Les bases d'un processeur DSP

Le traitement numérique du signal (DSP) désigne le traitement des signaux analogiques dans le domaine numérique. Les variables physiques continues, telles que la tension, la pression et la température, sont converties en une série de valeurs numériques ou numériques, à des intervalles de temps discrets, en vue de leur traitement par l'unité centrale de traitement d'un ordinateur.

L'histoire

Avant les années 1980, le traitement du signal était principalement effectué à l’aide de l’électronique analogique. Cependant, l’introduction du processeur DSP en 1983 a ouvert une nouvelle ère pour l’ingénierie électrique et a fait du traitement du signal numérique l’une des disciplines fondamentales du domaine. La technologie de traitement du signal numérique est beaucoup plus complexe et avancée que le traitement du signal analogique et la migration du traitement du signal analogique au traitement numérique se poursuit de nos jours.

Conception physique

Une puce DSP est un microprocesseur dédié à grande vitesse - un circuit intégré sur une toute petite puce de silicium - conçu spécifiquement pour effectuer des opérations arithmétiques sur d’énormes volumes de données numériques. Sa conception physique est similaire à celle d’un processeur RISC (ordinateur à jeu d’instructions réduit), qui ne reconnaît qu’un petit nombre d’instructions, mais les exécute très rapidement. De nombreuses puces DSP incluent également des périphériques spécialisés, tels que des fonctionnalités d'entrée / sortie, des circuits de synchronisation et de la mémoire haute vitesse sur la puce elle-même.

Applications

Les processeurs DSP sont utiles pour de nombreuses applications nécessitant de grandes quantités de données numériques à grande vitesse. Ces applications comprennent les systèmes de télécommunication, l'enregistrement et la lecture audio et vidéo dans les lecteurs de CD, les lecteurs MP3 et autres appareils similaires, les disques durs hautes performances et les systèmes de contrôle d'assiette et de contrôle des aéronefs, des roquettes, des missiles et des engins spatiaux. Les puces DSP sont souvent utilisées dans des systèmes dits embarqués, où elles sont intégrées à un équipement, avec tous les logiciels nécessaires et dédiées à un petit groupe de tâches connexes.

Caractéristiques

Les puces DSP incluent généralement un processeur à virgule fixe ou à virgule flottante. Ces termes font référence à la manière dont les données numériques sont stockées et manipulées. Un processeur à virgule fixe est conçu pour stocker et manipuler des nombres entiers positifs ou négatifs, ou des nombres entiers, et peut gérer jusqu'à 2 ^ 15, ou 65 536, modèles de bits possibles. Un processeur à virgule flottante, quant à lui, est conçu pour stocker et manipuler des nombres rationnels et peut traiter jusqu'à 2 ^ 32, ou 4 294 967 296, modèles de bits possibles. L'architecture d'une puce DSP est optimisée pour les calculs intensifs. il comprend généralement un bus d'adresses étroit ne prenant en charge qu'une quantité limitée de mémoire et des modes d'adressage spécialisés pour la prise en charge des opérations de traitement du signal. Les autres caractéristiques d'un processeur DSP typique comprennent une faible consommation d'énergie et un faible coût.