معالج الإشارات الرقمية


معالج الإشارات الرقمية ( DSP ) عبارة عن شريحة معالج دقيق متخصصة ، تم تحسين بنيتها لتلبية الاحتياجات التشغيلية لمعالجة الإشارات الرقمية . [ 1 ] : 104-107 [ 2 ] تُصنع معالجات الإشارات الرقمية على رقائق الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) . [ 3 ] [ 4 ] وهي تُستخدم على نطاق واسع في معالجة الإشارات الصوتية ، والاتصالات ، ومعالجة الصور الرقمية ، والرادار ، والسونار ، وأنظمة التعرف على الكلام ، وفي الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الشائعة مثل الهواتف المحمولة ، ومحركات الأقراص ، ومنتجات التلفزيون عالي الوضوح (HDTV). [ 3 ]
يهدف معالج الإشارات الرقمية (DSP) عادةً إلى قياس الإشارات التناظرية المستمرة في العالم الحقيقي، أو ترشيحها، أو ضغطها . تستطيع معظم المعالجات الدقيقة العامة تنفيذ خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية بنجاح، ولكنها قد لا تتمكن من مواكبة هذه المعالجة بشكل مستمر في الوقت الفعلي. كما تتميز معالجات الإشارات الرقمية المتخصصة بكفاءة طاقة أفضل، مما يجعلها أكثر ملاءمة للأجهزة المحمولة كالهواتف الذكية نظرًا لقيود استهلاك الطاقة. [ 5 ] غالبًا ما تستخدم معالجات الإشارات الرقمية بنى ذاكرة خاصة قادرة على جلب بيانات أو تعليمات متعددة في الوقت نفسه.
ملخص

تتطلب خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية (DSP) عادةً إجراء عدد كبير من العمليات الحسابية بسرعة وبشكل متكرر على سلسلة من عينات البيانات. تُحوّل الإشارات (ربما من مستشعرات الصوت أو الفيديو) باستمرار من تناظرية إلى رقمية، وتُعالج رقميًا، ثم تُحوّل مرة أخرى إلى شكل تناظري. تُفرض قيود على زمن الاستجابة في العديد من تطبيقات معالجة الإشارات الرقمية ؛ أي أنه لكي يعمل النظام، يجب إكمال عملية معالجة الإشارات الرقمية خلال فترة زمنية محددة، ولا يُعدّ التأجيل (أو المعالجة الدفعية) خيارًا عمليًا.
تستطيع معظم المعالجات الدقيقة وأنظمة التشغيل العامة تنفيذ خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية بنجاح، لكنها غير مناسبة للاستخدام في الأجهزة المحمولة كالهواتف المحمولة وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي نظرًا لقيود كفاءة الطاقة. [ 5 ] في المقابل، توفر معالجات الإشارات الرقمية المتخصصة حلولًا أقل تكلفة، مع أداء أفضل، وزمن استجابة أقل، ودون الحاجة إلى تبريد متخصص أو بطاريات كبيرة.
أدت هذه التحسينات في الأداء إلى إدخال معالجة الإشارات الرقمية في أقمار الاتصالات التجارية ، حيث يتطلب استقبال ومعالجة الإشارات الصاعدة وتجهيزها للإرسال الهابط استخدام مئات أو حتى آلاف من المرشحات والمفاتيح ومحولات التردد التناظرية وغيرها، والتي يمكن استبدالها بمعالجات الإشارات الرقمية المتخصصة، مما يوفر فوائد كبيرة لوزن الأقمار الصناعية واستهلاكها للطاقة وتعقيد/تكلفة بنائها وموثوقيتها ومرونة تشغيلها. على سبيل المثال، تم بناء قمري SES-12 وSES-14 التابعين لشركة SES المشغلة، واللذين أُطلقا عام 2018، بواسطة شركة إيرباص للدفاع والفضاء، حيث تم استخدام معالجة الإشارات الرقمية في 25% من سعتهما. [ 6 ]
تم تصميم بنية معالج الإشارات الرقمية (DSP) خصيصًا لمعالجة الإشارات الرقمية. كما يدعم معظمها بعض ميزات معالج التطبيقات أو المتحكم الدقيق، نظرًا لأن معالجة الإشارات نادرًا ما تكون المهمة الوحيدة للنظام. فيما يلي بعض الميزات المفيدة لتحسين خوارزميات معالج الإشارات الرقمية.
