डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(No difference)

Revision as of 10:06, 10 November 2022

एक टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स टीएमएस320 गिटार इफेक्ट यूनिट में मिली डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर चिप। एक क्रिस्टल दोलक ऊपर देखा जा सकता है।
1990 से अगले क्यूब के पास मोटोरोला 68040 (25 मेगाहर्ट्ज) और एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर मोटोरोला 56001 जिसमें 25 मेगाहर्ट्ज की क्षमता थी, जो कि एक इंटरफेस के माध्यम से सीधे पहुंचा जा सकता था।

डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर डीएसपी एक विशेष माइक्रोप्रोसेसर चिप है, यह परिचालन आवश्यकताओं के लिए अनुकूलित वास्तुकला है।[1]: 104–107 [2] डीएसपीएस एमओएस इंटीग्रेटेड विद्युत परिपथ चिप्स पर निर्मित होती हैं।[3][4] इनमें व्यापक रूप से ऑडियो सिग्नल प्रोसेसिंग, दूरसंचार, डिजिटल इमेज प्रोसेसिंग, रडार, सोनार और वाक् पहचान सिस्टम, और सामान्य उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे मोबाइल फोन, डिस्क ड्राइव और हाई-डेफिनिशन टेलीविजन उत्पादों में उपयोग किए जाते हैं।[3]

डीएसपी का लक्ष्य सामान्यतः फिल्टर को मापने या वास्तविक दुनिया के एनालॉग सिग्नल को संपीड़ित करना है। अधिकांश सामान्य प्रयोजन वाले माइक्रोप्रोसेसर डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण कलन विधि का सफलतापूर्वक समायोजन किया जाता है, लेकिन वास्तविक समय में इस तरह की प्रक्रियाओं को निरंतर बनाये रखने में सक्षम नहीं है। इसके अलावा, समर्पित डीएसपी में बेहतर बिजली क्षमता होती है, इस प्रकार वे बिजली की खपत में कमी के कारण मोबाइल फोन जैसे पोर्टेबल उपकरणों में अधिक उपयुक्त होते हैं।[5] डीएसपीएस सामान्यतः विशेष मेमोरी वास्तुकला का उपयोग करते हैं जो एक ही समय में एक से अधिक डेटा या निर्देशों प्राप्त करने में सक्षम होते हैं।

अवलोकन

एक विशिष्ट अंकीय प्रसंस्करण प्रणाली

डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण डीएसपी कलन विधि को सामान्यतः डेटा नमूनों की एक श्रृंखला पर बड़ी संख्या में गणितीय कार्यों को जल्दी और बार-बार करने की आवश्यकता होती है, यह अंकीय रूप से हेरफेर करते है फिर वापस एनालॉग रूप में परिवर्तित हो जाते हैं। कई डीएसपी अनुप्रयोगों में विलंबता अभियान्त्रिक बाधाएं हैं, यानी प्रणाली के काम करने के लिए, डीएसपी ऑपरेशन को कुछ निश्चित समय के भीतर पूरा किया जाना चाहिए, तथा आस्थगित बैच प्रसंस्करण करने योग्य नहीं है।

अधिकांश सामान्य-उद्देश्य वाले माइक्रोप्रोसेसर और ऑपरेटिंग प्रणाली के डीएसपी कलन विधि को सफलतापूर्वक निष्पादित कर सकते हैं, लेकिन बिजली दक्षता में कमी के कारण मोबाइल फोन और पीडीए जैसे पोर्टेबल उपकरणों में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं।[5]चूँकि, एक विशेष डीएसपी कम कीमत पर अच्छा प्रदर्शन करता है, इसे कम अलंबता और विशेष शीतलन के लिए बड़े बैटरियों की कोई ज़रूरत नहीं होती है।[citation needed]

इस प्रकार के प्रदर्शन सुधारों ने वाणिज्यिक संचार उपग्रहों में डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण की शुरुआत हुई है, जहां सैकड़ों हजारों एनालॉग फिल्टर, स्विच, आवृत्ति कन्वर्टर्स और इतने पर अपलिंक के लिए संकेतों को प्राप्त करने और संसाधित करके उन्हें डाउनलिंकिंग के लिए तैयार करने की आवश्यकता होती है, अब उपग्रह के भार, बिजली की खपत, निर्माण की जटिलता/लागत, विश्वसनीयता और प्रचालन के लचीलेपन से महत्वपूर्ण लाभ उठाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 2018 में प्रक्षेपित किए गए परिचालक एसईएस के एसईएस -12 और एसईएस -14 उपग्रह, दोनों को एयरबेस रक्षा और अंतरिक्ष द्वारा डीएसपी का उपयोग करके 25% क्षमता के साथ बनाया गया था।।[6]

