ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล ( DSP ) เป็นชิป ไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะทางที่มีสถาปัตยกรรมที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับความต้องการในการทำงานของ การ ประมวลผลสัญญาณดิจิทัล^{[ 1 ] : 104–107 [ 2 ]} DSP ผลิตขึ้นบนชิปวงจรรวมโลหะออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ (MOS) ^{[ 3 ] [ 4 ]}มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการประมวลผลสัญญาณเสียงโทรคมนาคมการประมวลผลภาพดิจิทัลเรดาร์โซนาร์และระบบการรู้จำเสียงพูด รวมถึงอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทั่วไปเช่นโทรศัพท์มือถือดิสก์ไดรฟ์และ ผลิตภัณฑ์ โทรทัศน์ความละเอียดสูง (HDTV) ^{[ 3 ]}

เป้าหมายของ DSP โดยทั่วไปคือการวัด กรอง หรือบีบอัดสัญญาณอนาล็อก ในโลกแห่งความเป็นจริงอย่างต่อเนื่อง ไมโครโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ส่วนใหญ่ยังสามารถดำเนินการอัลกอริธึมการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลได้สำเร็จ แต่ก็อาจไม่สามารถประมวลผลได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ นอกจากนี้ DSP เฉพาะทางมักมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีกว่า จึงเหมาะสมกว่าในอุปกรณ์พกพา เช่นโทรศัพท์มือถือเนื่องจากข้อจำกัดด้านการใช้พลังงาน^{[ 5 ]} DSP มักใช้ สถาปัตยกรรมหน่วยความจำพิเศษที่สามารถดึงข้อมูลหรือคำสั่งหลายรายการพร้อมกันได้

โดยทั่วไปแล้ว อัลกอริทึมการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) จำเป็นต้องใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์จำนวนมากที่ต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วและซ้ำๆ กับชุดข้อมูลตัวอย่าง สัญญาณ (อาจมาจากเซ็นเซอร์เสียงหรือวิดีโอ) จะถูกแปลงจากอนาล็อกเป็นดิจิทัลอย่างต่อเนื่อง ปรับแต่งทางดิจิทัล แล้วแปลงกลับเป็นรูปแบบอนาล็อกอีกครั้ง แอปพลิเคชัน DSP จำนวนมากมีข้อจำกัดด้านความหน่วงกล่าวคือ เพื่อให้ระบบทำงานได้ การดำเนินการ DSP ต้องเสร็จสิ้นภายในเวลาที่กำหนด และการประมวลผลแบบรอเวลา (หรือแบบกลุ่ม) นั้นไม่สามารถทำได้

ไมโครโปรเซสเซอร์และระบบปฏิบัติการทั่วไปส่วนใหญ่สามารถประมวลผลอัลกอริธึม DSP ได้สำเร็จ แต่ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์พกพา เช่น โทรศัพท์มือถือและ PDA เนื่องจากข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน^{[ 5 ]}อย่างไรก็ตาม DSP เฉพาะทางมักจะให้โซลูชันที่มีต้นทุนต่ำกว่า มีประสิทธิภาพดีกว่า มีความหน่วงต่ำกว่า และไม่จำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อนแบบพิเศษหรือแบตเตอรี่ขนาดใหญ่

การปรับปรุงประสิทธิภาพดังกล่าวทำให้มีการนำการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลมาใช้ในดาวเทียมสื่อสารเชิง พาณิชย์ ซึ่งต้องใช้ตัวกรองอนาล็อก สวิตช์ ตัวแปลงความถี่ และอื่นๆ อีกหลายร้อยหรือหลายพันตัวเพื่อรับและประมวล ผลสัญญาณ อัปลิงก์และเตรียมพร้อมสำหรับดาวน์ลิงก์และสามารถแทนที่ด้วย DSP เฉพาะทางซึ่งมีประโยชน์อย่างมากต่อน้ำหนักของดาวเทียม การใช้พลังงาน ความซับซ้อน/ต้นทุนในการก่อสร้าง ความน่าเชื่อถือ และความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น ดาวเทียม SES-12 และ SES-14 จากผู้ให้บริการSESที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2018 ทั้งสองดวงสร้างโดยAirbus Defence and Spaceโดยใช้ DSP คิดเป็น 25% ของความจุ^{[ 6 ]}