بنيان
هندسة البرمجيات
بمعايير المعالجات العامة، غالبًا ما تكون مجموعات تعليمات معالجة الإشارات الرقمية غير منتظمة إلى حد كبير؛ فبينما تتكون مجموعات التعليمات التقليدية من تعليمات أكثر عمومية تسمح لها بتنفيذ مجموعة أوسع من العمليات، تحتوي مجموعات التعليمات المُحسَّنة لمعالجة الإشارات الرقمية على تعليمات للعمليات الحسابية الشائعة التي تتكرر بكثرة في حسابات معالجة الإشارات الرقمية. تستطيع كلتا مجموعتي التعليمات، التقليدية والمُحسَّنة لمعالجة الإشارات الرقمية، حساب أي عملية، ولكن العملية التي قد تتطلب عدة تعليمات من معالجات ARM أو x86 قد تتطلب تعليمة واحدة فقط في مجموعة التعليمات المُحسَّنة لمعالجة الإشارات الرقمية.
من بين تبعات ذلك على هندسة البرمجيات، أن إجراءات لغة التجميع المُحسّنة يدويًا (برامج التجميع) تُجمّع عادةً في مكتبات لإعادة استخدامها، بدلًا من الاعتماد على تقنيات المُترجمات المتقدمة لمعالجة الخوارزميات الأساسية. حتى مع تحسينات المُترجمات الحديثة، تظل لغة التجميع المُحسّنة يدويًا أكثر كفاءة، والعديد من الخوارزميات الشائعة في حسابات معالجة الإشارات الرقمية تُكتب يدويًا للاستفادة الكاملة من تحسينات البنية.
مجموعات التعليمات
- عمليات الضرب والتجميع (MACs، بما في ذلك عمليات الضرب والجمع المدمجة ، FMA)
- تُستخدم على نطاق واسع في جميع أنواع عمليات المصفوفات
- تعتمد خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية الأساسية بشكل كبير على أداء الضرب والتجميع
- التعليمات ذات الصلة:
- تعليمات خاصة لمعالجة البيانات بنظام modulo في المخازن الحلقية ووضع معالجة البيانات المعكوسة بتياً للربط المرجعي في تحويل فورييه السريع
- تستخدم معالجات الإشارات الرقمية أحيانًا التشفير الثابت زمنيًا لتبسيط الأجهزة وزيادة كفاءة الترميز.
- قد تتطلب وحدات الحساب المتعددة بنى ذاكرة تدعم الوصول المتعدد لكل دورة تعليمات، حيث تدعم عادةً قراءة قيمتين من البيانات من ناقلَي بيانات منفصلين، والتعليمات التالية (من ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات، أو من ذاكرة برنامج ثالثة) في آنٍ واحد. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
- تتضمن عناصر التحكم الخاصة في الحلقات، مثل الدعم المعماري لتنفيذ عدد قليل من كلمات التعليمات في حلقة ضيقة للغاية دون تكلفة إضافية لجلب التعليمات أو اختبار الخروج - مثل التكرار بدون تكلفة إضافية [ 11 ] [ 12 ] ومخازن الحلقات المادية. [ 13 ] [ 14 ]
تعليمات البيانات
- في حسابات التشبع ، تتراكم العمليات التي تُنتج تجاوزات عند القيم القصوى (أو الدنيا) التي يمكن أن يستوعبها المسجل، بدلاً من الالتفاف حولها (القيمة القصوى + 1 لا تتجاوز القيمة الدنيا، كما هو الحال في العديد من وحدات المعالجة المركزية للأغراض العامة؛ بل تبقى عند القيمة القصوى). تتوفر أحيانًا أوضاع تشغيل مختلفة للبتات الثابتة.
- غالباً ما يتم استخدام الحساب ذي النقطة الثابتة لتسريع عملية المعالجة الحسابية.
- عمليات الدورة الواحدة لزيادة فوائد خطوط الأنابيب .
