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Digitaler Signalprozessor Ein digitaler Signalprozessor englisch digital signal processor DSP ist ein elektronischer Bau

Digitaler Signalprozessor

Ein digitaler Signalprozessor (englisch digital signal processor, DSP) ist ein elektronischer Baustein und dient der kontinuierlichen Bearbeitung digitaler Signale, z. B. Audiosignale oder Videosignale. Zur Verarbeitung analoger Signale wird der DSP in Verbindung mit Analog-Digital-Umsetzern und Digital-Analog-Umsetzern eingesetzt. Einige DSP-Chips enthalten diese Umsetzer bereits. Der Begriff DSP wird darüber hinaus auch nur für die rechnende Komponente innerhalb einer Software und Elektronik verwendet.

Der Motorola XSP56001 ist ein DSP aus der 56K-Familie.
Der NeXTcube-Computer von 1990 mit Motorola 68040 (25 MHz) wies auch einen digitalen Signalprozessor Motorola 56001 mit 25 MHz auf (mittig, goldfarbenes IC), der über eine Schnittstelle von außen zugänglich war.

Anwendungen Bearbeiten

Digitale Signalprozessoren dienen nicht nur als Ersatz für aufwendige analoge Filtertechnik, sondern können darüber hinaus Aufgaben ausführen, die analog nur schwer oder überhaupt nicht lösbar wären:

In Anwendungen eingebettete digitale Signalprozessoren werden häufig in Mobiltelefonen, Festplattenlaufwerken, Fernsehern, Digitalkameras, Radios, Druckern, Medizingeräten, MP3-Playern und anderen elektronischen Geräten verwendet. Diese Prozessoren werden in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt und sind sehr kostengünstig. Die Softwareentwicklung für digitale Signalprozessoren wurde durch speziell entwickelte Software erleichtert. DSPs können vor Ort neu programmiert werden, um das Produkt zu aktualisieren oder Softwarefehler zu beheben. Dazu gehören nützliche integrierte Tools für die Softwareentwicklung, z. B. eine integrierte Entwicklungsumgebung, ein Quelltext-Editor, ein Compiler, ein Debugger, ein Profiler und ein Echtzeit-Betriebssystem. Digitale Signalprozessoren bieten die Vorteile von Mikroprozessoren, sind einfach zu bedienen, flexibel und kostengünstiger.

Digitale Signalprozessoren sind spezialisierte Prozessoren, die zu einem festen Bestandteil moderner Signalverarbeitungssysteme geworden sind. DSPs ähneln größtenteils Universalprozessoren. Sie können mit einer Programmiersprache wie C oder C++ programmiert werden und ein Betriebssystem ausführen. Der Hauptunterschied zwischen DSPs und herkömmlichen Prozessoren liegt im Befehlssatz und in der Speicherverwaltung. Der Befehlssatz eines DSP ist an bestimmte Anwendungssoftware angepasst.

Funktionsweise Bearbeiten

Digitale Signalprozessoren sind spezialisierte Prozessoren, die für die Ausführung von DSP-Funktionen in Echtzeit optimiert sind, die auf sich wiederholenden Multiply-Accumulate (MAC) Operationen basieren, die häufig bei der digitalen Filterung, z. B. Filter mit endlicher Impulsantwort, und der schnellen Fourier-Transformation (FFT) verwendet werden. Die DSPs integrieren einen programmierbaren Mikroprozessor, der normalerweise in eine Harvard-Architektur integriert ist. Sie bieten eine schnelle Datenverarbeitung durch Implementierung von Einzelbefehlen, SIMD-Operationen (siehe Single Instruction, Multiple Data), speziellen Befehlen für Kerne mit superskalaren Architekturen, MAC-Berechnungen mit einem Zyklus oder Fused Multiply-Add, parallele Berechnung in mehreren MAC-Einheiten und schnelles Data Streaming mit Speicherdirektzugriff, digitale Ringspeicher, hardwaregesteuertem Loop ohne Overhead und schnellen und erweiterten Präzisionsberechnungen in Festkomma- oder Gleitkommaoperationen. Sie integrieren auch einige Peripheriegeräte und Datenspeicher auf dem Chip für einen eigenständigen Betrieb.