สถาปัตยกรรมของ DSP ได้รับการออกแบบมาเพื่อการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลโดยเฉพาะ ส่วนใหญ่ยังรองรับคุณสมบัติบางอย่างของโปรเซสเซอร์แอปพลิเคชันหรือไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วย เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วการประมวลผลสัญญาณไม่ใช่ภารกิจเดียวของระบบ คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์บางประการสำหรับการปรับปรุงอัลกอริธึมของ DSP มีรายละเอียดดังต่อไปนี้

เมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์ทั่วไปแล้ว ชุดคำสั่ง DSP มักมีความไม่สม่ำเสมอสูง ในขณะที่ชุดคำสั่งแบบดั้งเดิมประกอบด้วยคำสั่งทั่วไปที่ช่วยให้สามารถดำเนินการได้หลากหลายกว่า ชุดคำสั่งที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลจะมีคำสั่งสำหรับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ทั่วไปที่เกิดขึ้นบ่อยในการคำนวณ DSP ทั้งชุดคำสั่งแบบดั้งเดิมและชุดคำสั่งที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับ DSP สามารถคำนวณการดำเนินการใดๆ ก็ได้ แต่การดำเนินการที่อาจต้องใช้คำ สั่ง ARMหรือx86 หลาย คำสั่งในการคำนวณ อาจใช้เพียงคำสั่งเดียวในชุดคำสั่งที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับ DSP

ผลกระทบประการหนึ่งต่อสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์คือ รูทีนโค้ดแอสเซมบลี ที่ปรับแต่งด้วยมือ(โปรแกรมแอสเซมบลี) มักถูกบรรจุไว้ในไลบรารีเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ แทนที่จะพึ่งพาเทคโนโลยีคอมไพเลอร์ขั้นสูงในการจัดการอัลกอริธึมที่จำเป็น แม้จะมีการปรับปรุงประสิทธิภาพของคอมไพเลอร์สมัยใหม่แล้วก็ตาม โค้ดแอสเซมบลีที่ปรับแต่งด้วยมือก็ยังมีประสิทธิภาพมากกว่า และอัลกอริธึมทั่วไปหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณ DSP นั้นเขียนขึ้นด้วยมือเพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากการปรับปรุงประสิทธิภาพทางสถาปัตยกรรม

• การดำเนินการ คูณและสะสม (MACs ซึ่งรวมถึงการคูณและบวกแบบรวม FMA)
  • ใช้กันอย่างแพร่หลายใน การดำเนินการ เมทริกซ์ทุกประเภท
    • การคอนโวลูชันสำหรับการกรอง
    • ผลคูณดอท
    • การประเมินพหุนาม
  • อัลกอริทึม DSP พื้นฐานนั้นขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการคูณและสะสมเป็นอย่างมาก
    • ฟิลเตอร์ FIR
    • การแปลงฟูริเยร์แบบเร็ว (FFT)
• คำแนะนำที่เกี่ยวข้อง:
  • ซิมดี
  • วีแอลไอดับเบิลยู
• คำสั่งเฉพาะสำหรับ การกำหนดแอดเดรส แบบโมดูลัสในบัฟเฟอร์แบบวงแหวนและโหมดการกำหนดแอดเดรสแบบกลับบิตสำหรับการอ้างอิงไขว้FFT
• บางครั้ง DSPs ใช้การเข้ารหัสแบบคงที่ตามเวลาเพื่อลดความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์และเพิ่มประสิทธิภาพการเข้ารหัส
• หน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์หลายหน่วยอาจต้องการสถาปัตยกรรมหน่วยความจำเพื่อรองรับการเข้าถึงหลายครั้งต่อรอบคำสั่ง โดยทั่วไปจะรองรับการอ่านค่าข้อมูล 2 ค่าจากบัสข้อมูล 2 ตัวแยกกันและคำสั่งถัดไป (จากแคชคำสั่งหรือหน่วยความจำโปรแกรมที่ 3) พร้อมกัน^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}
• การควบคุมลูปพิเศษ เช่น การสนับสนุนทางสถาปัตยกรรมสำหรับการดำเนินการคำสั่งเพียงไม่กี่คำสั่งในลูปที่กระชับมากโดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับการดึงคำสั่งหรือการทดสอบการออก เช่นการวนลูปแบบไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม^{[ 11 ] [ 12 ]}และบัฟเฟอร์ลูปฮาร์ดแวร์^{[ 13 ] [ 14 ]}