تدفق البرنامج
- وحدة الفاصلة العائمة مدمجة مباشرة في مسار البيانات
- بنية خطية
- وحدات الضرب والتجميع المتوازية للغاية (وحدات MAC)
- التكرار المُتحكم به بواسطة الأجهزة ، لتقليل أو إزالة النفقات العامة المطلوبة لعمليات التكرار
بنية الأجهزة
بنية الذاكرة
عادة ما يتم تحسين معالجات الإشارات الرقمية لتدفق البيانات وتستخدم بنى ذاكرة خاصة قادرة على جلب بيانات أو تعليمات متعددة في نفس الوقت، مثل بنية هارفارد أو بنية فون نيومان المعدلة ، والتي تستخدم ذاكرات منفصلة للبرنامج والبيانات (وأحيانًا حتى الوصول المتزامن على ناقلات بيانات متعددة).
قد تعتمد معالجات الإشارات الرقمية أحيانًا على التعليمات البرمجية الداعمة لمعرفة تسلسل هرمية الذاكرة المؤقتة والتأخيرات المرتبطة بها. وهذا حل وسط يسمح بأداء أفضل . بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الوصول المباشر إلى الذاكرة (DMA) على نطاق واسع.
العنونة والذاكرة الافتراضية
تستخدم معالجات الإشارات الرقمية (DSPs) أنظمة تشغيل متعددة المهام بشكل متكرر، لكنها لا تدعم الذاكرة الافتراضية أو حماية الذاكرة. تتطلب أنظمة التشغيل التي تستخدم الذاكرة الافتراضية وقتًا أطول للتبديل بين العمليات ، مما يزيد من زمن الاستجابة.
- معالجة الأجهزة المعيارية
- العنونة المعكوسة بت، نمط عنونة خاص
- مفيد لحساب تحويلات فورييه السريعة
- استبعاد وحدة إدارة الذاكرة
- وحدة توليد العناوين
تاريخ

تطوير
في عام 1976، اقترح ريتشارد ويغينز مفهوم "سبيك آند سبيل" على بول بريدلوف ولاري برانتينغهام وجين فرانتز في مركز أبحاث شركة تكساس إنسترومنتس في دالاس. وبعد عامين، في عام 1978، أنتجوا أول جهاز "سبيك آند سبيل"، وكان محوره التقني هو معالج الإشارات الرقمية TMS5100 ، [ 15 ] أول معالج إشارات رقمية في هذا المجال. كما حقق هذا المعالج إنجازات أخرى، إذ كان أول شريحة تستخدم الترميز التنبؤي الخطي لتوليف الكلام . [ 16 ] وقد أُتيح تصنيع هذه الشريحة باستخدام عملية تصنيع PMOS بدقة 7 ميكرومتر . [ 17 ]
في عام 1978، أصدرت شركة أمريكان مايكروسيستمز (AMI) معالج الإشارات الرقمية S2811. [ 3 ] [ 4 ] يحتوي معالج الإشارات الرقمية S2811، كغيره من معالجات الإشارات الرقمية اللاحقة، على مُضاعِف مادي يمكّنه من إجراء عملية الضرب والتجميع في تعليمة واحدة. [ 18 ] كان S2811 أول شريحة دارة متكاملة مصممة خصيصًا كمعالج إشارات رقمية، ومصنّعة باستخدام تقنية أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة العمودية ( VMOS ، أو V-groove MOS)، وهي تقنية لم تكن تُنتج بكميات كبيرة من قبل. [ 4 ] صُمم S2811 كوحدة طرفية للمعالج الدقيق Motorola 6800 ، [ 3 ] وكان يتطلب تهيئته من قِبل الجهاز المضيف. لم يحقق S2811 نجاحًا في السوق.
في عام 1979، أصدرت شركة إنتل المعالج 2920 كمعالج إشارة تناظري. [ 19 ] كان يحتوي على محول تناظري رقمي/رقمي تناظري مدمج مع معالج إشارة داخلي، لكنه لم يكن يحتوي على مضاعف مادي ولم يحقق نجاحًا في السوق.
في عام 1980، عُرضت أولى معالجات الإشارات الرقمية المتكاملة المستقلة، وهما NEC μPD7720 ، المبني على بنية هارفارد المعدلة [ 20 ] و AT&T DSP1 ، في المؤتمر الدولي للدوائر المتكاملة الصلبة لعام 1980. استُلهم كلا المعالجين من أبحاث الاتصالات في شبكة الهاتف العامة (PSTN) . وكان μPD7720، الذي طُرح لتطبيقات نطاق الصوت ، من أنجح معالجات الإشارات الرقمية المبكرة تجاريًا. [ 3 ]
كان جهاز Altamira DX-1 جهازًا مبكرًا آخر لمعالجة الإشارات الرقمية، حيث استخدم خطوط أنابيب رباعية الأعداد الصحيحة مع فروع مؤجلة وتوقع الفروع.