डीएसपी की संरचना को विशेष रूप से डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण के लिए अनुकूलित किया गया है। अधिकांश अनुप्रयोग प्रक्रमक या माइक्रोकंट्रोलर के रूप में कुछ सुविधाओं का समर्थन करते हैं, क्योंकि संकेत प्रक्रमण प्रणाली का एकमात्र कार्य है। डीएसपी कलन विधि को अनुकूलित करने के लिए कुछ उपयोगी विशेषताएं नीचे दी गई हैं।

वास्तुकला

सॉफ्टवेयर वास्तुकला

सामान्य प्रयोजन प्रोसेसर के मानकों के अनुसार, डीएसपी निर्देश सेट सामान्यतः अनियमित होते हैं, जबकि पारंपरिक निर्देश सेट अधिक सामान्य निर्देशों से बने होते हैं जो उन्हें व्यापक प्रकार के संचालन करने की अनुमति देते हैं, अंकीय संकेत प्रक्रिया के लिए अनुकूलित निर्देश सेट में सामान्य गणितीय संचालन के निर्देश होते हैं जो सामान्यतः डीएसपी गणना में होते हैं। दोनों पारंपरिक और डीएसपी-अनुकूलित निर्देश सेट किसी भी मनमानी संचालन की गणना करने में सक्षम हैं, लेकिन एक ऑपरेशन जिसे गणना करने के लिए कई एआरएम या x86 निर्देशों की आवश्यकता हो सकती है, उसे डीएसपी अनुकूलित निर्देश सेट में केवल एक निर्देश की आवश्यकता हो सकती है।

सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर के लिए एक निहितार्थ यह है कि हैंड अनुकूलित सबरूटीन असेंबली प्रोग्राम को आवश्यक कलन विधि को संभालने के लिए विकसित कंपाइलर तकनीकों पर निर्भर रहने के बजाय, लाइब्रेरियों में पुनः उपयोग के लिए पैक किया जाता है। यहां तक ​​​​कि आधुनिक कंपाइलर अनुकूलन के साथ हाथ से बने कोड अधिक कुशल है। और डीएसपी गणना में शामिल कई सामान्य कलन विधि वास्तुकलात्मक अनुकूलन का पूरा लाभ लेने के लिए हाथ से लिखी गयी है।

  • गुणा-संचय संचालन
  • संबंधित निर्देश:
  • फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म क्रॉस-रेफरेंसिंग के लिए परिपत्र बफर और बिट-प्रतिलोमित एड्रेसिंग मोड में मॉड्यूलर अंकगणितीय एड्रेसिंग के लिए विशेष निर्देश हैं।
  • डीएसपी कभी-कभी हार्डवेयर को सरल बनाने और कोडिंग दक्षता बढ़ाने के लिए समय-स्थिर एन्कोडिंग का उपयोग करते हैं।[citation needed]
  • कई अंकगणितीय इकाइयों को प्रति निर्देश चक्र में कई अभिगम का समर्थन करने के लिए मेमोरी वास्तुसंरचना की आवश्यकता हो सकती है - पर 2 अलग डेटा और अगले अनुदेश से 2 डेटा मानों को पढ़ने में समर्थन करते हैं, और निर्देश कैशे, एक तीसरे प्रोग्राम की स्मृति से एक साथ होती है।[7][8][9][10]
  • विशेष लूप नियंत्रण, जैसे बहुत तंग लूप में कुछ अनुदेश शब्दों को निष्पादित करने के लिए वास्तुशिल्प का समर्थन करते है जैसे शून्य-ओवरहेड लूपिंग [11][12] और हार्डवेयर लूप बफ़र्स।[13][14]


डेटा निर्देश

  • संतृप्ति अंकगणित , जिसमें अतिप्रवाह उत्पन्न करने वाले संक्रिया अधिकतम या न्यूनतम मानों पर संचित होती है। और उनके मानों को आप रजिस्टर में कवर कर सकते है। कई सामान्य प्रयोजन सीपीयू, मैक्स वन न्यूनतम से अतिप्रवाह नहीं होता है चूँकि यह अधिकतम पर रहता है। कभी-कभी विभिन्न स्टिकी बिट्स ऑपरेशन मोड में उपलब्ध होते हैं।
  • निश्चित-बिंदु अंकगणित का उपयोग सामान्यतः अंकगणितीय प्रसंस्करण को गति देने के लिए किया जाता है
  • पाइपलाइन (कंप्यूटिंग) के लाभों को बढ़ाने के लिए एकल-चक्र संचालन

कार्यक्रम प्रवाह

  • तैरनेवाला स्थल यूनिट को सीधे डेटा पथ में एकीकृत किया जाता है
  • पाइपलाइन (कंप्यूटिंग) वास्तुकला
  • अत्यधिक समानांतर गुणक-संचयक (मैक इकाइयां)
  • हार्डवेयर-नियंत्रित लूपिंग, लूपिंग ऑपरेशन के लिए आवश्यक ओवरहेड को कम करने या खत्म करने के लिए किया जाता है