• การคำนวณแบบอิ่มตัว (Saturation arithmetic ) คือการคำนวณที่การดำเนินการที่ทำให้เกิดการล้นค่าจะสะสมค่าไว้ที่ค่าสูงสุด (หรือต่ำสุด) ที่รีจิสเตอร์สามารถเก็บได้ แทนที่จะวนกลับ (ค่าสูงสุด + 1 จะไม่ล้นไปที่ค่าต่ำสุด เหมือนในซีพียูทั่วไปหลายๆ ตัว แต่จะคงอยู่ที่ค่าสูงสุด) บางครั้งอาจมีโหมดการทำงานของบิตเหนียว (sticky bits) ให้เลือกใช้
• การคำนวณเลขทศนิยมคงที่มักใช้เพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์
• การดำเนินงานแบบรอบเดียวเพื่อเพิ่มประโยชน์ของการวางท่อส่ง

• หน่วยประมวลผลทศนิยมแบบ รวมเข้ากับ เส้นทางการประมวลผลข้อมูล โดยตรง
• สถาปัตยกรรมแบบท่อ
• หน่วยคูณ-สะสมค่าแบบขนานสูง(MAC units)
• การวนลูปที่ควบคุมด้วยฮาร์ดแวร์เพื่อลดหรือขจัดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการวนลูป

โดยทั่วไปแล้ว DSP จะได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลข้อมูลแบบสตรีมมิ่ง และใช้สถาปัตยกรรมหน่วยความจำพิเศษที่สามารถดึงข้อมูลหรือคำสั่งหลายรายการพร้อมกันได้ เช่นสถาปัตยกรรม Harvardหรือสถาปัตยกรรม Modified von Neumannซึ่งใช้หน่วยความจำโปรแกรมและหน่วยความจำข้อมูลแยกกัน (บางครั้งอาจเข้าถึงพร้อมกันบนบัสข้อมูลหลายตัว)

บางครั้ง DSP อาจอาศัยโค้ดสนับสนุนเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับลำดับชั้นของแคชและเวลาหน่วงที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นข้อแลกเปลี่ยนที่ช่วยให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น นอกจากนี้ยังมี การใช้ DMA อย่างกว้างขวางอีกด้วย

DSP มักใช้ระบบปฏิบัติการแบบมัลติทาสก์ แต่ไม่มีการรองรับหน่วยความจำเสมือนหรือการป้องกันหน่วยความจำ ระบบปฏิบัติการที่ใช้หน่วยความจำเสมือนต้องการเวลามากขึ้นในการสลับบริบทระหว่างกระบวนการซึ่งทำให้เกิดความหน่วงเพิ่มขึ้น

• การกำหนดแอดเดรสแบบโมดูลาร์ของฮาร์ดแวร์
  • ช่วยให้ สามารถใช้งาน บัฟเฟอร์แบบวงกลมได้โดยไม่ต้องตรวจสอบการวนซ้ำ
• การกำหนดแอดเดรสแบบบิตกลับด้านโหมดการกำหนดแอดเดรส แบบพิเศษ
  • มีประโยชน์สำหรับการคำนวณ FFT
• การยกเว้นหน่วยจัดการหน่วยความจำ
• หน่วยสร้างที่อยู่

ในปี พ.ศ. 2519 Richard Wiggins ได้เสนอ แนวคิด Speak & Spellให้กับ Paul Breedlove, Larry Brantingham และ Gene Frantz ที่ศูนย์วิจัย Dallas ของTexas Instruments สองปีต่อมาในปี พ.ศ. 2521 พวกเขาได้ผลิต Speak & Spell เครื่องแรก โดยมี TMS5100 [ ^{15 ]} ซึ่งเป็น ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัลตัวแรกของอุตสาหกรรมเป็นหัวใจสำคัญ นอกจากนี้ยังสร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญอื่นๆ อีกด้วย โดยเป็นชิปตัวแรกที่ใช้การเข้ารหัสแบบทำนายเชิงเส้นเพื่อทำการ^{สังเคราะห์}เสียงพูด [ ^{16 ] ชิป}นี้ผลิตขึ้นได้ด้วยกระบวนการผลิตPMOS ^ขนาด 7 μm [ ^{17 ]}