أثبت معالج الإشارات الرقمية TMS32010 ، الذي أنتجته شركة تكساس إنسترومنتس (TI) عام 1983، نجاحًا أكبر. فقد اعتمد على بنية هارفارد، ما مكّنه من فصل ذاكرة التعليمات عن ذاكرة البيانات. كما احتوى على مجموعة تعليمات خاصة، مثل تعليمات التحميل والتجميع والضرب والتجميع. وكان قادرًا على معالجة الأرقام ذات 16 بت، ويستغرق 390 نانوثانية لإتمام عملية الضرب والجمع. وتُعد TI اليوم الشركة الرائدة في سوق معالجات الإشارات الرقمية للأغراض العامة.
بعد حوالي خمس سنوات، بدأ الجيل الثاني من معالجات الإشارات الرقمية (DSP) بالانتشار. احتوت هذه المعالجات على ثلاث ذاكرات لتخزين مُعاملين في آنٍ واحد، وتضمنت مكونات مادية لتسريع الحلقات الضيقة ؛ كما احتوت على وحدة عنونة قادرة على عنونة الحلقات. عملت بعضها على متغيرات 24 بت، وكان النموذج النموذجي منها يتطلب حوالي 21 نانوثانية فقط لعملية ضرب وتجميع الرسائل (MAC). من أمثلة هذا الجيل معالج AT&T DSP16A ومعالج Motorola 56000 .
تمثلت التحسينات الرئيسية في الجيل الثالث في ظهور وحدات وتعليمات خاصة بالتطبيقات في مسار البيانات، أو أحيانًا كمعالجات مساعدة. سمحت هذه الوحدات بتسريع مباشر للأجهزة لمعالجة مسائل رياضية معقدة ومحددة للغاية، مثل تحويل فورييه أو عمليات المصفوفات. بل إن بعض الرقاقات، مثل Motorola MC68356، احتوت على أكثر من نواة معالجة واحدة للعمل بالتوازي. ومن معالجات الإشارات الرقمية الأخرى من عام 1995، معالج TI TMS320C541 ومعالج TMS320C80.
يتميز الجيل الرابع بشكل أساسي بالتغييرات التي طرأت على مجموعة التعليمات وتشفيرها وفك تشفيرها. أُضيفت امتدادات SIMD، وظهرت تقنية VLIW وبنية المعالجات فائقة القياس. وكما هو معتاد، زادت سرعات الساعة، وأصبح من الممكن الآن تنفيذ عملية ضرب وتجميع (MAC) في زمن قدره 3 نانوثانية.
معالجات الإشارات الرقمية الحديثة
تُحقق معالجات الإشارات الحديثة أداءً أفضل، ويعود ذلك جزئيًا إلى التطورات التقنية والمعمارية، مثل قواعد التصميم المُبسطة، وذاكرة التخزين المؤقت ثنائية المستوى سريعة الوصول، ودوائر الوصول المباشر للذاكرة (E- DMA ) ، ونظام ناقل بيانات أوسع. لا تُوفر جميع معالجات الإشارات الرقمية (DSP) نفس السرعة، وتوجد أنواع عديدة منها، كل منها مُصمم خصيصًا لمهمة مُحددة، وتتراوح أسعارها بين 1.50 دولار أمريكي و300 دولار أمريكي تقريبًا.
تُنتج شركة تكساس إنسترومنتس معالجات الإشارات الرقمية من سلسلة C6000 ، والتي تعمل بسرعة ساعة تبلغ 1.2 جيجاهرتز، وتتميز بذاكرة تخزين مؤقت منفصلة للتعليمات والبيانات. كما تحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت من المستوى الثاني بسعة 8 ميجابايت و64 قناة EDMA. تتميز الطرازات الأعلى بقدرتها على معالجة ما يصل إلى 8000 مليون تعليمة في الثانية ، وتستخدم تقنية VLIW ( كلمة التعليمات الطويلة جدًا )، وتُنفذ ثماني عمليات في كل دورة ساعة، وتتوافق مع مجموعة واسعة من الأجهزة الطرفية الخارجية وناقلات البيانات المختلفة (PCI/التسلسلي/إلخ). تحتوي كل شريحة من شرائح TMS320C6474 على ثلاثة من هذه المعالجات، وتدعم أحدث شرائح C6000 معالجة الفاصلة العائمة والثابتة.