हार्डवेयर वास्तुसंरचना

अभियांत्रिकी में, हार्डवेयर वास्तुसंरचना भौतिक घटकों तथा उनके अंतर्संबंधों की एक प्रणाली की पहचान को निर्दिष्ट करता है, इस विवरण को सामान्यतः हार्डवेयर डिजाइन मॉडल कहा जाता है, हार्डवेयर डिजाइनरों को इस बात की अनुमति देता है कि कैसे उनके घटक प्रणाली वास्तु संरचना में फिट बैठते हैं, और सॉफ्टवेयर घटक डिजाइनरों के सॉफ्टवेयर विकास और एकीकरण के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं, हार्डवेयर वास्तु संरचना की स्पष्ट परिभाषा के द्वारा विभिन्न पारंपरिक अभियान्त्रिक विषयों की अनुमति दी जाती है। जैसे, इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल अभियान्त्रिक को नई मशीनों, उपकरणों और घटकों के विकास और निर्माण के लिए अधिक प्रभावी ढंग से काम करने की अनुमति देती है।

हार्डवेयर एक ऐसी अभिव्यक्ति है जिसका प्रयोग कंप्यूटर अभियान्त्रिक उद्योग में संगणक यंत्र हार्डवेयर को उस सॉफ्टवेयर से स्पष्ट रूप से अलग करने के लिए किया जाता है।हार्डवेयर कंप्यूटर की एक ऐसी इकाई हैं जिसका प्रयोग कंप्यूटर अभियान्त्रिकी के उद्योगों में एक कंप्यूटर हार्डवेयर उपकरण को उपयोग किये जाने वाले सॉफ्टवेयर से अलग करने के लिए किया जाता हैविधाओं में हार्डवेयर के लिए किसी प्रकार का कंप्यूटर आवश्यक नहीं है। एक आधुनिक ऑटोमोबाइल अपोलो अंतरिक्ष यान की तुलना में बहुत अच्छे से चलाता है। इसके अलावा आधुनिक विमान उन लाखों कंप्यूटर निर्देशों को चलाए बिना काम नहीं कर सकता है, जो सामान्य कंप्यूटर हार्डवेयर और विशिष्ट हार्डवेयर उपकरणों जैसे आईसी वायर्ड लॉजिक गेट, एनालॉग और हाइब्रिड डिवाइस, और अन्य अंकीय उपकरणों में निहित और वितरित हैं। कंप्यूटर, निजी अंकीय सहायक (पीडीए), सेल फोन, सर्जिकल उपकरण, उपग्रहों, और पनडुब्बियों सहित विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के आधार पर अलग-अलग भौतिक घटकों के संयोजन को प्रभावी ढंग से प्रतिरुप देने की आवश्यकता है।

मेमोरी वास्तुकला

डेटा को स्ट्रीम करने के लिए डीएसपी सामान्यतः अनुकूलित होते हैं, और विशेष मेमोरी वास्तुसंरचना का उपयोग करते हैं, जो एक ही समय में कई डेटा या निर्देश को प्राप्त करने में सक्षम होते हैं जैसे कि हार्वर्ड वास्तुकला या संशोधित वॉन न्यूमैन वास्तुकला जो अलग प्रोग्राम और डेटा मेमोरी का उपयोग करते हैं, कभी-कभी एक से अधिक डेटा पर समवर्ती पहुंच भी होती हैं

डीएसपीएस कभी-कभी कैशे पदानुक्रम और संबंधित देरी के बारे में जानने के लिए समर्थन कोड पर भरोसा कर सकते हैं। यह एक ट्रेडमार्क है जो बेहतर प्रदर्शन के लिए अनुमति देता है।[clarification needed]. इसके अलावा, प्रत्यक्ष मेमोरी अभिगम का व्यापक उपयोग किया जाता है।

एड्रेसिंग और अप्रत्यक्ष मेमोरी

डीएसपीएस सामान्यतः मल्टी टास्किंग ऑपरेटिंग प्रणाली का उपयोग करते हैं, लेकिन आभासी मेमोरी या मेमोरी संरक्षण के लिए उनके पास कोई समर्थन नहीं होता है। आभासी मेमोरी का उपयोग करने वाले ऑपरेटिंग प्रणाली को प्रक्रिया (कंप्यूटिंग) के बीच संदर्भ स्विचिंग के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है, जो विलंबता को बढ़ाता है।

  • हार्डवेयर मोडुलो एड्रेसिंग
    • परिपत्र बफ़र्स को रैपिंग के लिए परीक्षण किए बिना कार्यान्वित करने की अनुमति देता है
  • बिट-रिवर्स एड्रेसिंग, एक विशेष एड्रेसिंग मोड
    • एफएफटी की गणना के लिए उपयोगी
  • मेमोरी प्रबंधन इकाई का अपवर्जन
  • पता निर्माण इकाई