ในปี พ.ศ. 2521 American Microsystems (AMI) ได้วางจำหน่าย S2811 ^{[ 3 ] [ 4 ]} AMI S2811 ซึ่งเป็น "อุปกรณ์ต่อพ่วงประมวลผลสัญญาณ" เช่นเดียวกับ DSP รุ่นหลังๆ หลายตัว มีตัวคูณฮาร์ดแวร์ที่ช่วยให้สามารถดำเนินการคูณและสะสมในคำสั่งเดียวได้^{[ 18 ]} S2811 เป็น ชิป วงจรรวมตัว แรก ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะให้เป็น DSP และผลิตโดยใช้เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์แนวตั้ง ( VMOS , V-groove MOS) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ไม่เคยมีการผลิตในปริมาณมากมาก่อน^{[ 4 ]}มันถูกออกแบบมาเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับMotorola 6800 [ ^{3 ]}และต้องได้รับการเริ่มต้นโดยโฮสต์ S2811 ไม่ประสบความสำเร็จใน ^ตลาด

ในปี พ.ศ. 2522 อินเทลได้วางจำหน่าย2920ในฐานะ "ตัวประมวลผลสัญญาณอนาล็อก" ^{[ 19 ]}โดยมี ADC/DAC ในตัวพร้อมตัวประมวลผลสัญญาณภายใน แต่ไม่มีตัวคูณฮาร์ดแวร์และไม่ประสบความสำเร็จในตลาด

ในปี พ.ศ. 2523 DSP ที่สมบูรณ์แบบแบบสแตนด์อะโลนตัวแรก ได้แก่NEC μPD7720ซึ่งใช้สถาปัตยกรรม Harvard ที่ได้รับการดัดแปลง^{[ 20 ]}และDSP1ของAT&Tได้ถูกนำเสนอในการประชุมวงจรโซลิดสเตทนานาชาติปี 1980 โปรเซสเซอร์ทั้งสองได้รับแรงบันดาลใจจากการวิจัยด้านโทรคมนาคมเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ (PSTN) μPD7720 ซึ่งเปิดตัวสำหรับ การใช้งาน ย่านความถี่เสียงเป็นหนึ่งใน DSP รุ่นแรกๆ ที่ประสบความสำเร็จทางการค้ามากที่สุด^{[ 3 ]}

Altamira DX-1 เป็น DSP รุ่นแรกๆ อีกตัวหนึ่งที่ใช้ไปป์ไลน์จำนวนเต็มสี่ตัวพร้อมการแยกสาขาแบบหน่วงเวลาและการคาดการณ์การแยกสาขา

หน่วยประมวลผล สัญญาณดิจิทัล (DSP) อีกตัวหนึ่งที่ผลิตโดย Texas Instruments (TI) คือTMS32010ซึ่งเปิดตัวในปี 1983 พิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จอย่างมาก มันใช้สถาปัตยกรรม Harvard ดังนั้นจึงมีหน่วยความจำคำสั่งและหน่วยความจำข้อมูลแยกกัน มันมีชุดคำสั่งพิเศษอยู่แล้ว เช่น คำสั่งโหลดและสะสม หรือคูณและสะสม มันสามารถทำงานกับตัวเลข 16 บิต และต้องการเวลา 390 นาโนวินาทีสำหรับการดำเนินการคูณและบวก ปัจจุบัน TI เป็นผู้นำตลาดในด้าน DSP อเนกประสงค์

ประมาณห้าปีต่อมา DSP รุ่นที่สองเริ่มแพร่หลาย DSP เหล่านี้มีหน่วยความจำ 3 ส่วนสำหรับจัดเก็บตัวดำเนินการสองตัวพร้อมกัน และมีฮาร์ดแวร์เพื่อเร่งความเร็วลูปที่ทำงานได้อย่างรวดเร็วนอกจากนี้ยังมีหน่วยประมวลผลแอดเดรสที่สามารถกำหนดแอดเดรสแบบลูปได้ บางรุ่นทำงานกับตัวแปร 24 บิต และรุ่นทั่วไปใช้เวลาเพียงประมาณ 21 นาโนวินาทีสำหรับการประมวลผล MAC ตัวอย่างเช่น สมาชิกในรุ่นนี้ได้แก่ AT&T DSP16A หรือMotorola 56000