تُنتج شركة فري سكيل عائلة معالجات الإشارات الرقمية متعددة النوى، وهي MSC81xx. تعتمد هذه العائلة على معالجات معمارية StarCore، ويجمع أحدث معالج MSC8144 DSP أربع نوى SC3400 StarCore DSP قابلة للبرمجة. تبلغ سرعة كل نواة SC3400 StarCore DSP 1 جيجاهرتز.
تُنتج شركة XMOS سلسلة من المعالجات متعددة النوى والخيوط، وهي مناسبة تمامًا لعمليات معالجة الإشارات الرقمية. تتوفر هذه المعالجات بسرعات متنوعة تتراوح بين 400 و1600 مليون تعليمات في الثانية (MIPS). تتميز هذه المعالجات ببنية متعددة الخيوط تسمح بما يصل إلى 8 خيوط في الوقت الحقيقي لكل نواة، مما يعني أن جهازًا رباعي النوى يدعم ما يصل إلى 32 خيطًا في الوقت الحقيقي. تتواصل الخيوط فيما بينها عبر قنوات مُخزنة مؤقتًا قادرة على نقل بيانات تصل سرعتها إلى 80 ميجابت/ثانية . تتميز هذه الأجهزة بسهولة برمجتها بلغة C، وتهدف إلى سد الفجوة بين وحدات التحكم الدقيقة التقليدية ووحدات FPGA.
تُنتج شركة CEVA وتُرخّص ثلاث عائلات متميزة من معالجات الإشارات الرقمية (DSP). ولعلّ أشهرها وأكثرها انتشارًا عائلة CEVA-TeakLite DSP، وهي ذات بنية كلاسيكية تعتمد على الذاكرة، بعرض كلمات 16 بت أو 32 بت، ووحدة تحكم واحدة أو وحدتي تحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) . أما عائلة CEVA-X DSP، فتجمع بين بنيتي VLIW وSIMD، حيث تُقدّم بعض أفرادها وحدات تحكم MAC ثنائية أو رباعية بعرض 16 بت. بينما تستهدف عائلة CEVA-XC DSP تصميمات مودمات الراديو المعرّف بالبرمجيات (SDR)، وتستفيد من مزيج فريد من بنيتي VLIW وVector مع 32 وحدة تحكم MAC بعرض 16 بت.
تُنتج شركة Analog Devices معالجات الإشارات الرقمية (DSP) القائمة على معالج SHARC ، وتتراوح سرعة أدائها من 66 ميجاهرتز/198 ميجا فلوبس (مليون عملية حسابية في الثانية) إلى 400 ميجاهرتز/2400 ميجا فلوبس. تدعم بعض الطرازات مضاعفات متعددة ووحدات حسابية ومنطقية (ALUs) ، وتعليمات SIMD ، ومكونات وأجهزة طرفية خاصة بمعالجة الصوت. تجمع عائلة Blackfin من معالجات الإشارات الرقمية المدمجة بين مزايا معالج الإشارات الرقمية ومزايا المعالج متعدد الأغراض. ونتيجة لذلك، يمكن لهذه المعالجات تشغيل أنظمة تشغيل بسيطة مثل μCLinux وVelocity و Nucleus RTOS أثناء معالجة البيانات في الوقت الحقيقي. يوفر معالج ADSP-210xx القائم على معالج SHARC كلاً من التفرعات المؤجلة وغير المؤجلة. [ 21 ]
تُنتج شركة NXP لأشباه الموصلات معالجات الإشارات الرقمية (DSP) القائمة على تقنية TriMedia VLIW ، والمُحسّنة لمعالجة الصوت والفيديو. في بعض المنتجات، تُخفى نواة معالج الإشارات الرقمية كوحدة وظيفية ثابتة ضمن نظام على شريحة (SoC) ، ولكن تُوفر NXP أيضًا مجموعة من معالجات الوسائط أحادية النواة المرنة. تدعم معالجات الوسائط TriMedia كلاً من العمليات الحسابية ذات الفاصلة الثابتة والفاصلة العائمة ، وتتضمن تعليمات مُخصصة للتعامل مع المرشحات المُعقدة وتشفير الإنتروبيا.