Es gibt viele DSPs auf dem aktuellen Markt, die aufgrund der Fortschritte und Verbesserungen der Halbleitertechnologie in den DSP-Architekturen eine hohe Leistung liefern. Preise und Leistung variieren stark zwischen den wichtigsten DSP-Herstellern und IP-Core-Anbietern.

Echtzeitfähigkeit Bearbeiten

Ein DSP muss eine bestimmte Datenmenge pro Zeitspanne sicher verarbeiten können. Dies ergibt sich aus der Forderung einer meist fixen und von außen vorgegebenen Datenrate, mit der die Eingangsdaten in den DSP gelangen bzw. die verarbeiteten Daten wieder ausgegeben werden müssen. Eine Art Handshake oder zeitliches Anhalten bei der Datenverarbeitung ist bei dieser echtzeitfähigen Verarbeitung meistens nicht möglich.

Folgende Maßnahmen dienen dem Erhöhen der Verarbeitungsgeschwindigkeit:

Befehlssatz Bearbeiten

Zahlenformate Bearbeiten

Unterteilt werden Signalprozessoren und deren Befehlssatz nach der Fähigkeit, Rechenoperationen

ausführen zu können.

Signalprozessoren mit Festkommaarithmetik sind im Aufbau meist einfacher und haben einen geringeren Stromverbrauch. Dafür ist das Implementieren bestimmter Algorithmen komplizierter, da bei jeder Berechnung vom Programmierer bedacht werden muss, ob es möglicherweise zu Überläufen in der Zahlendarstellung kommen kann und auf welcher Stelle sich das Binärkomma befindet. Ein typisches Anwendungsfeld von Festkomma-DSPs ist beispielsweise das Verarbeiten von Audiosignalen. Typische Vertreter von Signalprozessoren mit Festkommaarithmetik ist die DSP-Serie ADSP218x und Blackfin BF53x von Analog Devices sowie die TMS320VC5x von Texas Instruments.

Signalprozessoren mit Gleitkommaarithmetik sind komplexer im Aufbau, da ihre Rechenwerke die kompliziertere Darstellung der Gleitkommazahlen verarbeiten können. Damit ist bei gleicher Rechenleistung meist ein höherer Stromverbrauch verbunden. Der Vorteil liegt in der meist einfachen Implementierung komplizierter Algorithmen. Ein typisches Anwendungsfeld von Gleitkomma-DSPs ist beispielsweise das Verarbeiten von Videosignalen. Typische Vertreter von Signalprozessoren mit Gleitkommaarithmetik sind die als SHARC bezeichneten Bausteine von Analog Devices und die TMS320VC67x von Texas Instruments.

Operationen Bearbeiten

  • Es existieren mehrere Rechenwerke (ALUs), darunter ein Multiply-Accumulate-Rechenwerk (MAC). Dieses Rechenwerk ermöglicht die Operation A* = A + B · C in einem einzigen Prozessorzyklus und dient vornehmlich der Geschwindigkeitserhöhung der für spektrale Operationen – etwa der für die schnelle Fourier-Transformation oder der Faltung – erforderlichen Berechnungen.
  • Auf Boolesche Operationen beschränkte Rechenwerke werden in einigen DSPs (z. B. TI TMS320Cxx) zur unabhängigen Datenmanipulation eingesetzt (PLU = Parallel Logic Unit).
  • Es werden auch Address Generation Units (AGU) eingesetzt. Die AGU besteht aus programmierbaren Zählern (Counters), Shiftern und anderen logischen Elementen. Dadurch können die Adressberechnungen zum Beispiel für die Operanden parallel zu arithmetischen Operationen ausgeführt werden, um die Speichertransferrate nicht zu verkleinern. Einige AGU unterstützen die Register-indirekte Adressierung mit nachträglicher Inkrementierung. Anwendung finden sie bei Berechnungen, wo Daten wiederholt berechnet werden, die sequentiell im Speicher angeordnet sind. Für den Algorithmus zur schnellen Fourier-Transformation (FFT) wird auch eine Bitreversed-Adressierung eingesetzt.
  • Die Execution Unit (EXU) hat die Aufgabe der Datenmanipulation. Jeder Cluster darf die Register des Nachbarclusters auslesen. Beispiel: TI TMS320C6201

