《数字信号处理》课程心得

《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，通过对《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。我平时对计算机硬件方面的知识比较感兴趣，通过对本课程的学习，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。下面通过几个实例并结合所学知识谈谈理解和感受。

一：DSP技术简介

数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用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飞速发展，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（digital signal processor）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。它不仅具有可编程性，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，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大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）一般具有如下主要特点：

（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中同时访问；

（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；

（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；

（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；

（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：随着技术的发展，计算机硬件的性能越来越强，而与此同时，人们对硬件的体积和功耗比要求越来越高，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，使得设备使用寿命大大延长，质量大大大提高。

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。

在电脑外设中，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。

DSP工作模式

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、环境等外部因素影响小；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，处理频率范围有限；数字系统由耗电的有源器件构成，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

(1)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，所以一直是用户十分关注的部分，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，通过超合金电容、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？我们就来为大家进行解析。

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、瞬态响应等方面有着先天的优势，作为全球板卡厂商领军者，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大福音。

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，在多路供电时，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目的。再加以配合华硕的“超合金供电”，可以更好地提升显卡性能，同时辅助显卡超频。

提升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降低到28.7w，更智能更环保。

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，与模拟供电设计相比较，华硕显卡DIGI+VRM数字供电将电源从239mV降低到159mV。

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。

降低50%EMI电磁干扰

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DIGI+VRM数字供电技术可以根据显卡的运行频率来智能调整输出，让EMI从模拟供电的40dB降至20dB。带给用户更加静谧的游戏环境，让你完全沉浸在游戏中。

采用超合金数字供电的华硕GTX680 DirectCU II TOP 显卡

目前华硕全新超合金供电系列显卡已经全面领先业界，在高端领域HD7970系列和GTX680\GTX670系列显卡，在中高端还有HD7870以及HD7700等系列显卡都将全面使用超合金数字供电技术，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来越高，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来越明显，虽然数字供电在短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