranych procesów przemysłowych.