इतिहास

पृष्ठभूमि

टीआरडव्लू  टीडीसी1010 गुणक-संचयक

डीएसपी एकीकृत बिजली परिपथ के आगमन से पहले अकेले खड़े डिजिटल संकेत प्रसंस्करण थे, डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण का अनुप्रयोग सामान्यतः बिट-स्लाइस चिप्स का उपयोग करके किया जाता था। एएमडी एम2900 बिट-स्लाइस चिप अपने घटकों परिवार के साथ एक बहुत लोकप्रिय पसंद और.संदर्भ डिजाइन एएमडी से था।, लेकिन सामान्यतः एक विशेष डिजाइन की विशिष्ट एप्लिकेशन पर थीं। इन बिट स्लाइस वास्तुसंरचना में कभी-कभी एक परिधीय गुणक चिप शामिल होती है। इन मल्टी प्लयेरो के उदाहरण टीआरडब्ल्यू इंक की एक श्रृंखला थी जिसमें टीडीसी1008 और टीडीसी1010 शामिल थे, जिनमें से कुछ में एक संचयक यंत्र शामिल था, जो अपेक्षित गुणा-संचय मैक फ़ंक्शन प्रदान करता था।

1970 के दशक में मॉस्फेट मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर, या मॉस ट्रांजिस्टर को व्यापक रूप से अपनाने से इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल प्रक्रिया में क्रांति आ गई थी।[15] मॉस इंटीग्रेटेड विद्युत परिपथ टेक्नोलॉजी 1970 के दशक की शुरुआत में पहले सिंगल-चिप सूक्ष्म प्रक्रिया और माइक्रोकंट्रोलर्स का आधार थी,[16] और फिर 1970 के दशक के अंत में पहला सिंगल-चिप डीएसपी है।[3][4] डिजिटल सिग्नल प्रसंस्करण में एक और महत्वपूर्ण विकास डेटा का संपीड़न था। रैखिक भविष्य कहने वाला कोडिंग एलपीसी पहली बार 1966 में नागोया विश्वविद्यालय के फुमितदा इटाकुरा और निप्पॉन टेलीग्राफ और टेलीफोन एनटीटी के शुज़ो सैटो द्वारा विकसित किया गया था, और फिर बिष्णु एस अटल और मैनफ्रेड आर श्रोएडर द्वारा बेल लैब्स में विकसित किया गया था। 1970 के दशक के मध्य और, अंत से पहले भाषण सिंथेसाइज़र डीएसपी चिप का आधार बन गया।[17] असतत कोसाइन ट्रांसफ़ॉर्म डीसीटी को पहली बार 1970 के दशक की शुरुआत में अहमद द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और तब से डीएसपी चिप व्यापक रूप से लागू किया गया है, जिसमें कई कंपनियां डीसीटी तकनीक पर आधारित डीएसपी चिप विकसित कर रही हैं। डीसीटी का व्यापक रूप से एन्कोडिंग , डिकोडिंग, वीडियो कोडिंग , ऑडियो कोडिंग , बहुसंकेतन , कंट्रोल सिग्नल, संकेतन , एनालॉग-टू-अंकीय रूपांतरण , स्वरूपण चमक और रंग अंतर, और रंग प्रारूप जैसे वाईयूवी444 और वाईयूवी411 के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। डीसीटी का उपयोग गति अनुमान , गति क्षतिपूर्ति, इंटर-फ्रेम भविष्यवाणी, परिमाणीकरण (संकेत प्रक्रिया ) , अवधारणात्मक भार, एन्ट्रापी एन्कोडिंग , चर एन्कोडिंग, और गति वैक्टर जैसे एन्कोडिंग कार्यों के लिए भी किया जाता है, विभिन्न रंगों के बीच उलटा संचालन जैसे डिकोडिंग संचालन के लिए भी उपयोग किया जाता है। प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए प्रारूप वाईआईक्यू , YUV और आरजीबी डीसीटी का उपयोग सामान्यतः हाई-डेफिनिशन टेलीविजन एन्कोडर/डिकोडर चिप के लिए भी किया जाता है।[18]


विकास

1976 में रिचर्ड विगिंस ने पॉल ब्रेडलव, लैरी ब्रान्टिंघम तथा टेक्सस उपकरण डलास अनुसंधान सुविधा के लिए जीन फ्रांट्ज को वर्ण और स्पेल की अवधारणा प्रस्तुत की। दो साल बाद 1978 में, उन्होंने पहली स्पीक एंड स्पेल का निर्माण किया, जिसमें तकनीकी केंद्रबिंदु टीएमएस5100 था,[19] उधोग का पहला डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर था।, इसने अन्य मील के पत्थर भी स्थापित किए, इसने भाषण संश्लेषण करने के लिए रैखिक भविष्य करने वाली कोडिंग के लिए प्रयोग की जाने वाली पहली चिप थी।[20] चिप ने 7 μm पीएमओएस निर्माण प्रक्रिया को भी संभव बनाया ।[21]