تنتج شركة CSR عائلة Quatro من أنظمة SoC التي تحتوي على معالج واحد أو أكثر من معالجات الإشارات الرقمية المخصصة للتصوير والمحسّنة لمعالجة بيانات صور المستندات لتطبيقات الماسح الضوئي والناسخة.
تُنتج شركة مايكروشيب تكنولوجي سلسلة معالجات الإشارات الرقمية dsPIC القائمة على معالج PIC24. صُممت هذه السلسلة، التي طُرحت عام 2004، للتطبيقات التي تتطلب معالج إشارات رقمية حقيقيًا بالإضافة إلى وحدة تحكم دقيقة حقيقية ، مثل التحكم في المحركات ووحدات التغذية الكهربائية. يعمل معالج dsPIC بسرعة تصل إلى 40 مليون تعليمات في الثانية، ويدعم عمليات الوصول إلى الوسائط ذات النقطة الثابتة 16 بت، وعكس البتات، وعنونة المقياس، بالإضافة إلى الوصول المباشر إلى الذاكرة.
تستخدم معظم معالجات الإشارات الرقمية (DSPs) الحساب ذي الفاصلة الثابتة، لأنه في معالجة الإشارات العملية، لا حاجة للنطاق الإضافي الذي توفره الفاصلة العائمة، كما أن هناك فائدة كبيرة من حيث السرعة والتكلفة بفضل انخفاض تعقيد الأجهزة. قد تكون معالجات الإشارات الرقمية ذات الفاصلة العائمة ذات قيمة كبيرة في التطبيقات التي تتطلب نطاقًا ديناميكيًا واسعًا. وقد يستخدم مطورو المنتجات أيضًا معالجات الإشارات الرقمية ذات الفاصلة العائمة لتقليل تكلفة وتعقيد تطوير البرمجيات مقابل استخدام أجهزة أغلى ثمنًا، نظرًا لسهولة تنفيذ الخوارزميات باستخدام الفاصلة العائمة بشكل عام.
بشكل عام، تعتبر معالجات الإشارات الرقمية دوائر متكاملة مخصصة؛ ومع ذلك، يمكن أيضًا إنتاج وظائف معالجات الإشارات الرقمية باستخدام رقائق مصفوفة البوابات القابلة للبرمجة الميدانية (FPGAs).
أصبحت معالجات RISC المدمجة للأغراض العامة تشبه معالجات الإشارات الرقمية (DSP) بشكل متزايد في وظائفها. على سبيل المثال، تتضمن معالجات OMAP3 معالج ARM Cortex-A8 ومعالج الإشارات الرقمية C6000.
في مجال الاتصالات، يشق جيل جديد من معالجات الإشارات الرقمية (DSP) طريقه إلى الاستخدام الشائع، حيث يجمع بين وظائف معالجة الإشارات الرقمية ووظائف تسريع الأجهزة. ومن أمثلة هذه المعالجات معالج المودم ASOCS ModemX ومعالج CEVA XC4000.
