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数字信号处理与专用加速芯片
资料介绍
一、数字信号处理技术基础
数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）是指利用数字计算方法对信号进行提取、滤波、变换、增强、压缩、检测、估计识别等处理的技术，相较于模拟信号处理，数字信号处理具备精度高、稳定性强、可重构性好、抗干扰能力突出等优势，已广泛应用在通信、雷达、人工智能、音频视频处理、医疗电子等多个领域。
数字信号处理的核心任务通常包括时域与频域分析、滤波运算、变换计算、特征提取几大类，其中傅里叶变换、卷积运算、有限长单位冲激响应（FIR）滤波、无限长单位冲激响应（IIR）滤波、离散小波变换等是最基础的运算模块。这些运算大多存在计算密度高、数据并行度高的特点，在实时性要求较高的场景中，通用处理器往往无法满足性能与功耗的双重要求，因此专用加速芯片成为数字信号处理领域的核心硬件支撑。
1.1 数字信号处理的典型运算特征
从计算角度来看，多数数字信号处理任务都呈现出两个核心特征：一是乘法累加（Multiply Accumulate, MAC）运算占比极高，无论是卷积计算还是滤波运算，本质都是大量乘法与加法的组合运算，单帧信号处理往往需要数千甚至数百万次MAC操作；二是数据流向规则，信号处理过程中数据输入输出顺序固定，运算的访存模式可预测，非常适合通过并行架构挖掘性能。这两个特征也为专用加速芯片的架构设计提供了明确的优化方向。
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