1978 में, अमेरिकी माइक्रोप्रणाली्स (AMI) ने एस2811 प्रकाशित किए।[3][4] एएमआई एस2811 संकेत प्रक्रिया पेरिफेरल का एक हार्डवेयर गुणक है जो इसे एकल अनुदेश में बहु-संचित संक्रिया करने में सक्षम बनाता है।[22] एस2281 पहली एकीकृत विद्युत परिपथ चिप थी, जिसे विशेष रूप से डीएसपी के रूप में डिजाइन किया गया था, और वीएमओएस का उपयोग करके बनाया गया था, ये एक ऐसी तकनीक जो पहले कभी बड़े पैमाने पर उत्पादित नहीं हुई थी।[4] इसे मोटोरोला 6800 के लिए माइक्रो प्रोसेसर परिधीय के रूप में डिजाइन किया गया था।[3] और इसे मेज़बान द्वारा आरंभ किया जाना था। एस2811 बाजार में सफल नहीं रहा।

1979 में, इंटेल ने 2920 को एनालॉग संकेत प्रक्रमक के रूप में जारी किया।[23] इसमें आंतरिक संकेत प्रक्रमक के साथ ऑन-चिप एडीसी/डीएसी था, लेकिन इसमें हार्डवेयर गुणक नहीं था और बाजार में सफल नहीं था।

1980 में, अकेले प्रथम चरण के डीएसपीएस निप्पॉन इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन के एनईसी µPD7720 तथा एटीएंडएस के डीएसपी-1 अंतरराष्ट्रीय ठोस अवस्था विद्युत परिपथ सम्मेलन '80 में प्रस्तुत किए गए। दोनों प्रोसेसर सार्वजनिक स्विचित टेलीफोन नेटवर्क पीएसटीएन दूरसंचार के अनुसंधान से प्रेरित थे। µPD7720, वॉयसबैंड अनुप्रयोगों के लिए पेश किया गया था, सबसे व्यावसायिक रूप से सफल प्रारंभिक डीएसपीएस में से एक था।[3]

अल्टमिरा ड़ीएक्स-1 एक अन्य प्रारंभिक डीएसपी था, जिसमें विलंबित शाखाओं और शाखा भविष्यवाणी के साथ क्वाड पूर्णांक पाइपलाइनों का उपयोग किया जाता था[citation needed]

1983 में प्रस्तुत टीएमएस32010  टेक्सास इंस्ट्रक्शंस (TI) द्वारा उत्पादित एक अन्य डीएसपी बड़ी सफल साबित हुई। यह हार्वर्ड वास्तुसंरचना पर आधारित थी, और इस तरह इनके पास अलग से निर्देश और आँकड़े मेमोरी भी थे। इसमें पहले से ही एक विशेष निर्देश सेट था जिसमें लोड-और-संचय या गुणा-और-संचय जैसे निर्देश थे। यह 16-बिट संख्याओं पर काम कर सकता है और मल्टीप्ली-ऐड ऑपरेशन के लिए 390 एनएस की आवश्यकता होती है। टीआई अब सामान्य प्रयोजन के डीएसपी मार्केट लीडर है।

लगभग पांच वर्ष बाद डीएसपीएस की दूसरी पीढ़ी फैल गई। उनके पास दो ऑपरेंड को एक साथ स्टोर करने और तंग लूपों को गति देने के लिए हार्डवेयर शामिल करने के लिए 3 मेमोरी थीं, उनके पास एक एड्रेसिंग इकाई होती थी जो लूप-एड्रेसिंग में सक्षम होती थी। उनमें से कुछ 24-bit चरों पर संचालित होते थे और मैक के लिए सामान्य मॉडल के लिए केवल 21 एनएस की आवश्यकता होती थी। इस पीढ़ी के सदस्य उदाहरण के लिए एटी एंड टी डीएसपी16A या मोटोरोला 56000 थे।

तीसरी पीढ़ी में मुख़्य सुधार था डेटा पथ में लागू विशिष्ट इकाइयों और निर्देशों का आगमन था, या कभी-कभी कोप्रोसेसरों के रूप में.इन इकाइयों द्वारा बहुत विशिष्ट लेकिन जटिल गणितीय समस्याओं जैसे फूयर-ट्रांसफ़ॉर्म या मैट्रिक्स प्रचालन के प्रत्यक्ष हार्डवेयर त्वरण की अनुमति दी, जैसे, मोटोरोला एम सी68356 जैसे कुछ चिप में समानांतर रूप से काम करने के लिए एक से अधिक प्रोसेसर कोर भी शामिल किए गए। 1995 से अन्य डीएसपीएस टीआई टीएमएस320c541 या टीएमएस 320C80 है।

चौथी पीढ़ी को निर्देश सेट में परिवर्तन और निर्देश एन्कोडिंग/डिकोडिंग द्वारा सबसे अच्छी विशेषता है। एसआईएमडी विस्तार से जोड़े गए, और वीएलआईडब्ल्यू और सुपरस्केलर वास्तुसंरचना में दिखाई दिए। हमेशा की तरह, घड़ी की गति में वृद्धि हुई है, और अब 3 एनएस मैक संभव हो गया।