Programmablauf Bearbeiten

  • Verschachteltes No-overhead-Hardware-Looping mittels eines dedizierten Loop-Stacks.
  • Die heutigen DSP sind darüber hinaus oft massiv-parallel programmierbar, das heißt in einem einzigen Prozessorzyklus können mehrere Rechen- und/oder Speichertransferoperationen gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Prefetch und Predecoding der Instruktionen (Pipelining) für eine sehr hohe Ausführungsgeschwindigkeit der Befehle.
  • Schleifenbefehle beschleunigen die Ausführung von Schleifen. Diese werden hardwarekontrolliert ausgeführt. Einige DSPs verwenden Pipelines (Pipelining) und Instruction Caches, um die Ausführung von Schleifen zu beschleunigen. Man unterscheidet zwei Arten von Schleifenbefehlen:
    • Single Instruction Hardware Loop – Wiederholung einer Operation
    • Multi Instruction Loop – Wiederholung eines ganzen Anweisungsblockes

Beispiel Bearbeiten

Der SHARC ADSP-21065L von Analog Devices erlaubt etwa folgenden einzyklischen Assemblersprachen-Befehl: 

F0=F3*F7, F1=F11+F15, F2=F11–F15, DM(I0,M1)=F2, F3=PM(I8,M9);

in dem quasi-gleichzeitig eine Gleitkomma-Multiplikation, eine Gleitkomma-Addition, eine Gleitkomma-Subtraktion, ein Schreibzugriff auf den Speicher mit modulo-zyklischem Postincrement/-decrement sowie ein Lesezugriff auf den Speicher mit modulo-zyklischem Postinkrement/-dekrement stattfindet.

Kommunikation Bearbeiten

Geschichte Bearbeiten

In den frühen 1970er-Jahren entstand im Lincoln Laboratory der Lincoln FDP (Fast Digital Processor) mit Von-Neumann-Struktur als der erste dedizierte digitale Signalprozessor. Anschließend wurde mit der besser geeigneten Harvard-Architektur der LSP/2 gefertigt. Allerdings bestand dieser Rechner noch aus mehreren 1000 diskreten ICs.

Die ersten Einzelchip-DSPs kamen in den frühen 1980ern auf den Markt. Typische Vertreter waren der Intel 2920, TMS32010 von Texas Instruments oder der NEC µPD7720.

Gegenwart Bearbeiten

Elemente von DSPs finden sich auch zunehmend in Desktop-CPUs wieder, wie zum Beispiel in den AltiVec-Erweiterungen des PowerPC oder (abgeschwächt) in den SIMD-Erweiterungen von Intel und AMD. Dies liegt an der zunehmenden Verbreitung von Multimedia-Inhalten; Datenformate wie das JPEG-Format, MP3 oder MPEG2 erfordern eine DCT-Kodierung beziehungsweise -Dekodierung, deren Berechnung eigentlich eine klassische DSP-Aufgabe ist. Auch die Berechnung der immer weiter verbreiteten Verschlüsselung profitiert von diesen Befehlssatz-Erweiterungen. Auch im Bereich der Embedded Systeme werden die Microcontroller durch DSP-Funktionalitäten ergänzt, wodurch die Rechenleistung gesteigert und der Stromverbrauch gesenkt werden kann. Typische Beispiele sind der Arm Cortex-M4, die Erweiterung NEON bei den großen Arm Cortex-Cores, der dsPIC von Microchip sowie die XS1-Serie von XMOS.

Zukunft Bearbeiten

Der generische DSP bekommt zusehends Konkurrenz durch RISC/CISC-CPUs, die mit speziellen Erweiterungen komplexe Rechenaufgaben wie RSA/AES/3DES hoch optimiert abarbeiten können. Darüber hinaus werden Aufgaben zur schnellen Signalverarbeitung vermehrt in flexible parallele digitale Strukturen verlagert, wie sie z. B. in immer leistungsfähigeren Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) zunehmend und kostengünstig zur Verfügung stehen.

