Tukatuka Tohu Mamati (DSP): Taupānga, Whakawhanaketanga, me te Aratohu Whakataurite FPGA

Ko te Tukatuka Tohu Mamati, ko DSP ranei, he hangarau matua e taea ai te whakahaere tohu tere me te tika i roto i nga punaha hou.Ko te tuhinga e whakamarama ana i pehea te whakawhanaketanga o te DSP mai i nga taputapu iti o mua ki nga maramara tino kaha i hangaia mo te tukatuka tere.Kei te whakaatu hoki i te whānuitanga o nga tono DSP, mai i te whakawhitiwhiti korero rongorau me te miihini ahumahi ki nga miihini me nga punaha tiaki.I tua atu, ka whakatauritehia e ia nga maramara DSP me nga FPGA, e whakaatu ana me pehea te mahi a ia tangata ki nga mahi rereke me te pehea e tautokohia ana e to raatau whakakotahitanga te hoahoa punaha mamati ngawari ake.

Putumōhio

Te torotoro i te Tukatuka Tohu Mamati (DSP)

Ko te Tukatuka Tohu Mamati (DSP) kua tino whakapumau i a ia ano hei hangarau turanga, e taea ai te tini o nga mahi hou.Ko tana awe ka toro atu ki nga rohe penei i te waea, te rorohiko, te taatai ​​rongoa, me te hikohiko kaihoko.Ma te whakaahei i te tukatuka raraunga i nga wa tuturu, ka whakatutukihia e te DSP nga hiahia mahi mai i te mohiotanga o te reo me te maamaatanga ororongo ki nga mahi radar me te kopiri pāpāho.Kei te ngakau o te mahi DSP ko ana maramara motuhake, e whai hua ana i te hoahoanga motuhake o Harvard me nga whakarea taputapu hanga-i roto.Ko enei ahuatanga ka whakaahuru i nga tatauranga pangarau matatau e hiahiatia ana mo te whakahaere tohu matatau.Ko te whakapapa o te DSP i te tekau tau atu i 1960 i ara ake hei whakautu mo nga herenga o nga miihini miihini tuatahi, kaore e taea te whakatutuki i nga tono mo te tere me te tukatuka i te waa tuuturu.

I timata te DSP hei anga ariā, i herea e nga taputapu taputapu o ona tau tuatahi.

I puta nga maramara DSP tuatahi i te mutunga o nga tau 1970, me nga tohu nui penei i te AMI's S2811 (1978) me te Intel's programmable 2920 (1979).

Ko tetahi take nui mo enei maramara moata ko te kore o nga whakarea taputapu motuhake.Na tenei herenga i aukati i to raatau mahi rorohiko me te whakaiti i to raatau whaihua mo nga tono hihiko, wa-tūturu e hiahia ana kia tere te tukatuka.

I te tau 1980, ka huri te MPD7720 a NEC hei kaihuri keemu hei maramara DSP arumoni tuatahi ki te whakauru i te whakarea taputapu, hei whakanui ake i nga mahi ma te whakatere i nga mahi pangarau.Na tenei taapiri matua, i timata te whakawhiti mai i te ariā ki te whakamahinga mahi, te whakatakoto i te turanga mo te whānuitanga whanui o nga mahi tukatuka tohu.

Ma te whakamahi i te hangarau hanga NMOS, i eke nga maramara TMS32010 i nga tere rorohiko tere atu i nga miihini miihini o naianei.

Heoi, ko enei maramara kaore he ngoikoretanga, tae atu ki te nui o te whakapau hiko me te rahi o te tinana.

I puta te huarahi ki te whakamahine i te waenganui o nga tau 1980, i te wa e huri ana ki te hangarau CMOS mo te hanga maramara DSP.He maha nga painga o tenei whakawhitinga:

• He iti ake te kohi hiko, he pai ake te pai me te whanui o nga keehi whakahaere.
• Te whakaiti i te rahi o te maramara, ka nui ake te whakapaipai i te hoahoa o nga taputapu kaihoko.
• Whakanuia te tautoko mo nga tono matatau, tae atu ki te tukatuka reo me te whakaahua, tae atu ki te whakawhanaketanga o te matauranga hangai moata.

Ko enei ahunga whakamua i whakahohonu ake te whai take o te DSP ki nga umanga kanorau, ki te whakatipu i nga huarahi kare ano i whakamahia mo te whakaoti rapanga me nga mahi anga whakamua.

