DSP的未來信號
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我們已經習慣了每天使用的設備，它們往往看起來相當平凡——只是現代生活的基本期待。但他們存在的道路絕非平凡。任何技術往往都是不斷變化的市場的一部分，設計師們不斷重新想象、完善和重塑他們的想法。這可能是為了獲得競爭優勢、改善用戶體驗（UX），或者僅僅是為了糾正性能上的瑕疵。
這種持續變化部分源于需要以更復雜方式溝通。隨著電子產品能夠更好地與我們用戶互動，也需要它們識別和解讀更廣泛的輸入和信號。這在物聯網（IoT）時代尤為重要。隨著開發中的產品需要處理越來越多的數據并自主行動，它們必須能夠識別刺激并知道如何應對。
因此，我們需要有一個共同的參考框架，以便測量和理解這些信號，然后建立最佳溝通的基線。這正是數字信號處理（DSP）發揮作用的地方。
DSP登場
DSP硅長期以來在我們日常使用的許多設備中扮演著關鍵角色。顧名思義，這通過數字化模擬信號濾波器的功能實現。DSP會根據現實世界的輸入，并以特定方式處理其背后的數學，以實現期望的輸出。在許多領域，DSP已經取代了模擬濾波器——雖然模擬濾波器已經成熟，但也有明顯的局限性。物理濾波器一旦修復后即為最終效果——意味著隨著元件逐漸老化，其數值會隨時間漂移。使用時間越長，效果越可能逐漸惡化。
或許不直觀的是，DSP可以提供比物理濾波器更堅固的替代方案。由于濾波器是數字化編碼的，設計者能夠構建出物理過濾器無法總比擬的魯棒性。此外，DSP允許引入非常特定的效果，這些效果在模擬濾波中難以實現。這不僅僅是為了“凈化”音頻以更好地隔離和理解其中的信號，還包括通過應用特定的壓縮、調制、均衡等電平和類型的增強。完成后，修改后的信號可以根據用戶需求在其他地方廣播。這一切都強調了數字信號處理（DSP）的關鍵品質——一致性和效率。它可以被信任地快速有效地接收和處理重要信息。
意味著什么
那么，為什么DSP對行業的未來如此重要？它在提升設備通信效率方面能發揮什么具體作用？如今，隨著各種創意創新的涌現和全新市場的涌現，我們看到一個多樣化的小眾市場出現，每個細分市場都有獨特的需求。理想情況下，每家設計產品的公司都有資金、時間和資源，用完美的硬件滿足他們所選細分市場的需求。然而，鑒于應用場景和應用的數量龐大，這并不現實。制造商必須在有限預算內工作，尋找物超所值的方案。
在這種情況下，數字信號處理的普及性和實用價值極為寶貴。工程師可能不知道項目開始時具體可用的組件或預算——但他們知道DSP是構建重要功能、可靠且成熟的手段。這在經歷快速變革或技術發展的行業中尤其如此——比如消費電子、制造、汽車等。在快速變化的領域，像數字信號處理（DSP）這樣的技術代表了某種開放標準或已知的標準——為性能提供了參考點，同時也是一個多功能工具，讓專業人士在充滿變革的設計過程中可以依賴。鑒于需要利用數字信號處理（DSP）的廣泛技術，考慮應選擇哪種類型的數字信號處理解決方案也同樣重要。
專用建造與通用型
簡單來說，將DSP集成到設備中有兩種潛在方法。這兩種選擇是選擇專門的DSP解決方案，專為提供最高質量的DSP而設計;或者集成更通用的解決方案，提供DSP及其他功能。
顯然，僅考慮DSP設計的系統更可能提供更高的作性能，無論是效率還是精度問題。這樣的組件將專門設計和制造以提供該服務。然而，選擇這種方式可能導致組件成本更高，需要更大的空間和功耗，并且比通用解決方案更難整合進設計。此外，最終的系統在非DSP相關領域效率極低——如果需要額外功能，只能在別處尋找。所有這些都意味著更高的物料清單（BoM）、更長的上市時間，以及更復雜的技術流程來整合所有設備。大多數設計師或制造商都不愿意做出這樣的妥協。
這就引出了更靈活的替代方案。允許DSP及其他功能——甚至理想情況下允許手動配置所需DSP級別的安排——將觸及這些挑戰的核心。首先，集成組件更容易，工程師無需在純DSP解決方案中彌補連接性和功能性的不足，也不用處理該組件自帶的外設和控制元件。成本不僅節省在單個組件本身，也節省了使用多個組件來實現通用解決方案能實現的相同功能。此外，隨著設備在最終設計實現中承擔多重角色，設計過程——進而推向市場的時間——將顯著加快。
同樣，隨著元件逐漸被淘汰，更靈活的替代品已經適應到能夠提供以前需要專業零件的DSP水平。在XMOS，異步采樣率轉換就是一個例子。公司的xcore。AI解決方案在將信號從44.1kHz（CD質量聲音）轉換為48kHz（.mp3輸出）方面找到了細分市場，因為采用的多核架構使其在同步不同時鐘頻率方面非常有效。
過去，這需要一個昂貴且獨特的系統。然而，通用數字信號處理（DSP）現在的質量足以實現這一功能——從而以合理的成本替換過時的前身。那還有什么地方是真的呢？未來幾年，DSP會在哪些方面嶄露頭角？
DSP預測
對許多人來說，DSP最顯眼的歸宿是消費電子產品。雖然人工智能必然會將DSP的功能提升到新高度，但智能音箱、音響條、電視和耳機等產品的音頻處理標準也將不斷提升——部分原因是DSP在檢測、清理和處理輸入數據方面的能力日益增強。我們將能夠從更遠處傳達命令，更復雜的結果帶來更好的結果。
距離和清晰度也是工廠車間的重要考量。DSP抑制或消除噪聲的能力對工業系統產生實際影響，從而實現語音控制的安全措施，保護重型機械周圍的員工。它還能檢測機器內部的特定噪音或模式，幫助制造商在人工之前預防維護需求。
這種精細化也體現在汽車市場，我們看到新電子產品爆炸式增長，語音控制也持續受到關注。DSP將成為駕駛艙系統的基礎，無論是傳統的更換電臺，還是像指示自動駕駛車輛帶你前往目的地這樣的開創性作。
所有這些例子都展示了DSP如何開始提升我們每天接觸的各種設備水平。表面上看似一串算法，能夠改變我們控制身邊環境的能力——并且將繼續如此。
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