Anwendungsgebiete Bearbeiten

Digitale Signalprozessoren finden heute unter anderem in den folgenden Bereichen bzw. Geräten Anwendung:

Literatur Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ScienceDirect: Digital Signal Processor
  2. Arnaldo Mendez, Mohamad Sawan, in Implantable Biomedical Microsystems, 2015, ScienceDirect: Signal processing hardware
  3. Modem Data Pump DSP Software. AlgoTron, abgerufen am 8. Mai 2013 (englisch).
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Veröffentlichungsdatum:
Ein digitaler Signalprozessor englisch digital signal processor DSP ist ein elektronischer Baustein und dient der kontinuierlichen Bearbeitung digitaler Signale z B Audiosignale oder Videosignale Zur Verarbeitung analoger Signale wird der DSP in Verbindung mit Analog Digital Umsetzern und Digital Analog Umsetzern eingesetzt Einige DSP Chips enthalten diese Umsetzer bereits Der Begriff DSP wird daruber hinaus auch nur fur die rechnende Komponente innerhalb einer Software und Elektronik verwendet Der Motorola XSP56001 ist ein DSP aus der 56K Familie Der NeXTcube Computer von 1990 mit Motorola 68040 25 MHz wies auch einen digitalen Signalprozessor Motorola 56001 mit 25 MHz auf mittig goldfarbenes IC der uber eine Schnittstelle von aussen zuganglich war Inhaltsverzeichnis 1 Anwendungen 2 Funktionsweise 3 Echtzeitfahigkeit 4 Befehlssatz 4 1 Zahlenformate 4 2 Operationen 4 3 Programmablauf 4 4 Beispiel 5 Kommunikation 6 Geschichte 7 Gegenwart 8 Zukunft 9 Anwendungsgebiete 10 Literatur 11 Weblinks 12 EinzelnachweiseAnwendungen BearbeitenDigitale Signalprozessoren dienen nicht nur als Ersatz fur aufwendige analoge Filtertechnik sondern konnen daruber hinaus Aufgaben ausfuhren die analog nur schwer oder uberhaupt nicht losbar waren Frequenzfilter hoher Ordnung mit geringem Phasenfehler z B Klangbeeinflussung beim Abmischen und in Mischpulten Dynamikkompression und Rauschunterdruckung mit dynamischen adaptiven Parametern Storaustastung unter Berucksichtigung des Charakters des Signales Implementierung von Effekten wie Echo Hall oder Verfremdung von Stimmen Echounterdruckung Datenkomprimierung zur digitalen Weiterverarbeitung Spracherkennung und Sprachsynthese Signalanalyse und Protokollanalyse in Oszilloskopen Schnelle digitale BildbearbeitungIn Anwendungen eingebettete digitale Signalprozessoren werden haufig in Mobiltelefonen Festplattenlaufwerken Fernsehern Digitalkameras Radios Druckern Medizingeraten MP3 Playern und anderen elektronischen Geraten verwendet Diese Prozessoren werden in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt und sind sehr kostengunstig Die Softwareentwicklung fur digitale Signalprozessoren wurde durch speziell entwickelte Software erleichtert DSPs konnen vor Ort neu programmiert werden um das Produkt zu aktualisieren oder Softwarefehler zu beheben Dazu gehoren nutzliche integrierte Tools fur die Softwareentwicklung z B eine integrierte Entwicklungsumgebung ein Quelltext Editor ein Compiler ein Debugger ein Profiler und ein Echtzeit Betriebssystem Digitale Signalprozessoren bieten die Vorteile von Mikroprozessoren sind einfach zu bedienen flexibel und kostengunstiger Digitale Signalprozessoren sind spezialisierte Prozessoren die zu einem festen Bestandteil moderner Signalverarbeitungssysteme geworden sind DSPs ahneln grosstenteils Universalprozessoren Sie konnen mit einer Programmiersprache wie C oder C programmiert werden und ein Betriebssystem ausfuhren Der Hauptunterschied zwischen DSPs