आधुनिक डीएसपी

आधुनिक संकेत प्रक्रमक का प्रदर्शन अधिक होता है, इसका कारण प्रौद्योगिकी तथा स्थापत्य कला, दोनों ही हैं जैसे निम्न डिजाइन नियम। तेजी से पहुँच दो स्तरीय कैश (ई)डीएमए परिपथीय एक व्यापक बस प्रणाली है। सभी DSP उसी गति से उपलब्ध नहीं होते हैं और कई तरह के संकेत प्रोसेसरों में मौजूद होते हैं, इसलिए इनमें से हर एक एक विशिष्ट कार्य के लिए बेहतर है जिसका मूल्य लगभग 1.50 अमरीकी डालर से लेकर 300 अमरीकी डालर तक है।

टेक्सास उपकरण टीएमएस320C6000 सीरीज डीएसपीएस उत्पादित करते हैं, जिसकी घड़ी की गति 1.2 गीगाहर्ट्ज़ है और अलग से अनुदेश व डेटा कैशे लागू करते हैं उनके पास 8 एमआईबी द्वितीय स्तर की कैशे और 64 एडीएमए चैनल हैं। शीर्ष मॉडल, 8000 एमआईपीएस(प्रति सेकंड लाखों निर्देश ), में सक्षम हैं, वीएलवाई (बहुत लंबा निर्देश शब्द ) का उपयोग करते हैं, प्रति घड़ी चक्र के लिए आठ संक्रियाओं का प्रदर्शन करने और विभिन्न बाह्य उपकरणों और विभिन्न पीसीआई/सीरियल/आदि के साथ संगत हैं, टीएम320C6474 प्रत्येक चिप में इस तरह के तीन डीएसपीएस होते हैं, और नई पीढ़ी के सी6000 चिप चल बिंदु तथा नियत बिन्दु प्रसंस्करण को सपोर्ट करते हैं।

फ्रीस्केल एक बहु-कोर डीएसपी परिवार,एमएसC81xx का उत्पादन करता है। एमएसC81xx स्टार कोर वास्तुसंरचना प्रोसेसर पर आधारित है और नवीनतम एमएससी8144 डीएसपी चार प्रोग्रामो एससी3400 स्टारकोर डीएसपी कोर को जोड़ती है। प्रत्येक एससी3400 स्टारकोर डीएसपी कोर घड़ी की गति 1गीगाहर्टज है।

एक्सएमओएस प्रोसेसर की एक मल्टी-कोर मल्टी-थ्रेडेड लाइन तैयार करता है जो डीएसपी संचालन के लिए उपयुक्त है, वे 400 से 1600 एमआईपीएस तक की विभिन्न गति में आते हैं। प्रोसेसर में एक बहु-थ्रेडेड वास्तुसंरचना होता है जो प्रति कोर 8 रीयल-टाइम थ्रेड्स की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि 4 कोर डिवाइस 32 रीयल टाइम थ्रेड्स का समर्थन करेगा। थ्रेड एक दूसरे के बीच बफ़र किए गए चैनलों के साथ संचार करते हैं जो 80 एमबीटी/एस तक की क्षमता रखते हैं। यह डिवाइस सी में आसानी से प्रोग्राम योग्य है और पारंपरिक सूक्ष्म-नियंत्रकों तथा एफपीजीए के बीच अंतर को कम करने के उद्देश्य से बनाई जा सकती है।

सीईवीए, इंक.डीएसपी के तीन अलग-अलग परिवारों का उत्पादन और लाइसेंस करता है। शायद सबसे प्रसिद्ध और सबसे व्यापक रूप से तैनात सीईवीए टीकलाइट डीएसपी परिवार है, जो एक क्लासिक मेमोरी आधारित वास्तुसंरचना है, जिसमें 16-बिट या 32-बिट शब्द-चौड़ाई और सिंगल या डुअल मल्टीप्ली-संचय ऑपरेशन है। सीईवीए-एक्स डीएसपी परिवार वीएलआईडब्ल्यू और एसआईएमडी वास्तुसंरचना का संयोजन प्रदान करता है, जिसमें परिवार के विभिन्न सदस्य दोहरी या 16 बिट मैक देते हैं। सीईवीए-एक्ससी डीएसपी परिवार सॉफ्टवेयर-परिभाषित रेडियो एसडीआर मोडेम डिजाइन का लक्ष्य रखता है। और वीएलआईडब्ल्यू के अद्वितीय संयोजन और वेक्टर वास्तुसंरचना के 32 बिट मैक के साथ एक विशेष संयोजन का लाभ उठाता है।

