מעבדי אות ספרתיים

מעבד אות סיפרתי (DSP - Digital Signal Processor) הוא סוג של מיקרומעבד 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.
מרחבי זיכרון נפרדים לתוכנה ולנתונים (ארכיטקטורת הרווארד)
מיעון בהיפוך סיביות (Bit-reversed addressing), השימושי במימוש של FFT.
גישה ישירה לזיכרון (DMA - Direct memory access)
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 (cache memory)

נקודה צפה ונקודה קבועה

ניתן לחלק את סוגי מעבדי האות לשתי קטגוריות עיקריות: מעבדי נקודה צפה (floating point) ומעבדי נקודה קבועה (fixed point). 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 שטקסס איסטרומנטס השיקה ב-1978, והיה מסוגל להקריא מילים על ידי סינתזת דיבור, היה מבוסס על מעבד אותות TMS5100, מעבד האותות הדיגיטלי הראשון בתעשייה.

בשנת 1980, רכיבי ה-DSP NEC µPD7720 של Nippon Electric Corporation ו-DSP1 של AT&T - הוצגו בוועידת המעגלים הבינלאומיים של מצב מוצק. הם שימשו כבקרי דיסקים, טלפוניה וכרטיסי קול וגרפיקה.

ב- 1983 השיקה טקסס אינטרומנטס (TI) את ה-TMS32010 שהתבסס על ארכיטקטורת הרווארד, ולכן היה לו זיכרון הוראות נפרד וזיכרון נתונים וסט הוראות מיוחד, עם הוראות כמו MAC. רכיב זה ואלו שבאו בעקבותיו הפכו את TI 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 ברזולוציות של 32 ביט ואיפשר יישומים בעלי דרישות עיבוד גבוהות.

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מעבדי אות ספרתיים בוויקישיתוף