מעבד אות ספרתי

מעבד אות ספרתי (באנגלית: Digital Signal Processor; בראשי תיבות: DSP) הוא סוג של מיקרו מעבד המשמש לצורכי עיבוד אותות, לרוב במערכות זמן אמת.

ארכיטקטורה של מעבדים מודרניים

בדרך כלל מעבדי אות יכילו את האלמנטים הבאים:

ביצוע מהיר של כפל משולב עם סיכום (MACHINE). פעולה זו שימושית באלגוריתמים רבים לעיבוד אותות, כמו מסננים ספרתיים, התמרת פורייה מהירה (FFT) ועוד.
ארכיטקטורת הרווארד – מרחבי זיכרון נפרדים לתוכנה ולנתונים
מיעון בהיפוך סיביות (Bit-reversed addressing), השימושי במימוש של FFT
גישה ישירה לזיכרון (DMA)
עיבוד נתונים וקטורי – ביצוע פעולה מתמטית בסיסית על כמות נתונים גדולה
צינור עיבוד נתונים
גישה מהירה לזיכרון
ביצוע לולאות בצורה מהירה וללא תקורה (overhead)
גישה מעגלית לזיכרון (circular buffer)
שימוש בזיכרון מטמון

נקודה צפה ונקודה קבועה

ניתן לחלק את סוגי מעבדי האות לשתי קטגוריות עיקריות: מעבדי נקודה צפה ומעבדי נקודה קבועה. במעבדי נקודה צפה זמן פיתוח האלגוריתם מהיר יותר מאשר במעבדי נקודה קבועה, אולם הם לרוב יקרים יותר, וצריכת ההספק שלהם גדולה יותר.

היסטוריה

המשחק Speak & Spell שהשיקה טקסס איסטרומנטס ב-1978, והיה מסוגל להקריא מילים על ידי סינתזת דיבור, היה מבוסס על מעבד אותות בשם TMS5100 – מעבד האותות הדיגיטלי הראשון בתעשייה.

בשנת 1980, הוצגו רכיבי ה-DSP NEC µPD7720 של NEC (אנ') ו-DSP1 של AT&T בוועידת המעגלים הבינלאומיים של מצב מוצק. הם שימשו כבקרי דיסקים, טלפוניה וכרטיסי קול וגרפיקה.

ב־1983 השיקה טקסס אינטרומנטס את ה-TMS32010 שהתבסס על ארכיטקטורת הרווארד, ולכן היו לו זיכרון הוראות וזיכרון נתונים נפרדים, וסט הוראות מיוחד, עם הוראות כמו MAC. רכיב זה ואלו שבאו בעקבותיו הפכו את טקסס אינטרומנטס למובילה של השוק.

ב־1986 השיקה מוטורולה את ה-DSP56000 שהיה הרכיב הראשון בסדרת DSP של מוטורולה. מוטורולה הייתה שחקן חשוב בשוק ה-DSP במשק כ-20 שנה.

ב־2000 השיקה Analog Devices את מעבד ה-BlackFin שתמך ברזולוציה של 32 ביט ואפשר יישומים בעלי דרישות עיבוד גבוהות.

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מעבד אות ספרתי בוויקישיתוף