I te mutunga o te tekau tau atu i 1980 me te tekau tau atu i 1990, ko te ahu whakamua i roto i nga maramara DSP i whakanui ake i o raatau paanga puta noa i nga umanga.

• Ko nga hangarau DSP tuatoru me te tuawha-whakatupuranga i tino piki ake te tere rorohiko, he iti ake, he maha ake nga hoahoa kawe i whakawhänuihia to raatau whakauru ki nga taputapu kaihoko penei i nga kaitoro kōpae kiato me nga waea pūkoro.
• Ko nga hanganga whakawhitiwhiti, tae atu ki nga whatunga waea pūkoro me nga hangarau amiorangi, i tino whirinaki ki enei maramara mo te tātari urutau, te whakatika hapa, me nga tikanga whakakoi korero.

Ko te kaha ake o te DSP i enei rohe:

• Kua pai ake te marama o te oro, kua pai ake te honohono, kua arotauhia te whakamahi bandwidth mo nga punaha ororongo me te haapurororaa.
• I tukuna he wheako whakahuri e taurite ana te mahi teitei me te ngawari o te uru, e hono ana ki nga huringa hapori ki te rumaki mamati nui ake.

I te rautau 21, kua awhi a DSP i te waa o te tohungatanga, e whanake ana ki te whakatutuki i nga tono uaua e puta mai ana i nga wero o te ahumahi.

• Ko te reanga tuaono o nga maramara DSP i whakauru mai i nga hoahoa kua whakaingoatia e tautoko ana i nga ahumahi o muri mai, penei i nga waka taraiwa me te whakaahua koiora.Ko enei taputapu ka whakawhirinaki ki te DSP mo te tukatuka i nga tohu radar, LiDAR scans, me nga mahere taiao.
• I roto i nga rohe rongorau, i whakahaerea e DSP te roma urutau, te mooni mariko rumaki, me te whakaahua tino-whakamaramatanga, e aro ana ki te piki haere o te hiahia mo nga wheako whakangahau whaiaro.

Ko te aro ki te urutau i puta hei kaupapa hoahoa matua mo nga maramara DSP hou:

• Ko enei maramara kua honoa ki roto i nga taputapu maha, te whakahaere tika i nga mahi hihiri.
• I whai hua nga ahumahi i te mahi tahi i waenga i nga tohunga kanorau, penei i nga kaihanga rongorau me nga miihini taputapu, ki te hanga otinga DSP e kaha ana ki te whakaputa i nga wheako ororongo me nga wheako ataata.

Ko te korero mo te DSP tetahi o nga whakaaro mohio e arahina ana e te tipu haere o nga hiahia hapori me nga hiahia o te ahumahi.Ma te titiro whakamua, ko tana huarahi whanaketanga e whakawhirinaki ana ki nga momo ahunga whakamua hangarau:

• Ko te whakaiti i te rahi o te transistor ka puta ki nga maramara me te mana tukatuka kaore ano i kitea i mua, ka taea te whakamahi rorohiko ine ki te tautuhi ano i nga paerewa ahumahi.
• Ka roa pea nga tono a meake nei ki te whakahaere i nga bandwidth nui i roto i nga korero e pa ana ki te amiorangi, ki te whakahaere otinga raraunga ranei i roto i nga robotics motuhake.

Ko te haerenga a DSP e korero ana mo te hononga hohonu i waenga i nga mahi hangarau me te whakaoti rapanga mahi.Ka ora te hangarau na te ahu whakamua o te taputapu engari na roto ano i nga tirohanga a nga tohungatanga e mohio ana ki nga hiahia o nga punaha-a-tangata.Ma te awhi i te kanorau i roto i nga tirohanga me te awhi i tenei wahanga o te mahi auaha me te hangarau, ka oati nga mahi hou a DSP ki te whakawhiti i nga rohe tikanga, te whakahou i nga ahumahi me nga wheako tangata.

Nga tono mo nga maramara DSP

Ko nga maramara Tukatuka Tohu Mamati (DSP) kua tino kaha ki te huri i nga whakaurunga tairitenga ki nga whakatakotoranga matihiko, e taea ai te mahi tere me te pai.E mohiohia ana mo te urutau, te pai o te whakahaere, me te kaha ki te penapena hiko, ko enei maramara te pou o te auahatanga puta noa i nga rohe maha.