und herkommlichen Prozessoren liegt im Befehlssatz und in der Speicherverwaltung Der Befehlssatz eines DSP ist an bestimmte Anwendungssoftware angepasst 1 Funktionsweise BearbeitenDigitale Signalprozessoren sind spezialisierte Prozessoren die fur die Ausfuhrung von DSP Funktionen in Echtzeit optimiert sind die auf sich wiederholenden Multiply Accumulate MAC Operationen basieren die haufig bei der digitalen Filterung z B Filter mit endlicher Impulsantwort und der schnellen Fourier Transformation FFT verwendet werden Die DSPs integrieren einen programmierbaren Mikroprozessor der normalerweise in eine Harvard Architektur integriert ist Sie bieten eine schnelle Datenverarbeitung durch Implementierung von Einzelbefehlen SIMD Operationen siehe Single Instruction Multiple Data speziellen Befehlen fur Kerne mit superskalaren Architekturen MAC Berechnungen mit einem Zyklus oder Fused Multiply Add parallele Berechnung in mehreren MAC Einheiten und schnelles Data Streaming mit Speicherdirektzugriff digitale Ringspeicher hardwaregesteuertem Loop ohne Overhead und schnellen und erweiterten Prazisionsberechnungen in Festkomma oder Gleitkommaoperationen Sie integrieren auch einige Peripheriegerate und Datenspeicher auf dem Chip fur einen eigenstandigen Betrieb Es gibt viele DSPs auf dem aktuellen Markt die aufgrund der Fortschritte und Verbesserungen der Halbleitertechnologie in den DSP Architekturen eine hohe Leistung liefern Preise und Leistung variieren stark zwischen den wichtigsten DSP Herstellern und IP Core Anbietern 2 Echtzeitfahigkeit BearbeitenEin DSP muss eine bestimmte Datenmenge pro Zeitspanne sicher verarbeiten konnen Dies ergibt sich aus der Forderung einer meist fixen und von aussen vorgegebenen Datenrate mit der die Eingangsdaten in den DSP gelangen bzw die verarbeiteten Daten wieder ausgegeben werden mussen Eine Art Handshake oder zeitliches Anhalten bei der Datenverarbeitung ist bei dieser echtzeitfahigen Verarbeitung meistens nicht moglich Folgende Massnahmen dienen dem Erhohen der Verarbeitungsgeschwindigkeit Spezielle synchrone serielle Schnittstellen fur die Ein und Ausgabe der digitalen Signale Sogenannte MAC Befehle fur die gleichzeitige Multiplikation und Addition in einem Maschinenzyklus Adressgeneratoren fur die Implementierung von Schleifen und Ringpufferstrukturen ohne softwareseitigen Overhead Implementierung des Prozessors in Harvard Architektur Existenz eines dedizierten Hardware Stacks Mehrmaliger Zugriff auf den Speicher in einem Zyklus Very Long Instruction Word Anweisungen Befehlssatz BearbeitenZahlenformate Bearbeiten Unterteilt werden Signalprozessoren und deren Befehlssatz nach der Fahigkeit Rechenoperationen entweder ausschliesslich mittels Festkommaarithmetik englisch fixed point oder zusatzlich auch als Gleitkommaarithmetik englisch floating point ausfuhren zu konnen Signalprozessoren mit Festkommaarithmetik sind im Aufbau meist einfacher und haben einen geringeren Stromverbrauch Dafur ist das Implementieren bestimmter Algorithmen komplizierter da bei jeder Berechnung vom Programmierer bedacht werden muss ob es moglicherweise zu Uberlaufen in der Zahlendarstellung kommen kann und auf welcher Stelle sich das Binarkomma befindet Ein typisches Anwendungsfeld von Festkomma DSPs ist beispielsweise das Verarbeiten von Audiosignalen Typische Vertreter von Signalprozessoren mit Festkommaarithmetik ist die DSP Serie ADSP218x und Blackfin BF53x von Analog Devices sowie die TMS320VC5x von Texas Instruments