標(biāo)題：汽車電子中的DSP和FPGA應(yīng)用

提到汽車電子的數(shù)字化，不能不想到目前無線通信很看好的軟件無線電技術(shù)，盡管它是針對無線通信的，但軟件無線電所要實現(xiàn)的思想，與汽車電子之所以要數(shù)字化處理所追求的目標(biāo)卻是殊路同歸的。因此，有必要提及和采用這一技術(shù)的實現(xiàn)思路和思想。軟件無線電概念的首次明確提出是在1992年5月，由MITRE公司的JoeMitola提出，它是當(dāng)今計算技術(shù)、超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)在無線通信中應(yīng)用的產(chǎn)物；它所追求的基本思想和目標(biāo)是：構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺，將多種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成，以實現(xiàn)具有高度靈活性，開放性的通信產(chǎn)品。

    因此，對于汽車電子數(shù)字化產(chǎn)品的研究，完全可以吸取軟件無線電的以下主要思想：第一，要使汽車電子產(chǎn)品擺脫硬件結(jié)構(gòu)的束縛；第二，并不是不要硬件；第三，汽車電子產(chǎn)品應(yīng)該具有開放性和兼容性，開放是指對使用的開放、對生產(chǎn)的開放和對研制的開放。下面，就基于軟件無線電的思想探討DSP和FPGA在汽車電子中的主要應(yīng)用。

    基于DSP和FPGA的車用語音信號處理

    汽車電子產(chǎn)品中的語音處理主要涉及到語音的數(shù)字化處理、語音編解碼、語音壓縮和語音識別。國外比較熱門的汽車電子產(chǎn)品之一就是語音識別系統(tǒng)，語音識別系統(tǒng)具有潛在的應(yīng)用前景，包括聲控電話、語音操作導(dǎo)航、聲控選擇廣播頻道、防盜語音鑒別等。例如，一種基于隱式馬可夫模型（HMM）的與講話人無關(guān)、100條指令識別的應(yīng)用，由文獻(xiàn)可知，那幺聲學(xué)HMM模型的大小將為。進(jìn)行包括輸入語音采樣的細(xì)分/開窗、MFCC提取、概率計算和Viterbi搜尋等適時處理，對DSP的運算量要求一般為10000萬次乘加（MAC）運算。對于連續(xù)語音信號的識別，則要求更好的數(shù)字信號處理速度和更大的存儲空間。

    由于語音識別系統(tǒng)要對聲音進(jìn)行實時處理和采樣，需要大量的運算，如果以它們20%的計算資源分配用于1000萬次MAC語音識別應(yīng)用，那么需要處理器能夠具有5000萬次MAC的能力。因此，必須采用DSP和FPGA才能完成其任務(wù)。DSP和FPGA的處理速度對語音信號處理應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜性和性能起著決定性作用，高速DSP和FPGA的實現(xiàn)可實現(xiàn)聲道自適應(yīng)和聲域自適應(yīng)等現(xiàn)代語音處理和識別技術(shù)。從理論上講，DSP和FPGA處理速度越快，汽車語音處理和識別產(chǎn)品的應(yīng)用性能就越好。

    隨著應(yīng)用日益多樣化，DSP和FPGA演變成不再是一塊獨立的芯片，而變成了構(gòu)件內(nèi)核。這使得設(shè)計師能選擇合適的內(nèi)核和專用邏輯“膠結(jié)”在一起形成專用DSP和FPGA方案，以滿足信號處理的需要。目前，還出現(xiàn)把DSP核和ASIC微控制器集成在一起的芯片。汽車電子系統(tǒng)使用通用DSP和FPGA來實現(xiàn)語音合成，糾錯編碼。而語音合成、語音壓縮與編碼是DSP最早和最廣泛的應(yīng)用，矢量編碼器用于將語音信號壓縮到有限帶寬的信道中。