Whakawhitiwhiti Rongorau

Ko nga maramara DSP e tautoko ana i nga hihiritanga matua o te tukatuka rongorau me te whakarei ake.He rawe ratou ki:

• Hangarau reo, ka taea te whakawaehere tika me nga tikanga aukati haruru matatau.
• Tukatuka Ataata, i reira nga algorithms compression complex e whakarite pai ana te tuku raraunga.
• Te wetewete urutau, te whakangawari i te whakamaori ngawari o nga raraunga reo me nga whakaahua.

Hei tauira:

• Ka whakatinanahia e nga whatunga waea nga maramara DSP hei whakapai ake i te maramatanga o te tohu, te whakaheke i te torohūtanga, me te toha pai i te bandwidth.Ma tenei ka pai te mahi o nga punaha whakahaere waka nui.
• I roto i nga ratonga romaroma, ka taea e nga maramara DSP nga hangarau tere moka urutau, me te whakarite kia rite tonu te purei ataata kounga teitei i runga i nga tikanga whatunga rereke.Ko enei ahunga whakamua ka whakanui ake i nga wheako o nga kaimakitaki, e tutuki ana ki te kohi noa me nga hiahia umanga ngaio.

Ahumahi Aunoa

Ko te ahunga whakamua o te miihini ahumahi e whakawhirinaki ana ki te tatauranga tere me te urutau e whakaratohia ana e nga maramara DSP.Ko nga kaha matua ko:

• Te tuku i nga punaha robotic ki te whakatutuki i nga mahi tino taipitopito me te iti o nga hapa.Hei tauira, ka whakamanahia e nga maramara DSP nga miihini whakahiato aunoa ki te whakatika i nga tawhā penei i te pāmahana me te pehanga tonu, me te whakarite kia rite tonu te whakaputanga whakaputa me te whakaiti i te ururua rawa.
• Te whakarei ake i te tiaki matapae ma te tātaritanga tātaritanga.Ka arotakehia e nga karetao me nga kaitahuri DSP nga raraunga pukoro, penei i te wiri me te mahana, ki te matapae i nga ngoikoretanga o nga taputapu, na reira ka whakaiti i nga waa mahi me nga whakapaunga mo te whakatikatika.

Ko enei takoha ehara i te mea hei whakapai ake i te kakama engari ka whakamahine ano i nga hoahoanga punaha, te whakatakoto i nga paerewa teitei ake o te hua i roto i nga taiao aunoa.

Taputapu Taputapu

Ko nga maramara DSP tino mahi ka ngawari te uaua o te whakahaere i te wa e whakanui ana i te tika o nga taputapu ine tika, penei:

• Ko nga Oscilloscopes me nga kaitirotiro hihinga, e whakawhirinaki ana ki nga kaitukatuka DSP mo te whakatau tohu pai ake me te whakaiti i te pokanoa.
• Ko nga taputapu whakaahua hauora me nga punaha aroturuki taiao, kei reira nga raupapa TMS320 a Texas Instruments, hei tauira, hei tohu mo nga tatauranga mamati tere me te pono.

I roto i te ao putaiao, na te hangarau DSP i whakatairanga i nga ahunga whakamua i roto i:

• Te tātari matūriki mō te ahupūngao whakamātau.
• Te rangahau arorangi, i reira ka whakaterehia te mahi reo irirangi ngoikore, tohu marama ranei mai i te waahi, ka nui ake te maarama ahakoa i te aroaro o te pokanoa.

Ko enei mahi hou e tohu ana i te kaha o nga maramara DSP ki te tautoko i te tino tika me nga mahi tātari uaua puta noa i nga kaupapa ako.

Pūnaha Automotive

Ko nga hangarau miihini hou e whakamahi ana i nga tukatuka DSP ki te hapai i nga wero uaua me te whakarei ake i nga mahi katoa.Ko nga tono rongonui ko:

• Te tautoko i te mana waka urutau-a-radar me nga punaha anti-tukinga.
• Whakahohe i te wa-tūturu tātaritanga raraunga ataata mo nga waka motuhake.Hei tauira, ko te motuka e whakatere ana i nga rori taone nui e whakawhirinaki ana ki nga maramara DSP ki te whakamaori i te maha o nga raraunga puoro me nga kamera, e taea ai nga whakatau wehe-rua mo te haumaru me te tika.