Signalprozessoren mit Gleitkommaarithmetik sind komplexer im Aufbau da ihre Rechenwerke die kompliziertere Darstellung der Gleitkommazahlen verarbeiten konnen Damit ist bei gleicher Rechenleistung meist ein hoherer Stromverbrauch verbunden Der Vorteil liegt in der meist einfachen Implementierung komplizierter Algorithmen Ein typisches Anwendungsfeld von Gleitkomma DSPs ist beispielsweise das Verarbeiten von Videosignalen Typische Vertreter von Signalprozessoren mit Gleitkommaarithmetik sind die als SHARC bezeichneten Bausteine von Analog Devices und die TMS320VC67x von Texas Instruments Operationen Bearbeiten Es existieren mehrere Rechenwerke ALUs darunter ein Multiply Accumulate Rechenwerk MAC Dieses Rechenwerk ermoglicht die Operation A A B C in einem einzigen Prozessorzyklus und dient vornehmlich der Geschwindigkeitserhohung der fur spektrale Operationen etwa der fur die schnelle Fourier Transformation oder der Faltung erforderlichen Berechnungen Auf Boolesche Operationen beschrankte Rechenwerke werden in einigen DSPs z B TI TMS320Cxx zur unabhangigen Datenmanipulation eingesetzt PLU Parallel Logic Unit Es werden auch Address Generation Units AGU eingesetzt Die AGU besteht aus programmierbaren Zahlern Counters Shiftern und anderen logischen Elementen Dadurch konnen die Adressberechnungen zum Beispiel fur die Operanden parallel zu arithmetischen Operationen ausgefuhrt werden um die Speichertransferrate nicht zu verkleinern Einige AGU unterstutzen die Register indirekte Adressierung mit nachtraglicher Inkrementierung Anwendung finden sie bei Berechnungen wo Daten wiederholt berechnet werden die sequentiell im Speicher angeordnet sind Fur den Algorithmus zur schnellen Fourier Transformation FFT wird auch eine Bitreversed Adressierung eingesetzt Die Execution Unit EXU hat die Aufgabe der Datenmanipulation Jeder Cluster darf die Register des Nachbarclusters auslesen Beispiel TI TMS320C6201Programmablauf Bearbeiten Verschachteltes No overhead Hardware Looping mittels eines dedizierten Loop Stacks Die heutigen DSP sind daruber hinaus oft massiv parallel programmierbar das heisst in einem einzigen Prozessorzyklus konnen mehrere Rechen und oder Speichertransferoperationen gleichzeitig durchgefuhrt werden Prefetch und Predecoding der Instruktionen Pipelining fur eine sehr hohe Ausfuhrungsgeschwindigkeit der Befehle Schleifenbefehle beschleunigen die Ausfuhrung von Schleifen Diese werden hardwarekontrolliert ausgefuhrt Einige DSPs verwenden Pipelines Pipelining und Instruction Caches um die Ausfuhrung von Schleifen zu beschleunigen Man unterscheidet zwei Arten von Schleifenbefehlen Single Instruction Hardware Loop Wiederholung einer Operation Multi Instruction Loop Wiederholung eines ganzen AnweisungsblockesBeispiel Bearbeiten Der SHARC ADSP 21065L von Analog Devices erlaubt etwa folgenden einzyklischen Assemblersprachen Befehl F0 F3 F7 F1 F11 F15 F2 F11 F15 DM I0 M1 F2 F3 PM I8 M9 in dem quasi gleichzeitig eine Gleitkomma Multiplikation eine Gleitkomma Addition eine Gleitkomma Subtraktion ein Schreibzugriff auf den Speicher mit modulo zyklischem Postincrement decrement sowie ein Lesezugriff auf den Speicher mit modulo zyklischem Postinkrement dekrement stattfindet Kommunikation BearbeitenMehrere serielle bzw parallele I O Schnittstellen Interruptausfuhrung mit geringem Overhead oder DMA Direct Memory Access A D Wandler und D A Wandler Geschichte BearbeitenIn den fruhen 1970er Jahren entstand im Lincoln Laboratory der Lincoln FDP