数字滤波器信号处理

　　从某种层面上说，DSP是由技术驱动的。DSP技术的一个里程碑是20世纪70年代早期随DSP微处理器或DSP ftP1概念的提出而确立的。20世纪70年代晚期，代商用l）SP uP（Intel2920）开始出现。从那以后，DSP便成为科学、数学和工艺的有价值的独特融合体。尽管过去的30年里，这个领域内的理论和算法都有重要的进步（例如，CooleyˉTukey FFT，1975），但真正推动DSP的是工艺的进步。如今，DSP技术革命的主要受益者是通信（例如，移动电话）以及其后的消费类电子和计算机。将不同的通信技术合理组织起来（例如，数字下变频器），则促使了高性能的便携式无线和网络系统的诞生。DSP同时促进了软件无线电（SDR）的发展，使得一些新型服务成为可能，比如卫星广播（例如，XM无线广播和Sirius无线广播〉及众多全新的地面技术（高清晰度广播或HD广播）。DSP在消费电子中的作用视情况而定。对于音频播放器中的MP3、数码相机中的JPEG以及DVD播放器中的MPEG这类应用，DSP的作用是无可替代的。DSP同时也是计算机中的一项关键技术，它在磁盘控制器、多媒体、影像及视频处理中发挥着重要作用。还有一些领域也大量使用DSP，例如生物医学，运输及防御。DSP技术的未来显然与半导体技术的革新以及人们的聪明才智密切相关。Intel的创始人之一Gordon E.Moore提出了一种预测半导体技术未来发展的方法，即Moore’s定律，它可以表示为：

　　式中，（Nt/A）（t1）表示某一时间点上单位面积内的晶体管数量。这个经验公式预测每18个月晶体管密度将翻一番。几十年来，Moore’s定律均与现实情况吻合，它与半导体光刻技术的发展保持同步，也正是光刻技术的改进使得晶体管尺寸可以更小，这同时寻致：

　　①每个晶体管功耗下降（P～CV²f+泄漏）。

　　②成本更低、复杂度更高的芯片。

　　Moore’s定律可以由半导体存储器的发展来说明，可以看到：

　　①从1970算起，存储器容量增加了1 000 000倍。

　　②从1970算起，存储器带宽增加了100倍。

　　③从1970算起，存储器响应时间缩短了lO倍。

　　在晶体管密度指数增长的同时，带宽和响应时间的改进相对滞后。用Moore’s定律预计处理器技术的发展，可以想象更为复杂的多处理器芯片，即使用多个处理器完成单一功能（例如，图像处理），将变得很平常。但不幸的是，处理器的数据吞吐仍存在问题。从表1给出的两个通用数字设备的并列比较中可以得到更进一步的认识，其中个系统与Intel8080微处理器同时代，而第二个则是更为现代的设各。由Moore’s定律预测的未来将极为惊人。看起来在未来的数字技术中只存在两个限制：一个是人类创造天赋的丧失；另一个则是人们将接近半导体物理预测的物理极限，这时困扰我们的将是原子太大以及光速太慢。

　　表1   Moore’s定律的解释

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