教学设计《数字信号处理》课程心得docx.docx

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《数字信号处理》课程心得之

DSP技术在计算机领域的应用

姓名：

XX

班级：

电气XXXX班

短暂的一•学期很快就过去了，在这个学期里，通过対《数字信号处理》课程的学习，我了解到了DSP的基本概念和基本内容。

我平时对计算机硕件方面的知识比佼感兴趣，通过对木课程的学习，我发现DSP技术在微型计算机硬件，外设，及智能手机上应用很广泛。

下面通过儿个实例并结合所学知识谈谈理解和感受。

-：

DSP技术简介

数字信号处理（DigitalSignalProcessing,简称DSP）是一门涉及许多了科而乂广泛应川于许多领域的新兴学科。

20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的E速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。

数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。

在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。

二：

DSP数字处理器简介

DSP（digitalsignalprocessor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。

其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。

再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅貝-有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电了批界屮I」益重要的电脑芯片。

它的强人数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。

DSP微处理器（芯片）一般具有如下主耍特点：

（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；

（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；

（3）片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块屮同时访问；

（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；

（5）快速的中断处理和C更件I/O支持；

（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产牛器；

（7）可以并行执行多个操作；

（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

PS：

随著技术的发展，计算机硬件的性能越來越强，而与此同时，人们対硬件的体积和功耗比耍求越來越高，所以，这促使DSP数字处理芯片技术的飞速发展。

人们通过利用DSP芯片替代传统的模拟电路，使得设备使用寿命人人延长，质量人人人提高。

例如：

人们通过在主板和显卡供电电路中加入DSP为控制芯片，可以使CPU和GPU获得更加纯净的电流，从而使主板本身和其承载的CPU/GPU的稳定性和寿命大大的延长。

在电脑外设屮，比如音响。

人们通过模拟电路结合DSP芯片构成数模混合电路，使得音响的底噪更小，音质更加甜美纯正。

三：

DSP处理芯片的优缺点

DSP优点

对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因索彫响小；容易实现集成；VLSI可以分时复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波；可实现模拟处理不能实现的功能：

线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等；可用于频率非常低的信号。

DSP缺点

需要模数转换；受采样频率的限制，处理频率范围冇限；数字系统由耗电的冇源器件构成，没有无源设备可靠。

但是其优点远远超过缺点。

四：

DSP在计算机硬件领域的应用案例

⑴在显卡供电上的应用

产品：

华硕高端系列显卡

显卡供的电设计和用料好坏直接影响显卡运行的稳定性，以及显卡的超频能力，所以一直是用八十分关注的部分，各显卡厂商在供电的设计和用料上也不遗余力，以此提供给用户更稳定、超频更好的显卡。

华硕显卡一直采用独家的“超合金供电”技术，通过超介金电容、超合金电感、超合金场效应管、超合金混合动力引擎等可为显卡带来15%的性能提升、延长2.5倍的使用寿命，降低供电部分的温度！

如今，华硕显卡再度提升用料品质和创新设计，将DIGI+VRM数字供电和超合金供电相结合，推出“超合金数字供电”技术。

那究竟什么是超合金数字供电技术呢？

我们就来为人家进行解析。

华硕供电DSP微处理器

数字供电的优势在于：

更精准的参数调节、更强的供电能效转换、更高的系统稳定性、提高超频成功率，当然数字供电也在输出纹波、转换效率、瞬态响应等方血有着先天的优势，作为全球板R厂商领军者，华硕在主板供电设计上率先引入了数字供电，这次华硕再一次把这项技术应用于显卡上，不失为显卡爱好者的一人福音。

数字供电技术利用一种可编程微处理器对供电电路进行控制，而它所发出就是一种数字信号，在多路供电吋，数字信号控制电路会更加精准，而不引起额外的功率损耗，因此可以达到整体功耗降低的冃的。

再加以配合华硕的“超合金供电"，可以更好地捉升显卡性能，同时辅助显卡超频。

捉升15%供电效率

华硕显卡的DIGI+VRM数字供电与以往模拟供电设计大不相同，数字供电可以智能调节供电相数，同时也起到节能降噪的作用，智能化的功率控制可以有效将耗功从原来的34.4w降低至IJ2&7w,更智能更环保。

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1.17V

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30Nov2011

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华硕超合金数字供电技术将明显提升显卡运行的稳定性，让EMI适应性进一步提升的同时也将充分挖掘显卡的超频性能，与模拟供电设计和比较，华硕显卡D1GI+VRM数字供电将电源从239mV降低到159mVo

每款采用华硕DIGI+VRM数字供电技术的显卡，都会实时根据GPU负载的高低随时调整供电相位，将最佳的供电效率保持在一个合理的范围内，帮助GPU发挥更好的性能，实际就是对显卡的游戏和超频性能进行优化，取得一个很好的平衡。

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WithDIGI+VRMReferenceDesign

降低50%EMI电磁T•扰

华硕超合金供电显卡设计不仅仅可以提升显卡的供电效能还可以有效的降低EMI指数，华硕D1G1+VRM数了供电技术可以根据显卡的运行频率來智能调整输出，让EMI从模拟供电的40dB降至20dB。

带给川户更加静谧的游戏坏境，让你完全沉浸在游戏屮。

采用超合金数字供电的华硕GTX680DirectCUIITOP显卡

目询华硕全新超合金供电系列显卡已经全而领先业界，在高端领域HD7970系列和GTX680\GTX670系列显卡，在中高端还冇HD7870以及HD77OO等系列显卡都将全面使用超仑金数字供电技术，相信会给用户带来更多的更好的桌面级游戏显卡。