การปรับปรุงหลักในรุ่นที่สามคือการปรากฏตัวของหน่วยและคำสั่งเฉพาะสำหรับการใช้งานในเส้นทางข้อมูล หรือบางครั้งก็เป็นโคโปรเซสเซอร์ หน่วยเหล่านี้ช่วยให้สามารถเร่งความเร็วฮาร์ดแวร์โดยตรงสำหรับปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงแต่ซับซ้อนมาก เช่น การแปลงฟูริเยร์หรือการดำเนินการเมทริกซ์ ชิปบางตัว เช่น Motorola MC68356 ยังมีแกนประมวลผลมากกว่าหนึ่งแกนเพื่อทำงานแบบขนาน ชิปประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) อื่นๆ จากปี 1995 ได้แก่ TI TMS320C541 หรือ TMS320C80

โปรเซสเซอร์รุ่นที่สี่นั้นโดดเด่นที่สุดด้วยการเปลี่ยนแปลงในชุดคำสั่งและการเข้ารหัส/ถอดรหัสคำสั่ง มีการเพิ่มส่วนขยาย SIMD และมีการปรากฏของ VLIW และสถาปัตยกรรมซูเปอร์สเกลาร์ เช่นเคย ความเร็วสัญญาณนาฬิกาเพิ่มขึ้น ทำให้สามารถสร้าง MAC ที่ 3 นาโนวินาทีได้แล้ว

ตัวประมวลผลสัญญาณสมัยใหม่ให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและสถาปัตยกรรม เช่น กฎการออกแบบที่ต่ำลง แคชสองระดับที่เข้าถึงได้อย่างรวดเร็ว วงจร (E) DMAและระบบบัสที่กว้างขึ้น DSP ทุกตัวไม่ได้ให้ความเร็วเท่ากัน และมีตัวประมวลผลสัญญาณหลายประเภท แต่ละประเภทเหมาะสมกับงานเฉพาะด้านมากกว่า โดยมีราคาตั้งแต่ประมาณ 1.50 ดอลลาร์สหรัฐถึง 300 ดอลลาร์สหรัฐ

บริษัท Texas Instrumentsผลิต DSP ซีรีส์ C6000ซึ่งมีความเร็วสัญญาณนาฬิกา 1.2 GHz และใช้แคชคำสั่งและแคชข้อมูลแยกกัน นอกจากนี้ยังมีแคชระดับที่สองขนาด 8 MiB และช่อง EDMA 64 ช่อง รุ่นสูงสุดสามารถประมวลผลได้มากถึง 8000 MIPS ( ล้านคำสั่งต่อวินาที ) ใช้ VLIW ( คำสั่งยาวมาก ) ทำงานได้แปดคำสั่งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา และเข้ากันได้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอกและบัสต่างๆ มากมาย (PCI/อนุกรม/ฯลฯ) ชิป TMS320C6474 แต่ละตัวมี DSP ดังกล่าวสามตัว และชิป C6000 รุ่นใหม่ล่าสุดรองรับการประมวลผลแบบจุดลอยตัวและจุดคงที่ด้วย

Freescaleผลิตหน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) แบบมัลติคอร์ตระกูล MSC81xx MSC81xx ใช้สถาปัตยกรรม StarCore และ MSC8144 DSP รุ่นล่าสุดได้รวมคอร์ DSP SC3400 StarCore ที่ตั้งโปรแกรมได้สี่คอร์ โดยแต่ละคอร์มีความเร็วสัญญาณนาฬิกา 1 GHz

XMOSผลิตโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ มัลติเธรด ที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) โปรเซสเซอร์เหล่านี้มีความเร็วหลากหลายตั้งแต่ 400 ถึง 1600 MIPS โปรเซสเซอร์มีสถาปัตยกรรมแบบมัลติเธรดที่อนุญาตให้มีเธรดแบบเรียลไทม์ได้สูงสุด 8 เธรดต่อคอร์ ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ 4 คอร์จะรองรับเธรดแบบเรียลไทม์ได้สูงสุด 32 เธรด เธรดต่างๆ สื่อสารกันผ่านช่องสัญญาณบัฟเฟอร์ที่สามารถรองรับความเร็วสูงสุดถึง80 Mbit/sอุปกรณ์เหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมได้ง่ายด้วยภาษา C และมีเป้าหมายเพื่อเชื่อมช่องว่างระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์แบบดั้งเดิมและ FPGA