في مايو 2018، اجتازت شريحة Huarui-2، المصممة من قبل معهد نانجينغ لأبحاث تكنولوجيا الإلكترونيات التابع لمجموعة تكنولوجيا الإلكترونيات الصينية، مرحلة الموافقة. وبسرعة معالجة تبلغ 0.4 تيرافلوب، تتفوق هذه الشريحة على شرائح معالجة الإشارات الرقمية السائدة حاليًا. [ 22 ] وقد بدأ فريق التصميم العمل على تطوير شريحة Huarui-3، التي تتميز بسرعة معالجة تصل إلى مستوى التيرافلوب وتدعم الذكاء الاصطناعي . [ 23 ]
أجهزة ضبط الراديو التناظري القائمة على معالجة الإشارات الرقمية

منذ العقد الثاني من الألفية الثانية، استبدلت نسبة متزايدة من أجهزة الراديو المصممة لاستقبال البث التناظري التقليدي لموجات FM و AM القصيرة والمتوسطة، جزءًا كبيرًا من دوائر الضبط التناظرية في التصاميم القديمة بدوائر متكاملة رقمية تعتمد على معالج الإشارات الرقمية (DSP) ، والتي تقوم بمعظم عمليات المعالجة وفك التشفير في المجال الرقمي. ومن الأمثلة على هذه الدوائر المتكاملة سلسلة Silicon Labs / Skyworks Si4831/35، التي تدعم فك تشفير كل من FM وAM ضمن شريحة واحدة. [ 25 ] [ 26 ]
العديد من هذه الدوائر المتكاملة (بما في ذلك Si4831/35 المذكورة أعلاه) مناسبة للاستخدام مع التصاميم التقليدية ذات الضبط الميكانيكي الخارجي، وهي مصممة خصيصًا لها . [ 26 ] [ 24 ] بالمقارنة مع الدوائر التناظرية التقليدية، قد تُظهر هذه الدوائر خصائص ضبط وصوت مميزة (مثل قفزات الضبط المتقطعة بدلًا من الضبط المستمر)، [ 27 ] خاصةً مع التصاميم القديمة القائمة على معالج الإشارات الرقمية.
انظر أيضاً
- وحدة تحكم الإشارات الرقمية
- وحدة معالجة الرسومات
- تسريع الأجهزة
- MDSP – معالج الإشارات الرقمية متعدد المعالجات
- OpenCL
- بطاقة صوت
- نظام على شريحة
- وحدة معالجة الرؤية
مراجع
- ↑ داير، ستيفن أ.؛ هارمز، برايان ك. (13 أغسطس 1993). "معالجة الإشارات الرقمية" . في يوفيتس، مارشال س. (محرر). التطورات في الحوسبة . المجلد 37. دار النشر الأكاديمية . الصفحات 59-118 . doi : 10.1016/S0065-2458(08)60403-9 . ISBN 978-0120121373. ISSN 0065-2458 . إل سي سي إن 59015761 . او سي ال سي 858439915 . رأ 10070096 م .
- ↑ ليبتاك، بي جي (2006). التحكم في العمليات وتحسينها . دليل مهندسي الأجهزة. المجلد 2 ( الطبعة الرابعة). مطبعة سي آر سي. الصفحات 11-12 . ISBN 978-0849310812– عبر كتب جوجل .
- 1 2 3 4 5 "1979: تقديم معالج الإشارات الرقمية أحادي الشريحة" . محرك السيليكون . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2019 .
- 1 2 3 تارانوفيتش، ستيف (27 أغسطس 2012). "30 عامًا من معالجة الإشارات الرقمية: من لعبة أطفال إلى الجيل الرابع وما بعده" . EDN . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2019 .
- 1 2 إنجريد فيرباويد؛ باتريك شومون؛ كريستيان بيجيه؛ بارت كينهاوس (24-12-2005). "بنى وتقنيات تصميم لمعالجة الإشارات الرقمية المدمجة ومعالجة الوسائط المتعددة بكفاءة في استهلاك الطاقة" (ملف PDF) . rijndael.ece.vt.edu . تاريخ الاسترجاع: 13-06-2017 .
- ↑ ما وراء الحدود ، منشورات برودجيت (سبتمبر 2016)، ص 22
- ↑ "الذاكرة ومعالجات الإشارات الرقمية" .
- ↑ ""معالجات الإشارات الرقمية: بنى الذاكرة"تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 17 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2020 .
- ↑ "هندسة معالج الإشارات الرقمية"
- ↑ "خيار ذاكرة ARC XY DSP" .
- ↑ "حلقات علوية بدون تكلفة إضافية" مؤرشفة بتاريخ 2020-08-20 في Wayback Machine .
- ↑ "مرجع أجهزة معالج ADSP-BF533 Blackfin" . ص 4-15.
- ↑ "إن فهم ميزات المعالج المتقدمة يعزز كفاءة البرمجة" .
- ↑ أوه، غانغ-ريونغ؛ وانغ، يوهونغ؛ والي، ديفيد؛ جينتوركار، سانجاي؛ بيرنز، كريس؛ كاو، فينسنت (2000). "تقنيات الاستغلال الفعال لمخزن مؤقت للحلقات بدون تكلفة إضافية" (ملف PDF) . بناء المترجمات . سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 1781. الصفحات 157-172 . doi : 10.1007/3-540-46423-9_11 . ISBN 978-3-540-67263-0.
