Seit der immer stärker wachsenden Verbreitung technischer Geräte aus der digitalen Welt werden Digitale Signalprozessoren (DSPs) in vielfältiger Weise eingesetzt. Sie sind heute in vielen Systemen wie Modems, mobilen Telefonen, CD- und DVD-Playern, Receivern für den digitalen Rundfunk, digitalen TV-Geräten und PC-Grafikkarten zu finden. Dabei sind DSPs häufig zielgerichteter einsetzbar als sog. Multi-Purpose-Prozessoren, wie sie üblicherweise als CPUs in Personal Computern (PCs) eingesetzt werden.

DSP bei telos

telos hat die Notwendigkeit für den Einsatz von DSPs schon früh erkannt. Daher entwickeln wir seit vielen Jahren kundenspezifische Lösungen für den Einsatz von DSPs. Wir verwenden dabei sowohl Standard- als auch Multi-DSP-Architekturen wie den TriMedia von Philips. Aber auch DSPs anderer Hersteller wie ARM, Intel oder Freescale kommen bei uns zum Einsatz. Darüber hinaus führen wird häufig Projekte mit Herstellern durch, die parallel zur Entwicklung neuer DSP-Prototypen die Entwicklung von passender Anwendungs-Software benötigen. In diesen Fällen wird dann oftmals unter Einsatz von Simulatoren und/oder Emulatoren Software entwickelt, die später ohne größere Anpassungen auf die Ziel-Hardware portierbar sein muß.

Die nachfolgende kleine Projektauswahl zeigt einen Ausschnitt, in welcher Weise DSPs bei telos eingesetzt wurden:

• bei der Implementierung von Sprachverarbeitungs-Standards wie CELP speech coding
• zur Entwicklung von En- und Decodern für MPEG Audio- und Video-Signalverarbeitung
• zur Realisierung von verschiedenen Verfahren für 5.1 Audio-Surround-Systemen der neusten Generation
• für Interface-Anbindungen von Kommunikationssystemen an weltweite Übertragungskanäle

Digitale Audio- und Video-Signalverarbeitung

Speziell bei der Audio- und Video-Signalverarbeitung ist die entstehende Datenmenge häufig sehr komplex. Damit diese Daten geeignet verarbeitet, gespeichert und übertragen werden können, benötigt man leistungsfähige Architekturen, für die man intelligente, adaptive Algorithmen zur Filterung, Konvertierung und Kompression der Daten entwickeln muß. Die Datenverarbeitung wird dabei in der Regel in Echtzeit durchgeführt.

Durch den Einsatz neuster Architekturen, die speziell für die moderne Signalverarbeitung entworfen wurden und über schnelle Recheneinheiten, interne Busse zur Parallelverarbeitung und vielfältige, standardisierte Interface-Systeme verfügen, sind diese Plattformen für viele aktuelle und zukünftige technische Aufgabenstellungen im Bereich der Signalverarbeitung ganz besonders gut geeignet.

Software-Entwicklung für DSP

Die Software-Entwicklung unterlag dabei allerdings in den letzten Jahren einem starken Wandel.

So wurden in der Anfangszeit Anwendungsprogramme auf DSP-Plattformen üblicherweise in Assembler entworfen. Diese mußten häufig manuell optimiert werden, um die Leistungsfähigkeit des DSPs voll nutzbar zu machen. Dies gelang nur, wenn der Entwickler ein umfassendes und tiefes Verständnis von der Chip-Architektur des DSPs und der Signaltheorie des zu entwerfenden Algorithmus besaß.

Heutzutage ermöglichen verschiedene Hersteller und Produkt-Familien den Einsatz der Programmiersprache "C". Diese Hochsprache kann mit speziell entworfenen Compilern einen Teil der Optimierungsaufgaben übernehmen. In der Regel wird dazu von Herstellern der erweiterte Sprachumfang "DSP-C" angeboten. Damit erreicht man häufig eine einfachere Portierbarkeit und Wiederverwendbarkeit auf anderen DSP-Plattformen.

Allerdings ist eine Optimierung nur dann möglich, wenn das Software-Design bereits bei der Planung der Software definierten Kontroll- und Steuerungsmechanismen unterliegt.  Dies muß im Hinblick auf die Fähigkeiten des DSPs und der zu entwickelnden Anwendung geschehen. Nur so lassen sich die Vorteile optimierender Compiler voll ausschöpfen und die Gefahr von Overhead reduzieren, die eine Verringerung der Rechenleistung und ggf. eine Gefährdung der Echtzeitfähigkeit zur Folge haben könnte.

Die Anforderungen an moderne DSP Software-Entwicklung hat sich also im Laufe der Jahre von der optimierenden, hardware-nahen Programmierung hin zu einem komplexen Software-Systemdesign unter Einhaltung vielfältiger Spezifikations- und Qualitätsvorgaben weiterentwickelt.

Um diesen geänderten Anforderungen gerecht zu werden besitzt telos seit vielen Jahren ein zertifiziertes Qualitäts-Sicherungssystem, das Prozesse zur Steuerung und Kontrolle dieses geforderten Systemdesigns zur Verfügung stellt.

Links

Es ist nicht leicht, eine gute Übersicht über DSP Familien und Varianten zu finden, aber hier finden Sie eine herausragende.