I roto i nga waka hiko, ka whai waahi nga rongoatanga a-DSP ki te whakapai ake i te whakahaere rere o te hiko, te tātaritanga o te pākahiko, me te arotautanga o nga waahanga penei i nga hikohiko me nga punaha braking whakaora.Ko enei whakatikatika ka pai ake nga mahi me te whakawhānui i nga kaha o te kawe waka tauwhiro.

Hangarau Tiaki me te Hoia

He mahi nui a DSP ki te whakatairanga i nga kaupapa whakamarumaru ma te tuku:

• He pai ake nga punaha radar me te tātari tohu tohu me te tika o te aroturuki.
• Tukatuka wa-tuuturu mo nga punaha arataki-a-infrared i roto i te hangarau pere, e tere ana ki te kite i nga whaainga me te tātari taiao.

Ko nga tauira mahi ko:

• Ko nga punaha whawhai rererangi e whakakotahi ana i nga whakaurunga radar ki nga korero ka taea te mahi, hei awhina i nga kaiurungi ki te kite i nga riri puku, ki te timata ranei i nga mahi aukati.
• Nga mahi tirotiro, kei reira nga maramara DSP e whakaatu ana i te maaramatanga i roto i nga puna raraunga nui, e whakarite ana i te angitu o te misioni i raro i nga ahuatanga pehanga kaha.

Ko enei tono e whakaatu ana i te paanga hurihuri o nga maramara DSP ki te whakanui i te tere me te tika o nga mahi hoia, te hanga i nga putanga rautaki me te marama me te whai hua.

Na roto i to raatau kaha ki te tukatuka i nga raraunga matatini, kei te whakahou tonu nga maramara DSP i nga maataapono hangarau kei raro i nga ahumahi hou, me te whakarite i to raatau whanaketanga i roto i nga waahanga mahi me te tirotiro.

Te whiriwhiri i te DSP tika me te FPGA

• Tautuhia te Whakaritenga Tukatuka
Tautuhia mehemea e hiahia ana te punaha ki te tukatuka raraunga raupapa, ki te mahi whakarara ranei.Ka uru te DSP ki nga mahi tukatuka tohu, i te wa e tautoko ana a FPGA i nga mahi maha i te wa kotahi.

• Te Aromātai i te Matatinitanga Algorithm
Tīpakohia te DSP i te wa e whakawhirinaki ana te hoahoa ki runga i nga huringa e pa ana ki te pangarau, penei i te tātari, te tātari tohu ranei.Kōwhirihia te FPGA ina he uaua te arorau me te hiahia ki te whanonga taputapu.

• Whakaarohia te ahua Tukatuka
Ka whakamahia e te DSP te tukatuka i runga i nga tohutohu me te wa e tohuhia ana.Ka mahia e te FPGA te tukatuka whakarara, he pai ake te mahi i roto i nga punaha tere-tere, maha-awa ranei.

• Tirohia nga hiahia ngawari
Whakamahia te FPGA mena ka huri pea te hoahoa, me tono whakahōu ranei i te taumata taputapu.He pai ake te DSP ina whakaritea te hoahoatanga o te punaha me te kore e hiahia ki te whakarereke i nga taputapu.

• Te Aromatawai i te Whakawhanaketanga
He ngawari ake nga punaha DSP ki te whakawhanake ma te whakamahi i nga taputapu rorohiko.Ko te FPGA e hiahia ana ki te mohio ki te hoahoa taputapu me te nui ake o te waa whanaketanga na te kaupapa-a-HDL.

• Arotakehia nga Tono Mahi
Whiriwhiria te FPGA mo nga tono whakaputa nui penei i te tukatuka atahanga, tātaritanga raraunga ranei.He pai te DSP mo nga taiao whakahaere penei i te tukatuka ororongo me nga punaha korero.

• Tātarihia te Utu me te Waatanga
Ko te DSP he nui ake te utu me te tere ake ki te tuku mo nga tono paerewa.Ko te FPGA he utu teitei ake engari he waatea mo te wa roa mo nga punaha uaua.

• Momo Taupānga Whakaōrite
Kei te whakamahia nuitia te DSP i roto i nga hikohiko kaihoko, nga punaha ororongo, me nga taputapu whakahaere.He pai ake te FPGA i roto i nga punaha matatau penei i te radar, nga whatunga tere-tere, me nga papaaho raraunga tuuturu.

