デジタル信号処理を行うデバイス

質問

いつもお世話になっております。

デジタル信号処理について質問です。
いま、畳みこみなど、基礎的なことを学習中なのですが、
それらが実際のどの場面で、
どのように活かされるのかがいまいちつかめません。

一般に、「デジタル信号処理」は実際どのようなデバイスで実施されるのでしょうか？

MATLABなどのソフトで実行するのと、
デジタルシグナルプロセッサーで実行するのは違うことなのでしょうか？
また、「組込」で信号処理をどのように応用しているのでしょうか？

さらに、
・DSP用のLSI設計、
・FPGAを使ってDSP用の論理回路を組む
・DSPボードそのものの作成
などということがあるとしたら、
その設計にも、畳みこみやFFTなどといった
デジタル信号処理の知識が必要なのでしょうか？

必要であるとしたら、その「設計」は何を使ってするのでしょうか？

一度にたくさん質問しすぎて、すみません。　
DSPについていろんな「応用例」を是非知りたいと思い、質問しました。
この中の一つでも教えていただけたら幸いです。

よろしくおねがいします。

回答No.2

ICE_FALCON

> 一般に、「デジタル信号処理」は実際どのようなデバイスで実施されるのでしょうか？

以前にも回答しましたが、
・システムＬＳＩ
・ＦＰＧＡ
・汎用マイコンにプログラムとして（組み込み）
・ＰＣ（アプリケーション）
などです。

> その設計にも、畳みこみやFFTなどといった
> デジタル信号処理の知識が必要なのでしょうか？
ものによります。
例えばオーディオ用のシステムＬＳＩには、
畳みこみ（ＦＩＲフィルター）やFFTなどが部品として必要でしょう。
例えばパソコンのDSPはMAC(Multiply and　ACcumulation)等の部品を持っています。MACはアセンブリの命令でもありますよね。
同じようにオーディオ用のシステムＬＳＩはFFTなどの命令を持ってるものもあります。同じように無線ＬＳＩでは変調や復調の部品を持つ必要があります。変復調にも信号処理は使われます。

> 必要であるとしたら、その「設計」は何を使ってするのでしょうか？
[設計]、[実装]、[ものづくり]に分けると、
信号処理のアルゴリズム[設計]はMATLABやＣ言語等で行うのが一般的です。
実装はHDL(Hardware Description Language)やsystemＣで行うのが一般的です。
[ものづくり]はＬＳＩの場合、コンパイル、レイアウト等を行います。
ＦＰＧＡは始めからレイアウトはされていますね(ピンのレイアウトは後から弄れますが・・・)。

回答No.1

Gotthold

> MATLABなどのソフトで実行するのと、
> デジタルシグナルプロセッサーで実行するのは違うことなのでしょうか？
処理速度が全然違う。（それこそ桁が何桁か違う）
処理速度を気にしないなら同じ結果を得ることはできる。

> ・DSP用のLSI設計、
> ・FPGAを使ってDSP用の論理回路を組む
> ・DSPボードそのものの作成
> などということがあるとしたら、
> その設計にも、畳みこみやFFTなどといった
> デジタル信号処理の知識が必要なのでしょうか？
複数人でやるなら役割分担できるから
必ずしも全員が知らなくてもできるかもね。

> その「設計」は何を使ってするのでしょうか？
原理的には紙と鉛筆でもできることだろうけど、
それだとさすがに効率悪いから普通はコンピュータ上でCADツールとか使うだろうね。

> DSPについていろんな「応用例」を是非知りたいと思い、質問しました。
下にあげたのページの、「応用」のところを読む。

デジタル信号処理 - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E5%87%A6%E7%90%86