四川电子科技大学：《数字信号处理方法与实现》第六章 并行DSP技术

数字信号处理方法与奥现 贺知明副教授 电子科技大学 四川成都

数字信号处理方法与实现 贺知明 副教授 电子科技大学 四川•成都

并行DSP技术 」实时信号处理 并行处理技术的必要性、现状及发展 并行处理技术的分类 加速比与并行效率 并行处理模块介绍 」并行算法研究

并行DSP技术 ◼ 实时信号处理 ◼ 并行处理技术的必要性、现状及发展 ◼ 并行处理技术的分类 ◼ 加速比与并行效率 ◼ 并行处理模块介绍 ◼ 并行算法研究

实时信号处理 实时信号处理技术的基本特征,就是对处 理完成的时间作出限制。 最大处理时间是由输入样本间隔(数据吞 吐率、采样率表征)、可以使用的缓冲区 (存储能力)或是否要求即时的结果(时 域或频域)所决定

实时信号处理 ◼ 实时信号处理技术的基本特征，就是对处 理完成的时间作出限制。 ◼ 最大处理时间是由输入样本间隔（数据吞 吐率、采样率表征）、可以使用的缓冲区 （存储能力）或是否要求即时的结果（时 域或频域）所决定

实时处理概念 定义一个有/个离散时间信号的集合x )<</1。通常情况下,数字信号处理的目 0 的是将输入信号x(变换或映射为输出信 号ym),0≤/,y具有我们更需要的 形式。这一映射过程可图示为

实时处理概念 定义一个有I个离散时间信号的集合xi ， 0≤i≤I-1。通常情况下，数字信号处理的目 的是将输入信号xi (n) 变换或映射为输出信 号 yj (m) ，0≤j≤J-1，yj具有我们更需要的 形式。这一映射过程可图示为

实时处理概念 xo(n) DSP yo(m) y(m=Tlx(nI x/(n) y x(n) 将信号x(n)映射到 y(m)的变换

实时处理概念 DSP yj (m)=Tj [xi (n)] x0 (n) x1 (n) xi (n) y0 (m) yj (m) 将信号xi (n)映射到 yj (m)的变换

实时处理概念 变换的下标决定了所选择的输出信 号y。一般情况下,每个输出样本取决于输 入信号X(m)中的每个样本,其申0≤1, 05≤0。实际应用中,%m仅取决 于有限个(m,如图

实时处理概念 变换Tj 的下标 j 决定了所选择的输出信 号yj 。一般情况下，每个输出样本取决于输 入信号xi (n) 中的每个样本，其中0≤i≤I-1， -∞≤n ≤∞。实际应用中，yj (m)仅仅取决 于有限个xi (n)，如图

实时处理概 T(x(n) (x(m), 1=01……-1)y2=L,L+1,…y2L-1) y(0) y(2) 输入与输出的时序关系(T<LTx

实时处理概念 输入与输出的时序关系（Tc < LTx） Ty y(m) T(x(n), n=L,L+1,……,2L-l) x(n) T(x(n), n=0,1,……,L-l) n m Tc Tc Tc y(0) y(1) y(2)

实时处理概念 可以看出,输出y0)取决于∠个输入样值 X(,n=01.…∠-1,其范围从t=0到t 4-1x。这样的输入信号集,称做长 度为L的帧。是输入信号的间隔,7是 输出信号的周期,且=L7。7是将一帧 内的所有数据进行万变换需要的计算时间 有两种情况:

实时处理概念 可以看出，输出y (0) 取决于L 个输入样值 x (n)，n=0,1,……L-1，其范围从t = 0 到t = (L-1 )Tx。这样的输入信号集，称做长 度为L 的帧。Tx是输入信号的间隔，Ty是 输出信号的周期，且Ty =LTx 。Tc是将一帧 内的所有数据进行Tj 变换需要的计算时间。 有两种情况：

情况1 」如果小于帧的持续时间,也就是<∠ 则对输入X(O),X(1)…X(∠-1处理,就 可以在影响下一个输出)的最后一个输 入样值到达之前完成。因此,第二帧的运 算7/(xX(∠+1)…X(∠∠-17可以在采样 样木x(∠∠-1)到达的时候立即开始。此时, 输出就总能跟上输入

情况1： ◼ 如果Tc 小于帧的持续时间，也就是Tc< LTx， 则对输入x(0)，x(1)……x(L-1)的处理，就 可以在影响下一个输出y(1) 的最后一个输 入样值到达之前完成。因此，第二帧的运 算T [x(L), x(L+1)……x(2L-1)] 可以在采样 样本x(2L-1) 到达的时候立即开始。此时， 输出就总能跟上输入

情况2 如果>,即对输入信号x(0) X(1) x∠-1进行运算的时间大于帧长Lx。 前一帧的计算,要在下一帧的最后一个输 入样值到达以后才能完成,输出会越来越 落后于输入(如下图)。这样的系统不能 完整地实时处理全过程,因为来不及处理 的输入信号会不断地积压

情况2： ◼ 如果Tc > LTx，即对输入信号x(0)， x(1)……x(L-1)进行运算的时间大于帧长LTx 。 前一帧的计算，要在下一帧的最后一个输 入样值到达以后才能完成，输出会越来越 落后于输入（如下图）。这样的系统不能 完整地实时处理全过程，因为来不及处理 的输入信号会不断地积压