एनालॉग डिवाइस सुपर हार्वर्ड वास्तुसंरचना सिंगल-चिप कंप्यूटर आधारित डीएसपी का उत्पादन करते हैं और प्रदर्शन में 66 मेगाहर्ट्ज/198 एमएफएलओपीएस मिलियन फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशंस प्रति सेकेंड से 400 मेगाहर्ट्ज/2400 एमएफएलओपीएस तक रेंज का उत्पादन करते हैं। कुछ मॉडल एकाधिक द्विआधारी गुणको और अंकगणित तर्क इकाइयों, एकल निर्देश, एकाधिक डेटा निर्देश और ऑडियो प्रोसेसिंग-विशिष्ट घटकों और बाह्य उपकरणों का समर्थन करते हैं। एम्बेडेड अंकीय संकेत प्रक्रिया का ब्लैकफिन परिवार एक सामान्य उपयोग प्रोसेसर के साथ डीएसपी की विशेषताओं को जोड़ता है। नतीजतन, ये प्रोसेसर वास्तविक समय में डेटा पर काम करते हुए माइक्रोक्लिनिक्स वेग और न्यूक्लियस आरटीओएस जैसे सरल ऑपरेटिंग प्रणाली चला सकते हैं। जब कि रीयल-टाइम डेटा पर कार्य करते हैं।

एनएक्सपी सेमीकंडक्टर्स ऑडियो और वीडियो प्रसंस्करण के लिए अनुकूलित ट्राईमीडिया मीडियाप्रोसेसर वीएलआईडब्ल्यू तकनीक पर आधारित डीएसपी का उत्पादन करते हैं। कुछ उत्पादों में डीएसपी कोर प्रणाली-ऑन-अ-चिप में फिक्स्ड फंक्शन ब्लॉक के रूप में छिपा होता है, लेकिन एनएक्सपी लचीले सिंगल कोर मीडिया प्रोसेसर को एक श्रृंखला भी प्रदान करता है। ट्राईमीडिया मीडिया प्रोसेसर फिक्स्ड-पॉइंट अंकगणित के साथ ही फ्लोटिंग-पॉइंट अंकगणित दोनों का समर्थन करते हैं, और जटिल फिल्टर और एन्ट्रापी कोडिंग से निपटने के लिए विशिष्ट निर्देश देते हैं।

सीएसआर पीएलसी एसओसी के क्वाट्रो परिवार का उत्पादन करता है जिसमें स्कैनर और कॉपियर अनुप्रयोगों के लिए दस्तावेज़ छवि डेटा को संसाधित करने के लिए अनुकूलित है, इसमें एक या अधिक कस्टम इमेजिंग डीएसपी में शामिल हैं।

माइक्रोचिप प्रौद्योगिकी डीएसपीएस के पीआईसी24 पर आधारित डीएसपीआईसी लाइन का उत्पादन करती है। वर्ष 2004 में शुरू की गई डीएसपीआईसी की डिजाइन सही डीएसपी के साथ-साथ एक वास्तविक माइक्रो नियंत्रक जैसे मोटर नियंत्रण और बिजली आपूर्ति के अनुप्रयोगों के लिए तैयार की गई है। डीएसपीआईसी 40एमपीएस तक चलता है और इसमें 16 बिट फिक्स्ड पॉइंट मैक, बिट रिवर्स और मॉडुलो एड्रेस और डीएमए का समर्थन करते है।

अधिकांश डीएसपी फिक्स्ड-पॉइंट अंकगणित का उपयोग करते हैं, क्योंकि वास्तविक दुनिया संकेत प्रक्रिया में फ्लोटिंग पॉइंट द्वारा प्रदान की गई अतिरिक्त रेंज की आवश्यकता नहीं होती है, और कम हार्डवेयर जटिलता के कारण एक बड़ा गति लाभ और लागत लाभ होता है। फ़्लोटिंग पॉइंट डीएसपी उन अनुप्रयोगों में अमूल्य हो सकते हैं जहां एक विस्तृत गतिशील रेंज की आवश्यकता होती है। उत्पाद डेवलपर्स अधिक महंगे हार्डवेयर के बदले सॉफ्टवेयर विकास की लागत और जटिलता को कम करने के लिए फ्लोटिंग पॉइंट डीएसपी का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि फ्लोटिंग पॉइंट में कलन विधि को लागू करना सामान्यतः आसान होता है।

सामान्यतः डीएसपी समर्पित एकीकृत विद्युत परिपथ होते हैं, चूँकि डीएसपी कार्यक्षमता के क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली श्रंखला द्वार ऐरे चिप है जो एफपीजीए का उपयोग करके भी तैयार किया जा सकती है।

एंबेडेड सामान्य-उद्देश्य आरआईएससी प्रोसेसर कार्यक्षमता की तरह तेजी से डीएसपी बनते जा रहे हैं। उदाहरण के लिए, टेक्सास उपकरण ओएमएपी प्रोसेसर में एआरएम कोर्टेक्स-ए8 और सी 6000 डीएसपी शामिल हैं।

संचार में डीएसपीएस की एक नई नस्ल जो डीएसपी कार्यों और एच/डब्ल्यू त्वरण समारोह दोनों को मिलाकर मुख्य धारा में पहुंच रहा है।ऐसे मॉडेम प्रोसेसर में एएसओसीएस मोडेमएक्स और