如今随着GPU制程工艺的提升，GPU的架构越来越复杂，对供电精度的要求自然也越來越高，数字供电在输出纹波、转换效率、瞬态响应等性能方面的优势就越來越明显，虽然数字供电在愆期内会增加一部分生产成本，不过凭借着占用空间小，效率高和更加精确的控制电路等的优点，作为全球板卡行业的领军者华硕显卡将在新一代产品中大量使用数字供电设计，在开创全民数字供电的新时代的道路上，华硕再一次走上了领跑者的位置。

（2）在主板供电的应用

产品：

华硕DSP供电p67

华硕全新数字供电技术解析

DTGI+VRM数字供电技术

华硕在六系列主板上采用了全新的DIGI+VRM数字供电技术，DIGI+VRM是华硕独创的供电技术，它基于可编程微型处理器，能够准确匹配多个PWM,没有任何传输损耗。

数字供电技术最人的好处就在于：

提供更精准供电及系统稳定性，为用户提供更安全可靠的保证。

摘下P8P67Deluxe供电部分的散热片,我们看到了由18颗电感以及超低阻MosFET所组成的DIGI+VRM数字供电体系。

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DIGI+VRM（4/5）

HighPowerEfficiency!

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ent（A）

PhasesswiTHingktochonflefhenumbero/wwhng

相比模拟供电，数字供电体系的电流要更加的稳定。

华硕独家研发的DIGI+VRM芯片

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DIGI+VRM（5/5）

ActiveCoolingDigitalMicro-Processor!

Detect

Reel-timeVRMareatemperature

Adjust

Loadingforeverysingle^phase

华硕独家设计的DIGI+VRM芯片，我们甚至可以精准的控制单个电感的电流以及工作负载状态，因此可见数字供电更为强大。

华硕P8P67Deluxe板子特色技术一览

硕件级TPU智能加速处理器开关

通过在主板上设计的硬件层而的开关，打开开关系统可以迅速实现自动加速模式。

除了在效能方面华硕六系列主板依然配置了EPU节能处理器以及开关机。

冷气微动开关

华硕独家的TPU智能加速处理器

（3）在音响电路中的应用

产品：

各中小功率桌面音响

从08年开始，国内的音频业界就开始刮起了小音箱的旋风，这些小音箱都围绕着iphone、ipad配件的配件在做文章，新的利益增长点总是会令厂商疯狂，更何况是在国内IT业界一片低迷的情况下。

受限于体积和供电的原凶，很多小音箱如果采用传统的模拟放人电路，因为电路的功耗大效率较低特性，则容易出现声音偏小、动态表现差等功率不足的现象。

而相较传统的模拟放人电路，现在在高端小咅箱、壬枇上采川的DSP数字放大电路是小咅箱电路设计上不错的解决方案

如上文所说，传统的模拟音频功率放人器虽然具有很高的保真度,但是却存在功耗高、效率低等致命缺点。

随着集成电路技术的发展，移动电话、数字媒体技术、平而电视、便携式数字产品等对音频功放提出了体积小，效率高的要求。

基于DSP的数字D类咅频功放凭借其高效率、低功耗的特点正逐渐取代传统的模拟音频

功率放大

器。

DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。

DSP芯片的内部采川程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采川流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法，现在音箱上多通过预设好的程序,通过DSP技术来获得更好的解析力和声场，程序预测的声场模拟，是传统放电路难以比启的地方，这也让很多采用DSP的小音箱能够获得如同大音箱的声场效果。

国内的小音箱，多采用模拟放大电路，部分人厂的则会采用DSP放大芯片，芯片类型无外乎徳州仪器仃I）、意法半导体（TDA）、摩托罗拉（motolola）等，当然，相对传统的功放，

DSP以及周边电路的成本还是要明显高于模拟放大电路，这也是D类功放在屮低端产品里面没有人面积采用的主要原因，例如这台麦廨雅皮士音箱,拆开内部之麻，其内部就是采用rDSP放大电路，并采用蓝分和线路两组DSP放人电路，DSP让这对雅皮士箱了凭借3.5的低音单元拥有了4寸单元以上音箱才能拥有的音箱，并且只用一个外置的电源就能完成供

电。

当然，DSP受到影响更人的是外围电路的设计，包括时钟信号、采样。

以麦廨这块DSP放大电路为例，为其采用的德州仪器的TI5713虚拟盘搭配了一个韩国ABOV品牌的4218D微控制单元和一块24C02存储芯片，來完成咅效处理预设的程序、以及信号采样、不同咅量卜的高低频控制等，而这方面的编程与线路的整体设计能力，则是只有完整研发部门才能实现的。

当然DSP电路也有自己固有的缺点，程序直接影响了DSP输出的效果，这就取决了程序员对芯片的熟悉性和对音频压缩的理解，另外DSP放人有着声音薄、低音下潜不够的特点，这个也是为什么人型多媒体音箱上依IH比较少采川DSP放人的主要原因，在小音箱上很适合，但是放人之示，到大音箱上就显得不够了。

四:

写在最后。

随着科学技术的发展，越來越多的新技术被人们所认同并且采用，新的产品和新的特色技术的不断涌现，让我感到无比的兴奋：

人类的大脑简直是太伟大了。

文章写道这里差不多就完了，能力所限，文章的水平很不怎么样；虽然文章的主体是自己写得，但是很多资料都是摘口互联网，算是一种完善和修饰吧。

虽然现在处于计算机性能过剩的时代，但是有很多问题依旧等待解决，比如高性能PC机的功耗和发热量依I口偏高，芯片晶元的成品率依旧有待捉高等。

尤其是我国在芯片行业依III未能掌握核心技术，在我看來长期以來外国引进是一种很危险现象，我们要学握核心科技，所以我们这一代一定要发愤图强，为中华崛起而读书,为中华崛起而奋斗！

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