บริษัท CEVA, Inc.ผลิตและให้สิทธิ์ใช้งาน DSP สามตระกูลที่แตกต่างกัน ตระกูลที่รู้จักกันดีที่สุดและใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุดคือตระกูล CEVA-TeakLite DSP ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมแบบใช้หน่วยความจำแบบคลาสสิก มีความกว้างของคำ 16 บิตหรือ 32 บิต และMAC แบบเดี่ยวหรือคู่ ตระกูล CEVA-X DSP นำเสนอการผสมผสานระหว่างสถาปัตยกรรม VLIW และ SIMD โดยสมาชิกต่างๆ ในตระกูลนี้มี MAC แบบคู่หรือสี่ 16 บิต ตระกูล CEVA-XC DSP มุ่งเป้าไปที่ การออกแบบโมเด็ม วิทยุแบบกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ (SDR) และใช้ประโยชน์จากการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของสถาปัตยกรรม VLIW และ Vector พร้อม MAC 16 บิต 32 ตัว

Analog Devicesผลิต DSP ที่ใช้ SHARCและมีประสิทธิภาพตั้งแต่ 66 MHz/198 MFLOPS (ล้านการดำเนินการจุดลอยตัวต่อวินาที) ถึง 400 MHz/2400 MFLOPS บางรุ่นรองรับตัวคูณและALU หลายตัว คำสั่ง SIMDและส่วนประกอบและอุปกรณ์ต่อพ่วงเฉพาะสำหรับการประมวลผลเสียง ตระกูล Blackfinของโปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิทัลแบบฝังตัวได้รวมคุณสมบัติของ DSP เข้ากับคุณสมบัติของโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ ส่งผลให้โปรเซสเซอร์เหล่านี้สามารถเรียกใช้ระบบปฏิบัติการ อย่างง่าย เช่นμCLinux , Velocity และNucleus RTOSในขณะที่ทำงานกับข้อมูลแบบเรียลไทม์ ADSP-210xx ที่ใช้ SHARC ให้ทั้งสาขาแบบหน่วงเวลาและสาขาแบบไม่หน่วงเวลา^{[ 21 ]}

NXP Semiconductorsผลิต DSP ที่ใช้ เทคโนโลยี TriMedia VLIWซึ่งได้รับการปรับแต่งมาเพื่อการประมวลผลเสียงและวิดีโอ ในบางผลิตภัณฑ์ แกน DSP จะถูกซ่อนไว้เป็นบล็อกฟังก์ชันคงที่ในSoCแต่ NXP ยังมีโปรเซสเซอร์สื่อแบบแกนเดี่ยวที่ยืดหยุ่นให้เลือกใช้ โปรเซสเซอร์สื่อ TriMedia รองรับทั้งการคำนวณเลขคณิตแบบจุดคงที่และแบบจุดลอยตัวและมีคำสั่งเฉพาะสำหรับการจัดการกับตัวกรองที่ซับซ้อนและการเข้ารหัสเอนโทรปี

CSRผลิตชิปประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (SoC) ตระกูล Quatro ซึ่งประกอบด้วยหน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) สำหรับการประมวลผลภาพแบบกำหนดเองอย่างน้อยหนึ่งหน่วย ที่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลข้อมูลภาพเอกสารสำหรับแอปพลิเคชันสแกนเนอร์และเครื่องถ่ายเอกสาร

บริษัท Microchip Technologyผลิตหน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) รุ่น dsPIC ที่ใช้สถาปัตยกรรม PIC24 dsPIC เปิดตัวในปี 2547 โดยได้รับการออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการทั้ง DSP และไมโครคอนโทรลเลอร์ อย่างแท้จริง เช่น การควบคุมมอเตอร์และในแหล่งจ่ายไฟ dsPIC ทำงานที่ความเร็วสูงสุด 40 MIPS และรองรับการกำหนดแอดเดรสแบบ 16 บิตคงที่ (fixed-point MAC), การกลับบิต และการกำหนดแอดเดรสแบบโมดูลัส รวมถึง DMA ด้วย