सीईवीए का एक्ससी4000 शामिल है।

मई 2018 में, चीन इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी समूह के नानजिंग रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी द्वारा डिजाइन किए गए हुआरुई -2 ने स्वीकृति पारित की। 0.4 टीफ्लॉप्स, टीएफएलओपीएस की प्रसंस्करण गति के साथ, चिप वर्तमान मुख्यधारा डीएसपी चिप की तुलना में बेहतर प्रदर्शन क रसकती है।[24] डिज़ाइन टीम ने हुआरुई -3 बनाना शुरू कर दिया है, जिसमें टीफ्लॉप्स स्तर पर प्रसंस्करण गति और कृत्रिम बुद्धिमत्ता का समर्थन करती है।[25]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Dyer, Stephen A.; Harms, Brian K. (13 August 1993). "Digital Signal Processing". In Yovits, Marshall C. (ed.). Advances in Computers. Vol. 37. Academic Press. pp. 59–118. doi:10.1016/S0065-2458(08)60403-9. ISBN 978-0120121373. ISSN 0065-2458. LCCN 59015761. OCLC 858439915. OL 10070096M.
  2. ↑ Liptak, B. G. (2006). Process Control and Optimization. Instrument Engineers' Handbook. Vol. 2 (4th ed.). CRC Press. pp. 11–12. ISBN 978-0849310812 – via Google Books.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 "1979: Single Chip Digital Signal Processor Introduced". The Silicon Engine. Computer History Museum. Retrieved 14 October 2019.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 Taranovich, Steve (August 27, 2012). "30 years of DSP: From a child's toy to 4G and beyond". EDN. Retrieved 14 October 2019.
  5. ↑ 5.0 5.1 Ingrid Verbauwhede; Patrick Schaumont; Christian Piguet; Bart Kienhuis (2005-12-24). "Architectures and Design techniques for energy efficient embedded DSP and multimedia processing" (PDF). rijndael.ece.vt.edu. Retrieved 2017-06-13.
  6. ↑ Beyond Frontiers Broadgate Publications (September 2016) pp22
  7. ↑ "Memory and DSP Processors".
  8. ↑ "DSP processors: memory architectures"
  9. ↑ "Architecture of the Digital Signal Processor"
  10. ↑ "ARC XY Memory DSP Option".
  11. ↑ "Zero Overhead Loops".
  12. ↑ "ADSP-BF533 Blackfin Processor Hardware Reference". p. 4-15.
  13. ↑ "Understanding Advanced Processor Features Promotes Efficient Coding".
  14. ↑ "Techniques for Effectively Exploiting a Zero Overhead Loop Buffer".
  15. ↑ Grant, Duncan Andrew; Gowar, John (1989). Power MOSFETS: theory and applications. Wiley. p. 1. ISBN 9780471828679. The metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is the most commonly used active device in the very large-scale integration of digital integrated circuits (VLSI). During the 1970s these components revolutionized electronic signal processing, control systems and computers.
  16. ↑ Shirriff, Ken (30 August 2016). "The Surprising Story of the First Microprocessors". IEEE Spectrum. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 53 (9): 48–54. doi:10.1109/MSPEC.2016.7551353. S2CID 32003640. Retrieved 13 October 2019.
  17. ↑ Gray, Robert M. (2010). "A History of Realtime Digital Speech on Packet Networks: Part II of Linear Predictive Coding and the Internet Protocol" (PDF). Found. Trends Signal Process. 3 (4): 203–303. doi:10.1561/2000000036. ISSN 1932-8346.
  18. ↑ Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscences of the Early Work in DCT: Interview with K.R. Rao" (PDF). Reprints from the Early Days of Information Sciences. Tampere International Center for Signal Processing. 60. ISBN 978-9521528187. ISSN 1456-2774. Archived (PDF) from the original on 30 December 2021. Retrieved 30 December 2021 – via ETHW.
  19. ↑ "Speak & Spell, the First Use of a Digital Signal Processing IC for Speech Generation, 1978". IEEE Milestones. IEEE. Retrieved 2012-03-02.
  20. ↑ Bogdanowicz, A. (2009-10-06). "IEEE Milestones Honor Three". The Institute. IEEE. Archived from the original on 2016-03-04. Retrieved 2012-03-02.
  21. ↑ Khan, Gul N.; Iniewski, Krzysztof (2017). Embedded and Networking Systems: Design, Software, and Implementation. CRC Press. p. 2. ISBN 9781351831567.
  22. ↑ Alberto Luis Andres. "Digital Graphic Audio Equalizer". p. 48.
  23. ↑ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2020-09-29. Retrieved 2019-02-17.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  24. ↑ "国产新型雷达芯片华睿2号与组网中心同时亮相-科技新闻-中国科技网首页". 科技日报. Retrieved 2 July 2018.
  25. ↑ 王珏玢. "全国产芯片华睿２号通过"核高基"验收-新华网". Xinhua News Agency. 南京. Archived from the original on May 26, 2018. Retrieved 2 July 2018.


बाहरी संबंध

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=डिजिटल_सिग्नल_प्रोसेसर&oldid=22699’