• Mahere mo te Whakanuia
Tīpakohia te FPGA mena ko te punaha ka whakawhānuihia, ka hiahiatia etahi atu waahanga mo te wa.He pai te DSP mo nga hoahoa pumau me nga mahi kua tautuhia.

• Whakaarohia nga Whakataunga Ranu
Whakakotahitia te DSP me te FPGA i te wa e hiahiatia ana te tatau tika me te tukatuka whakarara.Ka whakahaerehia e DSP te tātaritanga raraunga tuuturu, i te wa e whakahaere pai ana a FPGA i nga rerenga raraunga maha.

Whakamutunga

Ko te hangarau DSP kua tipu mai i te ariā tukatuka motuhake ki te waahanga nui o te hikohiko hou me nga punaha mohio.Ko tana kaha ki te tukatuka i nga tohu tere, pono, me te whai hua kua whai hua ki nga umanga maha.E whakaatu ana hoki te tuhinga nei ahakoa kei te kaha tonu nga maramara DSP i roto i nga mahi-a-waa-a-te-a-hatepete, ka tukuna e te hangarau FPGA te waatea mo te tukatuka whakarara me te whakarite.I te piki haere tonu o nga tono a te punaha, ko te whakamahi whakakotahitanga o te DSP me te FPGA e tika ana kia kaha ake te mahi ki te hanga i nga otinga mamati tere ake, maamaa ake, me te urutau.

Pātai Auau [FAQ]

1. He aha te DSP?

He Tukatuka Tohu Mamati he momo miihini miihini i hangaia hei hapai i nga tohu mamati i ahu mai i nga puna tairitenga.Ka mahia e ia nga mahi penei i te tātari, te whakarereketanga, te taapiri, me te tātari raraunga.Ko enei mahi e tautoko ana i nga tono i roto i nga punaha ororongo, whatunga whakawhitiwhiti, taputapu rongoa, me nga punaha whakaahua.Ma te huri i nga tohu tairitenga ki te ahua matihiko, ka taea te tukatuka tika me nga hua rite he uaua ki te whakatutuki me nga tikanga tairitenga-anake.Kei te whakamahia te hangarau DSP i roto i nga taputapu penei i nga waea atamai, taputapu oro, me nga punaha ahumahi.

2. He aha nga ahuatanga tautuhi a DSP?

Kua hangaia nga Tukatuka Tohu Mamati kia tere te tukatuka raraunga me te tino tika.Ka taea e ratou te whakaoti i te whakarea me te taapiri i roto i te huringa karaka kotahi, e awhina ana ki te whakahaere tika i nga tatauranga uaua.He maha nga wa ka whakamahia e ta raatau hoahoa nga waahi mahara motuhake mo nga tohutohu me nga raraunga, ka taea te uru atu ki nga mea e rua i te wa kotahi me te whakapai ake i te tere.Ka tautokohia e te mahara o roto te tere tere te whakawhiti raraunga tere me te iti o te whakaroa, e whai hua ana i roto i nga mahi tuuturu.Kei roto hoki i a raatau te whakahaere haukoti pai kia tere te whakautu a te punaha ki nga tohu o waho.I tua atu, ka tautokohia e nga DSP te tukatuka whakarara me te pipelining, ka taea te whakahaere i nga mahi maha i te wa kotahi me te whakanui ake i nga mahi katoa.

3. He aha i pai ake ai te tukatuka tohu mamati i nga tikanga tairitenga?

Ko te tukatuka tohu mamati e whakarato ana i nga hua pai ake me te tika ka whakaritea ki nga tikanga tairitenga.Ka taea e nga tohu tairitenga te whakaheke i te tawhiti, na te haruru ranei, ka pa ki te kounga tohu.Engari, he iti ake te aro o nga tohu mamati ki te pokanoa, ka awhina i te pupuri i te pono o nga raraunga.Ko te whakapai ake i nga tikanga hurihanga ka taea e nga punaha matihiko te pupuri i te tohu tohu kounga teitei me te iti o te mate.Ma tenei ka pai te DSP mo nga tono e tika ana penei i te whakaahua rongoa me nga punaha aerospace.Ko tana pono me te ngawari e tautoko ana i nga hangarau matatau penei i nga punaha motuhake, e hiahiatia ana te tukatuka me te tika o nga raraunga tuuturu.