DSP ส่วนใหญ่ใช้เลขคณิตแบบจุดคงที่ เนื่องจากในการประมวลผลสัญญาณในโลกแห่งความเป็นจริง ช่วงค่าที่กว้างขึ้นจากเลขคณิตแบบจุดลอยตัวนั้นไม่จำเป็น และยังช่วยลดความเร็วและต้นทุนได้มากเนื่องจากความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์ลดลง DSP แบบจุดลอยตัวอาจมีประโยชน์อย่างมากในแอปพลิเคชันที่ต้องการช่วงไดนามิกกว้าง นักพัฒนาผลิตภัณฑ์อาจใช้ DSP แบบจุดลอยตัวเพื่อลดต้นทุนและความซับซ้อนของการพัฒนาซอฟต์แวร์โดยแลกกับฮาร์ดแวร์ที่มีราคาแพงกว่า เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วการเขียนอัลกอริทึมในรูปแบบจุดลอยตัวนั้นง่ายกว่า

โดยทั่วไป DSP เป็นวงจรรวมเฉพาะทาง อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันการทำงานของ DSP สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ ชิป อาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้ (FPGA) ด้วยเช่นกัน

โปรเซสเซอร์ RISC อเนกประสงค์แบบฝังตัวกำลังมีฟังก์ชันการทำงานที่คล้ายคลึงกับ DSP มากขึ้นเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ OMAP3ประกอบด้วยARM Cortex-A8และ DSP C6000

ในวงการสื่อสาร หน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) รุ่นใหม่ที่ผสานรวมฟังก์ชัน DSP และฟังก์ชันเร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์กำลังเข้ามามีบทบาทมากขึ้น ตัวอย่างเช่น หน่วยประมวลผลโมเด็มASOCS ModemX และ CEVA XC4000

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2561 Huarui-2 ที่ออกแบบโดยสถาบันวิจัยเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์หนานจิงของกลุ่มเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์จีนได้รับการยอมรับแล้ว ด้วยความเร็วในการประมวลผล 0.4 TFLOPS ชิปนี้สามารถทำงานได้ดีกว่าชิป DSP กระแสหลักในปัจจุบัน^{[ 22 ]}ทีมออกแบบได้เริ่มสร้าง Huarui-3 ซึ่งมีความเร็วในการประมวลผลระดับ TFLOPS และรองรับปัญญาประดิษฐ์^{[ 23 ]}

นับตั้งแต่ทศวรรษ 2010 เป็นต้นมา สัดส่วนของวิทยุที่ออกแบบมาเพื่อรับสัญญาณ วิทยุ FMและAM แบบอนาล็อกดั้งเดิมที่มีคลื่นสั้นและคลื่นกลาง เพิ่มมากขึ้น ได้แทนที่วงจรปรับจูนแบบอนาล็อกส่วนใหญ่ในรุ่นเก่าด้วย ICดิจิทัลแบบ DSP ซึ่งทำหน้าที่ประมวลผลและถอดรหัสส่วนใหญ่ในโดเมนดิจิทัล ตัวอย่างของ IC ดังกล่าวคือSilicon Labs / Skyworks Si4831/35 series ซึ่งรองรับการถอดรหัสทั้ง FM และ AM ภายในชิปเดียว^{[ 25 ] [ 26 ]}

ไอซีจำนวนมากดังกล่าว (รวมถึง Si4831/35 ข้างต้น) เหมาะสำหรับใช้กับ – และได้รับการออกแบบมาเพื่อ – การออกแบบแบบดั้งเดิมที่ปรับแต่งทางกลไกจากภายนอก^{[ 26 ] [ 24 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับวงจรอนาล็อกแท้แบบดั้งเดิม วงจรเหล่านี้อาจแสดงลักษณะการปรับแต่งและเสียงที่สังเกตได้ (เช่น การปรับแต่งกระโดดเป็นขั้นๆ แทนที่จะต่อเนื่อง) ^{[ 27 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการออกแบบที่ใช้ DSP รุ่นเก่า

• ตัวควบคุมสัญญาณดิจิทัล
• หน่วยประมวลผลกราฟิก
• การเร่งความเร็วฮาร์ดแวร์
• MDSP – ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัลแบบมัลติโปรเซสเซอร์
• โอเพ่นซีแอล
• การ์ดเสียง
• ระบบบนชิป
• หน่วยประมวลผลภาพ

• หนังสือออนไลน์ DSP
• คู่มือพกพาสำหรับโปรเซสเซอร์ DSP - Berkeley Design Technology, INC