Fast Digital Processor mit Von Neumann Struktur als der erste dedizierte digitale Signalprozessor Anschliessend wurde mit der besser geeigneten Harvard Architektur der LSP 2 gefertigt Allerdings bestand dieser Rechner noch aus mehreren 1000 diskreten ICs Die ersten Einzelchip DSPs kamen in den fruhen 1980ern auf den Markt Typische Vertreter waren der Intel 2920 TMS32010 von Texas Instruments oder der NEC µPD7720 Gegenwart BearbeitenElemente von DSPs finden sich auch zunehmend in Desktop CPUs wieder wie zum Beispiel in den AltiVec Erweiterungen des PowerPC oder abgeschwacht in den SIMD Erweiterungen von Intel und AMD Dies liegt an der zunehmenden Verbreitung von Multimedia Inhalten Datenformate wie das JPEG Format MP3 oder MPEG2 erfordern eine DCT Kodierung beziehungsweise Dekodierung deren Berechnung eigentlich eine klassische DSP Aufgabe ist Auch die Berechnung der immer weiter verbreiteten Verschlusselung profitiert von diesen Befehlssatz Erweiterungen Auch im Bereich der Embedded Systeme werden die Microcontroller durch DSP Funktionalitaten erganzt wodurch die Rechenleistung gesteigert und der Stromverbrauch gesenkt werden kann Typische Beispiele sind der Arm Cortex M4 die Erweiterung NEON bei den grossen Arm Cortex Cores der dsPIC von Microchip sowie die XS1 Serie von XMOS Zukunft BearbeitenDer generische DSP bekommt zusehends Konkurrenz durch RISC CISC CPUs die mit speziellen Erweiterungen komplexe Rechenaufgaben wie RSA AES 3DES hoch optimiert abarbeiten konnen Daruber hinaus werden Aufgaben zur schnellen Signalverarbeitung vermehrt in flexible parallele digitale Strukturen verlagert wie sie z B in immer leistungsfahigeren Field Programmable Gate Arrays FPGAs zunehmend und kostengunstig zur Verfugung stehen Anwendungsgebiete BearbeitenDigitale Signalprozessoren finden heute unter anderem in den folgenden Bereichen bzw Geraten Anwendung Mischpulte zur Klangbeeinflussung Frequenzspektrum Tonhohenanpassung Hall etc digitale Equalizer FM Soundprocessing MP3 Player Modems 3 Amateurfunkgerate Hochfrequenz Sender und Empfanger die uber Software konfiguriert werden konnen Moderne Empfangsgerate des Kurzwellenrundfunks Erzeugung und Demodulation von Einseitenbandmodulation Spektrumanalysatoren Audiobeschleuniger und Soundkarten in Personalcomputern Bordelektronik in Kraftfahrzeugen speziell Motorsteuerung Festplatten Frequenzweiche fur Lautsprecher Radar Leistungselektronik z B Erzeugung spezieller Signalformen zur Ansteuerung von Elektromotoren elektronische Klangerzeuger z B virtuell Analoge Synthesizer Literatur BearbeitenTexas Instruments TMS320F243 TMS320F241 DSP Controllers Rev D PDF 1 5 MB Helmut Bahring Beispiele fur Digitale Signalprozessoren In Helmut Bahring Hrsg Anwendungsorientierte Mikroprozessoren Springer Berlin Heidelberg 2010 ISBN 978 3 642 12291 0 doi 10 1007 978 3 642 12292 7 10 Weblinks BearbeitenLiteratur zum Thema Digitaler Signalprozessor im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek Computer History Museum timeline 1979 DSP In computerhistory org Erlauterungen zu DSPs Uni Ulm Schrifttum Technisches Seminar zu DSPsEinzelnachweise Bearbeiten ScienceDirect Digital Signal Processor Arnaldo Mendez Mohamad Sawan in Implantable Biomedical Microsystems 2015 ScienceDirect Signal processing hardware Modem Data Pump DSP Software AlgoTron abgerufen am 8 Mai 2013 englisch Normdaten Sachbegriff GND 4054943 4 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Digitaler Signalprozessor amp oldid 231474679