- ↑ "Speak & Spell، أول استخدام لدائرة متكاملة لمعالجة الإشارات الرقمية لتوليد الكلام، 1978" . IEEE Milestones . IEEE . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-03-02 .
- ↑ بوغدانوفيتش، أ. (2009-10-06). "معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات يُكرّم ثلاثة إنجازات بارزة" . المعهد . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. مؤرشف من الأصل في 2016-03-04 . تم الاطلاع عليه في 2012-03-02 .
- ↑ خان، جول ن.؛ إنيفسكي، كريستوف (2017). الأنظمة المدمجة وأنظمة الشبكات: التصميم والبرمجيات والتنفيذ . مطبعة سي آر سي . ص 2. ISBN 9781351831567.
- ↑ ألبرتو لويس أندريس. "معادل الصوت الرقمي الرسومي" . ص 48.
- ↑ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 29-09-2020 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 17-02-2019 .
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link ) - ↑ "معالجات الإشارات الرقمية μPD77C20A و7720A و77P20 من شركة NEC Electronics Inc." ، صفحة 1. تاريخ الاسترجاع: 13 نوفمبر 2023 .
- ↑ "مقدمة عن معالجات الإشارات الرقمية من عائلة ADSP-21000" (ملف PDF) . صفحة 6. تاريخ الاسترجاع: 1 ديسمبر 2023 .
- ↑ "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. تم الاسترجاع في 2 يوليو 2018 .
- ↑王珏玢. "全国产芯片华睿2号通过"核高基"验收-新华网" . وكالة أنباء شينخوا . نعم. أرشفة من الإصدار الأصلي في 26 أيار 2018 . تم الاسترجاع في 2 يوليو 2018 .
- راديو محمول AM/FM مع موالف رقمي - أسود RF-2400DEB-K . متجر باناسونيك . باناسونيك المملكة المتحدة. يتميز هذا الراديو البسيط
وسهل الاستخدام بتصميم عالمي لسهولة الرؤية وموالف رقمي جديد لضبط سهل ومستقر. [...] نطاق التردد: FM 87 - 108 ميجاهرتز (بزيادة 50 كيلوهرتز) AM 520 - 1730 كيلوهرتز (بزيادة 9/10 كيلوهرتز) [تشير خطوات الضبط المنفصلة إلى استخدام تقنية معالجة الإشارات الرقمية DSP]
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - ↑ "الأسئلة الشائعة حول موالف Si4831/35 AM/FM/SW" . مختبرات السيليكون . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-10-2025 .
شريحة Si4831/35 رقمية بطبيعتها، حيث تم دمج وحدة تحكم دقيقة (MCU) ومعالج إشارة رقمية (DSP) داخلها.
- 1 2 "جهاز استقبال راديو AM/FM/SW ذو ضبط ميكانيكي للبث" (ملف PDF) . سكاي وركس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-10-2025 .
- ↑ "أجهزة راديو DSP المحمولة ذات الضبط الميكانيكي: مقارنة شاملة" . swling.com . يناير 2014.
قبل عدة سنوات، أحدثت شركة SiLabs ثورة في عالم الراديو بشريحة صغيرة. في الواقع، تستخدم معظم أجهزة الراديو الرقمية الجديدة للموجات القصيرة/AM/FM المتوفرة في السوق شريحة DSP من SiLabs (أو من مصنعين آخرين) كجزء أساسي من بنية جهاز الاستقبال الخاص بها [...] ولكن هل استخدام شريحة رقمية مع راديو مضبوط ميكانيكيًا بشكل تناظري أمر منطقي؟ تعتقد SiLabs و[غيرها] أنه كذلك [...] الضبط: ليس راديوًا تناظريًا تمامًا [...] تمر المحطات والتشويش في نطاق ترددي واسع نسبيًا يبلغ 5 كيلوهرتز [من بين خصائص أخرى مذكورة].
روابط خارجية
- معالجة الإشارات الرقمية
- معالجات الإشارات الرقمية
- هندسة الحاسوب
- الدوائر المتكاملة
- المعالجات المساعدة
- تسريع الأجهزة
