Signaaliprotsessor

Allikas: Vikipeedia

Signaaliprotsessor (ingl digital signal processor, lühend DSP) on spetsiaalne mikroprotsessor, mis tegeleb signaalide pideva töötlemisega ja seda enamasti reaalajas (sündmuse tegeliku toimumise ajal). Tänapäeval põhinevad peaaegu kõik heli, pildi ja video salvestamise, ülekandmise ja säilitamise meetodid digitaalsel signaalitöötlusel.

Analoogsignaali töötlemiseks sisaldab signaaliprotsessor analoog-digitaalmuundurit (ADC) ja digitaal-analoogmuundurit (DAC).

Tüüpilise signaaliprotsessori üldskeem

Digitaalse signaaliprotsessori võimalused[muuda | muuda lähteteksti]

DSP teeb võimalikuks signaali töötlemise operatsioonid, mida analoogkujul on raske või võimatu läbi viia, näiteks

Andmetöötlus reaalaajas[muuda | muuda lähteteksti]

Audio- ja videosignaali korral on vaja jooksvalt (reaalajas) töödelda pidevalt muutuvaid andmeid etteantud edastuskiirusel. Sellest tulenevalt on DSP arhitektuuris mitmeid iseärasusi signaalitöötluse kiirendamiseks, eriti seoses selliste toimingutega, nagu digitaalne filtreerimine, Fourier' teisendus, autokorrelatsioon jt. Matemaatiliselt taanduvad need ülesanded reaalarvude mitmekomponendiliste vektorite elementide omavahelisele korrutamisele koos sellele järgneva korrutiste summeerimisega (nt digitaalsel filtreerimisel on filtri väljundsignaal võrdne summaga korrutistest, mille teguriteks on filtri koefitsiendid ja sämplid). Seepärast ongi signaaliprotsessorid optimeeritud just nimetatud operatsioonide kiirele teostamisele, kusjuures võetakse jooksvalt arvesse andmemassiivide elementide aadressid. Selleks rakendatakse mitmesuguseid meetmeid, näiteks

  • MAC-funktsioon korrutamise ja liitmise samaaegseks teostamiseks ühes masinatsüklis (Y = Y + A × B);
  • etteantud käsustiku paljukordse kordamise riistvaraline realiseerimine;
  • spetsiaalsed sünkroonsed jadaliidesed digitaalsignaalide sisendis ja väljundis;
  • VLIW-arhitektuur, mis kasutab tõhusalt ära rööptöötlust käsutasandil.
DSP kiip videosignaali töötlemiseks mängukonsoolis Nintendo

Signaaliprotsessorite kasutusalad[muuda | muuda lähteteksti]

Ajaloost[muuda | muuda lähteteksti]

Esimene spetsiaalne protsessor digitaalsignaalide töötlemiseks FDP (Fast Digital Processor) valmistatati ettevõttes Lincoln Laboratory 1970. aastate algul ja see põhines von Neumanni arhitektuuril. Seejärel valmistati kiireks signaalitöötluseks kohasema Harvardi arhitektuuriga signaaliprotsessor LSP/2; selle koosseisu kuulus enam kui sada integraallülitust. Esimesed DSP-d ühel kiibil jõudsid saritootmisse 1980. aastate algul, tüüpilised esindajad Intel 2920, TMS32010 (Texas Instruments) ja µPD7720 (NEC).

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]